高速滚动轴承-转子系统时变轴承刚度及振动响应分析

高速滚动轴承广泛应用于机床主轴、航空发动机等转子系统中。在复杂运行工况下，滚动轴承的刚度表现出强烈的时变特性和非线性特性，往往是系统非线性的主要根源。考虑离心力、陀螺力矩、轴承内圈离心膨胀和热变形等因素，建立高速滚动轴承力学模型，计算轴承的时变刚度。将滚动轴承非线性模型与转子有限元模型集成，建立滚动轴承，转子耦合系统动力学模型。以FAG角接触球轴承（HCB7012E）为例，分别计算静载荷作用下的内外圈轴向、径向相对位移，并与舍弗勒轴承分析软件BearinX的计算结果进行比较，验证了模型对静态位移仿真的精度。在不同轴承预紧状态下，仿真滚动轴承．转子系统在不平衡激励下的振动响应，并与试验结果比较，验证了模型仿真系统动态响应的精度。利用一个背对背安装的角接触球轴承．转子系统，研究在静载荷、不平衡载荷激励作用下滚动轴承刚度的变化规律，并计算时变轴承刚度作用下转子的时域振动响应及频域特征，为高速滚动轴承．转子系统设计、动力学分析与故障诊断提供依据。