2024年6月2日发(作者：硕愉心)
２０１９年６月
机械设计与制造工程
Ｊｕｎ.２０１９
第４８卷第６期
ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ.４８Ｎｏ.６
ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－５０９Ｘ.２０１９.０６.０１４
关节轴承试验机的设计及关键零部件的仿真分析
(１.辽宁装备制造职业技术学院自控学院ꎬ辽宁沈阳 １１０１６１)
(２.上海申克机械有限公司ꎬ上海 ２００４４４)
任亚军
１
ꎬ邸世勇
２
摘要:以某型直升机旋翼系统中所用关节轴承的规格、运动状况和工作环境为依据ꎬ设计了一种
关节轴承试验机的主体结构ꎬ并建立其三维模型ꎮ随后使用有限元软件对试验机的关键零部件
进行仿真分析ꎬ结果表明可满足关节轴承性能参数与寿命预测等需求ꎮ
关键词:关节轴承ꎻ试验机ꎻ结构设计ꎻ仿真分析
中图分类号:ＴＨ１３３３.３ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－５０９Ｘ(２０１９)０６－００６０－０３
关节轴承具有结构紧凑、承载高、寿命长等优
点ꎬ被广泛应用于飞行器的旋翼系统、操纵系统和
起落架等关键部位
[１－２]
ꎮ关节轴承在使用前应进
行真实工况下的性能分析ꎬ以评定其磨损、寿命和
可靠性等相关技术指标ꎮ由于关节轴承的工作状
态较为复杂ꎬ因此常规的数值解析、仿真模拟等方
式很难获得较为准确的数据ꎬ但通过制造关节轴承
试验机ꎬ并进行实际工况的模拟实验ꎬ获得的数据
就是精准可靠的
[３－４]
ꎮ目前ꎬ国内外已研制出几种
关节轴承试验机ꎬ但还无法完全满足关节轴承性能
评价与寿命预测的需求
[５]
ꎬ因此研制新型关节轴
承试验机就变得尤为重要ꎮ
湿度可控范围为３０％~９５％
[６]
ꎮ
试验机主要由环境箱、夹具、轴向加载装置、径
向加载装置、固定底座等部件组成ꎬ试验机的组成
如图１所示ꎮ
１ 试验机总体设计
为了能最大程度地模拟实际使用工况ꎬ试验机
基本功能要求如下:施加轴向、径向或联合载荷时ꎬ
关节轴承能够实现旋转摆动或倾斜摆动ꎻ能实时检
测载荷、摩擦扭矩、磨损量、温度、运动次数等参数ꎻ
能够对工作环境如温度、湿度等进行有效调控ꎮ
本文依据某直升机旋翼系统中关节轴承的规
格、运动状况及工作环境ꎬ确定试验机的主要技术
参数:被试关节轴承内径尺寸范围为２５~７０ｍｍꎻ
８０ｋＮꎻ径向最大静态载荷为１０００ｋＮꎬ径向最大动
态载荷为８００ｋＮꎻ倾斜扭矩为３００００Ｎ
2024年6月2日发(作者：硕愉心)
２０１９年６月
机械设计与制造工程
Ｊｕｎ.２０１９
第４８卷第６期
ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ.４８Ｎｏ.６
ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－５０９Ｘ.２０１９.０６.０１４
关节轴承试验机的设计及关键零部件的仿真分析
(１.辽宁装备制造职业技术学院自控学院ꎬ辽宁沈阳 １１０１６１)
(２.上海申克机械有限公司ꎬ上海 ２００４４４)
任亚军
１
ꎬ邸世勇
２
摘要:以某型直升机旋翼系统中所用关节轴承的规格、运动状况和工作环境为依据ꎬ设计了一种
关节轴承试验机的主体结构ꎬ并建立其三维模型ꎮ随后使用有限元软件对试验机的关键零部件
进行仿真分析ꎬ结果表明可满足关节轴承性能参数与寿命预测等需求ꎮ
关键词:关节轴承ꎻ试验机ꎻ结构设计ꎻ仿真分析
中图分类号:ＴＨ１３３３.３ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－５０９Ｘ(２０１９)０６－００６０－０３
关节轴承具有结构紧凑、承载高、寿命长等优
点ꎬ被广泛应用于飞行器的旋翼系统、操纵系统和
起落架等关键部位
[１－２]
ꎮ关节轴承在使用前应进
行真实工况下的性能分析ꎬ以评定其磨损、寿命和
可靠性等相关技术指标ꎮ由于关节轴承的工作状
态较为复杂ꎬ因此常规的数值解析、仿真模拟等方
式很难获得较为准确的数据ꎬ但通过制造关节轴承
试验机ꎬ并进行实际工况的模拟实验ꎬ获得的数据
就是精准可靠的
[３－４]
ꎮ目前ꎬ国内外已研制出几种
关节轴承试验机ꎬ但还无法完全满足关节轴承性能
评价与寿命预测的需求
[５]
ꎬ因此研制新型关节轴
承试验机就变得尤为重要ꎮ
湿度可控范围为３０％~９５％
[６]
ꎮ
试验机主要由环境箱、夹具、轴向加载装置、径
向加载装置、固定底座等部件组成ꎬ试验机的组成
如图１所示ꎮ
１ 试验机总体设计
为了能最大程度地模拟实际使用工况ꎬ试验机
基本功能要求如下:施加轴向、径向或联合载荷时ꎬ
关节轴承能够实现旋转摆动或倾斜摆动ꎻ能实时检
测载荷、摩擦扭矩、磨损量、温度、运动次数等参数ꎻ
能够对工作环境如温度、湿度等进行有效调控ꎮ
本文依据某直升机旋翼系统中关节轴承的规
格、运动状况及工作环境ꎬ确定试验机的主要技术
参数:被试关节轴承内径尺寸范围为２５~７０ｍｍꎻ
８０ｋＮꎻ径向最大静态载荷为１０００ｋＮꎬ径向最大动
态载荷为８００ｋＮꎻ倾斜扭矩为３００００Ｎ