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1、第35卷第3期兵工學(xué)報VoI．35NO．32014年3月ACTAARMAMENTARIIMar．2O14多軸承支撐軸系的精確變形計算研究劉越，周廣明，張祖智，杜萬里，馬貴葉(中國北方車輛研究所車輛傳動重點實驗室，北京100072)摘要：針對傳動系統(tǒng)中典型的多軸承支撐軸系結(jié)構(gòu)，提出了軸和軸承剛度耦合建模方法以及軸系結(jié)構(gòu)精確變形迭代求解方法?；谳S承幾何學(xué)、接觸力學(xué)理論，采用Newton—Raphson算法實現(xiàn)軸承接觸應(yīng)力和變形計算、軸承內(nèi)部載荷分配計算、軸承滾動體力學(xué)平衡方程組的求解，建立軸承剛度矩陣。實現(xiàn)軸承與Timoshenko梁的剛度耦合，形成軸系剛度矩陣，并通過松弛迭代法求解稀疏剛度
2、矩陣。改變軸承剛度矩陣完成迭代過程，獲得系統(tǒng)的精確變形。通過算例，驗證了該計算方法收斂快、對初值要求低，計算精度較高。關(guān)鍵詞：固體力學(xué)；矩陣位移法；Timoshenko梁；軸承剛度；SSOR迭代法；Newton．Raphson算法中圖分類號：TP391文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1000-1093(2014)03—0305-07DOI：10．3969／i．issn．1000—1093．2014．03．003AccurateCalculationforDeformationofMulti-bearingShaftingSystemLIUYue，ZHOUGuang—ming，ZHANGZu—zhi
3、，DUWan-li，MAGui—ye(ScienceandTechnologyonVehicleTransmissionLaboratory，ChinaNorthVehicleResearchInstitute，Beijing100072，China)Abstract：Anewmodelingmethodofshaft—bearingstiffnesscouplingandaniterativemethodforcalculat-ingthedeformationofmulti-bearingshaftingsystemarepresentedforthetypicalcomplexmul
4、ti··bearingshaftingsystemusedindrivingsystem．ThebearingstiffnessmatrixiscreatedbyNewton—Raphsonmethodthroughthefollowingsteps：calculationofcontactstressanddeformation，calculationofinternalloaddis—tribution，andsolutionofrollingelementsmechanicsequilibriumequations，whichisbasedonthetheoryofbearingge
5、ometryandcontactmechanics．TheshaftingsystemstiffnessmatrixisconstructedbyCOU—plingtheTimoshenkobeamandbearings．Thedeformationofsystemcanbesolvedbyiterativematrixdis-placementmethodofvariablebearingstiffness，whichisappliedtoSSORiterativematrix．Itisproventhatthemethodhasbetterconvergence，lowerdemand
6、toinitialdata，andhigheraccuracy，whichismoreconvenienttouseforengineeringdesign．Keywords：solidmechanics；matrixdisplacementmethod；Timoshenkobeam；bearingstiffness；SSORiterativematrix；Newton．Raphsonmethod和齒輪疲勞壽命的基礎(chǔ)，對輪齒齒面精細化設(shè)計具O引言有重要意義。獲取軸和軸承精確的變形量，是正確預(yù)測軸承傳統(tǒng)計算變形量的方法將軸承作為剛性支撐收稿日期：2013-09-08基金項目：國防科技工業(yè)技術(shù)
7、基礎(chǔ)科研項目(2009b2542134)；車輛傳動重點實驗室基金項目(9140C340103120C34124)作者簡介：劉越(1986一)，男，工程師。E—mail：liuyuel620@sina．tom306兵工學(xué)報第35卷點，根據(jù)受力平衡條件、虛位移原理等建立方程組，考慮剪切變形影響后，Timoshenko梁的應(yīng)變能求解軸承的支撐反力和變形。這種方法雖然簡便，方程為卻無法得到軸承的準(zhǔn)確受力情況，也就無法計算軸U=U
