直升机尾传动系统是整个直升机传动系统的重要组成部分,滚动轴承为尾传动的关键支撑部件,滚动轴承的性能好坏直接影响尾传动系统的性能。直升机飞行的状态复杂多变,导致了尾传动支撑轴承工作环境的恶劣,影响支撑轴承的动态特性,使得支撑轴承容易发生故障。支撑轴承一旦发生故障,将直接威胁直升机的飞行安全。论文以某型直升机尾传动支撑轴承——双列深沟球轴承为例,仿真研究了典型工况下尾传动支撑轴承动态特性及典型故障状态下的振动特性,研究工作可为直升机尾传动支撑轴承结构优化设计、减振降噪和运行状态监测提供了理论参考依据,具有重要意义。论文主要研究的内容如下:(1)直升机尾传动支撑轴承载荷分析计算。以某型直升机尾传动系统为例,分析了尾传动支撑轴承的支撑特点,运用空气动力学理论和工程算法,分别计算得到了几种典型工况下尾传动系统的载荷和尾桨需用功率。在此基础上,根据尾传动轴承支撑特点,计算获得了支撑轴承载荷值,为支撑轴承的动态特性和故障建模分析提供载荷基础。(2)基于弹性流体动力润滑理论和Hertz接触理论的支撑轴承多体接触建模及动态特性分析。探讨了滚珠和滚道之间的接触特性,综合赫兹接触刚度和润滑接触刚度得到了滚珠和滚道之间的等效刚度。基于多体动力学分析理论,建立了尾传动支撑轴承的多体接触动力学模型,分析了不同飞行状态下支撑轴承的动态响应。(3)直升机尾传动支撑轴承故障建模及振动特性分析。根据尾传动支撑轴承典型故障模式,在载荷分析和轴承多体接触建模的基础上,运用ADAMS故障建模方法,建立了尾传支撑轴承不同位置故障、不同故障尺寸、不同复合故障的故障仿真模型,进行了故障仿真和振动特性分析。获取了不同故障状态下的振动加速度信号,开展了故障扩展过程中典型统计特征量变化规律分析。(4)实验分析与验证。搭建了双列深沟球轴承故障模拟实验台,采用B&K系统进行振动信号的采集,对实验信号进行数据处理。通过实验信号与仿真信号的对比,验证了双列深沟球轴承故障仿真模型的准确性。