刘译励，王东峰，董雷，张进华

（1.西安交通大学 机械制造系统工程国家重点试验室，西安 710054；2.洛阳轴承研究所有限公司，河南洛阳 471039）

高速电主轴以其转速高、功率大、噪声低、响应快等优点，广泛应用于机床、电子产品、工业制造等领域的高速加工设备中[1-3]。电主轴的核心支承单元是轴承，其性能对主轴系统的动力学特性及加工稳定性至关重要。电主轴转速和产品质量要求的不断提高，使标准轴承难以满足其需要，对非标轴承进行参数化设计成为解决这一问题的有效途径。对非标轴承进行参数化设计时，为保证主轴转子系统的稳定性和动态性能，需保证轴承的刚度与最小油膜厚度；此外，因转速高会导致离心力及陀螺力矩较大，滚动体与套圈接触应力增大，导致轴承发热严重和疲劳寿命降低，应尽量减小该方面的影响。

前人对高速电主轴系统进行了大量的研究，文献[4]基于Jones拟静力学模型建立了考虑弹流润滑影响的耦合滚动体／套圈接触刚度和油膜刚度的滚动轴承刚度计算模型，分析了润滑油动力黏度、黏温系数和黏压系数对球轴承刚度的影响；文献[5]基于Jones拟静力学模型和Hertz接触理论建立完整的刚度矩阵分析表达式对轴承刚度进行了计算；文献[6]考虑轴承径向、轴向和倾斜轴承变形之间的耦合，采用组合曲面积分和有限元法求解滚动体与滚道之间的接触力学，建立全填充的刚度矩阵；文献[7]通过 ANSYS，FLUENT和Workbench三者之间的数据交换，运用单向流-固耦合方法研究主轴单元的流固耦合特性，分析了压力场对液体静压轴承油膜厚度的影响；……