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随着钻井不断向向深井、超深井和大位移水平井迈进,钻进过程常遇到软地层、硬地层、无规律软硬地层交替和强研磨等地层,这无疑对钻头,尤其是轴承系统提出了更高的性能要求。为提高钻井效率,要求轴承在大钻压、高机械钻速下保持更长时间的良好运转。受井底空间限制,牙轮钻头结构设计尺寸有限,牙轮壳体和轴颈尺寸设计都不能太大,强瞬态冲击载荷和较高转速常常导致轴承磨损过量而导致轴承失效。对牙轮钻头滑动轴承在既定边界条件和尺寸下进行动态仿真研究,不仅能够掌握轴承在井底作业时其力学行为特性,也有利于对其进行结构优化提供理论指导。本文以某型8 1/2”三牙轮钻头滑动轴承为研究对象,进行动态仿真,具体研究内容如下:（1）首先,分析三牙轮钻头滑动轴承的结构及受力特点,找出最先失效的受载牙轮,以最大受载牙轮为分析对象,应用Creo建立包含牙掌、轴颈和牙轮的钻头三维模型,并进行适当简化。（2）其次,应用ANSYS-Workbench瞬态动力学分析模块,对钻头施加瞬态冲击载荷,研究轴承等效应力、弹性应变和径向振动位移随时间变化的规律,提出对轴颈进行母线凸度量修形、端部倒圆角修形和牙轮内孔圆弧修形的优化设计方法。（3）再次,通过对比分析优化和未优化轴承受瞬态冲击载荷后其应力和径向位移的分布规律,得出优化后的轴承应力集中有所改善,抗瞬态冲击能力增强。（4）另外,研究了轴颈与牙轮间隙对应力分布的影响,找到最优匹配间隙。（5）接着,应用ANSYS/LS-DYNA显示动力学模块对简化后的牙轮钻头进行动态仿真,首先研究轴承上等效应力的分布规律,再进一步研究当钻头载荷和转速发生改变时,轴承应力和振动位移随时间变化的规律。（6）最后,综合滑动轴承、滚动轴承和浮动套轴承的优缺点,设计了一种新型滚滑轴承,并将其引入牙轮钻头,以常规滑动轴承作为参考对象,研究了新型轴承结构动态应力、牙轮节点动态应力和轴颈振动位移随时间变化的规律,为新型轴承设计和应用提供一定理论依据。