双转子支承轴承是航空发动机中的关键轴承,该轴承内外圈同时旋转。为研究该轴承的性能,需要设计专用的试验机完成。试验机具有两个独立轴系驱动双转子圆柱滚子轴承的内圈和外圈同向或反向高速旋转。为保证试验机正常工作,必须研究轴系的静力学特性,保证其具有足够的刚度和强度;必须研究轴系的横向和扭转振动特性,保证轴系能够避免横向共振和扭转共振现象的发生;必须研究轴系的疲劳寿命,保证轴系的使用寿命。本文以高速圆柱滚子轴承耦联轴系为研究对象,对耦联轴系进行了三维实体建模,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对两个主轴分别进行有限元静力学分析,获得其应力应变相关数据,设计出满足静力学要求的耦联轴系主轴;建立了耦联轴系横振系统动力学模型,并应用三维建模软件UG对耦联轴系进行实体建模,结合有限元仿真软件ANSYS Workbench对耦联轴系进行了轴承预负荷条件下的模态分析,得到了单轴系和耦联轴系的前四阶横振固有频率及模态振型,并通过模态实验进行了验证;采用连续质量法对耦联轴系模型进行离散化处理,建立了耦联轴系扭振的动力学模型,运用三维建模软件完成了耦联轴系扭振系统各零部件的三维实体建模并进行了扭振模态分析,得到轴系两种约束下的前四阶扭振固有频率及模态振型;最后在轴系静力学计算的基础上,对耦联轴系主轴的疲劳寿命进行了预测。试验和实际运行结果表明,双转子圆柱滚子轴承试验用的耦联轴系的刚度、强度满足使用要求,耦联轴系的横向及扭转共振频率分布比较合理,避开了主要试验转速,试验机轴系能够正常运行。