滚珠丝杠副的载荷分布决定了滚珠丝杠副的传动精度、刚度、寿命等重要性能。在考虑滚动体和滚道变形的基础上,根据赫兹接触理论建立了包含滚动体和滚道误差的滚珠丝杠副载荷分布模型,并选取样件进行仿真分析。结果表明滚动体加工精度决定了滚珠丝杠副载荷的波动程度;丝杠滚道左右圆弧误差在精确计算滚珠丝杠副载荷分布时不能忽略;满足精度等级要求的丝杠行程误差对载荷分布的影响是可以忽略的;丝杠热伸长引起的滚道误差会改变滚珠丝杠副载荷分布,通过控制丝杠加工温升在4~5℃内能够使滚珠丝杠副载荷更稳定。

为了完善滚珠丝杠副可靠性增长体系,根据滚珠丝杠副磨损与摩擦力矩的相关性,分析摩擦力矩变动量对可靠性的影响,基于滚珠丝杠副小批量生产且运行故障少的情况建立小样本可靠性增长评估计算模型。提出一种滚珠丝杠副可靠性增长试验方法,对摩擦力矩优化前后不同厂家的国产滚珠丝杠副进行可靠性增长试验研究。结果表明,减小摩擦力矩变动量促使滚珠丝杠副MTBF(平均故障间隔时间)得到明显提升;同时,对比预紧力以及行程误差退化速率发现,摩擦力矩变动量越小,磨损速率越慢,进而验证了可靠性增长试验中控制摩擦力矩变动量的必要性。

为了分析滚珠丝杠副扭转接触刚度,首先基于切向滑移理论,对滚珠与滚道接触区域进行受力变形分析,建立了滚珠丝杠副扭转接触刚度模型。其次研制滚珠丝杠副扭转刚性试验台,在轴向加载下,通过角位移-扭矩曲线获得了扭转接触刚度。最后对DKF4016型滚珠丝杠副进行了多次测试。结果表明在加载过程中,扭转接触刚度随扭矩呈指数关系变化,理论值与实测值最大相对误差为5.24%,验证了理论模型的正确性。

滚珠丝杠副丝杠滚道表面波纹度是影响振动噪声的重要因素之一。针对丝杠滚道表面波纹度的检测需求设计了一套检测装置。根据丝杠表面滚道的高质量、无损要求,结合散射光传感器检测原理等技术,设计了该检测装置的机械结构和测控系统。其中,测控系统由驱动系统、控制系统和数据采集系统组成。波纹度检测装置的测控软件包括试验大纲、参数设置、数据分析计算3个部分。该装置的设计为丝杠滚道表面波纹度检测提供初步设计基础。

前言目前，市场上高速高精加工机床的进给驱动，主要由传统的旋转伺服电机和精密高速滚珠丝杠组成，从伺服电机到移动部件间有一系列机械元件，势必存在弹性变形、摩擦和反向间隙，相应造成运动滞后和其他非线性误差，而且滚珠丝杠副的移动速度和加速度已提高接近极限。直线电机的出现，实现了机床直线轴的直接驱动，

为解决现有的乏燃料立式剪切机在剪切乏燃料过程中所存在的未经剪切的元件掉入溶解器、刀架滚轮磨损等一系列问题,提出一种卧式送料剪切机的翻转机构方案,使得乏燃料组件由竖直位置翻转至水平位置。这种结构以双液压缸联动举升来实现燃料组件的翻转动作,并以滚珠丝杠副机构来实现燃料组件反转后的水平横移运动。介绍了翻转机构的工作原理并确定举升机构和横移结构设计及其参数。在完成剪切机翻转机构设计后,为保证其设计合理性对卧式剪切机送料系统翻转机构关键部件的主要失效模式进行了详细可靠性分析,并建立可靠性分析模型,最后得出具体可靠性计算结果。

针对滚珠丝杠副温升问题,分析丝杠温升主要来源,建立热力学理论模型。以某加工中心进给用滚珠丝杠副为研究对象,分析丝杠螺母副温升变化情况以及导致变化的原因。滚珠丝杠副在加工中心强切削的工况下,丝杠因热膨胀所引的轴向起位移约为1.8μm。设计螺旋式内冷结构丝杠,通过有限元分析比较丝杠空心式与螺旋式内冷结构的降温效果。结果表明:丝杠表面温度不是越低越好,而是越均匀越好;螺旋式内冷结构比空心式内冷结构径向温度分布更均衡,整体降温效果更加明显。

目前,滚珠丝杠副刚性的一次测量只能测得一个位置处刚度,需进行多次测量才能获得有效行程内的刚度波动情况,且每次测量需要拆卸和调整测量装置,耗时耗力。由于滚珠丝杠副摩擦力矩测量是空载扭矩,在测量行程中,螺旋升角和接触角是基本没有什么变化,同时在刚性测量中,轴向载荷的加载对螺旋升角和接触角的影响非常小,可以简单、快速获得双螺母预紧滚珠丝杠副不同位置处接触刚度值波动情况,对双螺母预紧滚珠丝杠副的滚珠进行动力学分析,建立预紧力与接触刚度的关系式,结合滚珠丝杠副预紧力与摩擦力矩平衡方程,建立关于摩擦力矩的接触刚度数学模型;使用滚珠丝杠副摩擦力矩试验台对两种不同型号的双螺母预紧滚珠丝杠副进行摩擦力矩测量;在滚珠丝杠副静刚度试验台上对以上两件滚珠丝杠副进行静刚度测量。试验结果表明：当双螺母预紧...

针对内循环滚珠丝杠副中滚珠与反向器之间碰撞和摩擦易导致反向器失效的问题，以减小滚珠与反向器之间接触碰撞力和摩擦力矩为目标，正弦曲线和五次抛物曲线叠加权重比系数为设计变量，对现有反向器回珠曲线进行优化计算。在获得最优回珠曲线后，建立三维模型并进行多体动力学仿真分析。仿真结果表明：优化后的反向器回珠曲线有效的降低了滚珠与反向器之间的碰撞力和摩擦力矩，滚珠运行更加流畅，滚珠丝杠副的动态性能得到明显改善。

基于Hertz接触理论和Archard黏着磨损模型,分别分析和计算了高承载滚珠丝杠副的接触变形和磨损量;在此基础上,为了进一步研究高承载滚珠丝杠副的变形情况,提出了一种综合考虑高承载滚珠丝杠副弹性接触变形、弹塑性接触变形和Archard黏着磨损这几种影响因素的分析和计算方法;结果表明：利用这种方法可以更加全面地分析与计算出滚珠丝杠副在受载时及卸载后的总变形量。研究结果为深入开展高承载滚珠丝杠副的接触变形和磨损理论的相关研究提供了理论依据。