滾珠絲杠副軸向靜剛度確信可靠性建模與分析*

龔夢輝，韓 軍，周長光，馮虎田，歐 屹

(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094)

0 引言

滾珠絲杠副是一種能將直線運(yùn)動與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相互轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵傳動功能件，因其傳動效率高、驅(qū)動速度快、定位精度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、航空航天、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。滾珠絲杠副的剛性是衡量其綜合性能的重要的指標(biāo)之一,不僅影響滾珠絲杠副的精度、承載能力和使用壽命，還影響裝備的工作效率和使用壽命。因此，對滾珠絲杠副的剛度進(jìn)行可靠性分析及優(yōu)化，對于提高裝備的可靠性具有重要意義。

目前很多學(xué)者在滾珠絲杠副剛性的理論建模方面做了大量研究。例如黃金寶建立雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副的剛度模型時(shí)考慮了滾珠絲杠副在受軸向載荷時(shí)接觸角的變化對其影響[1]；劉濤[2]在建立自適應(yīng)預(yù)緊滾珠絲杠副剛度模型時(shí)，分析了預(yù)緊力與變形之間的關(guān)系；張義民等[3]建立了單螺母滾珠絲杠副軸向靜剛度模型；DIEGO等[4]基于接觸應(yīng)力建立了一種新型的滾珠絲杠副接觸變形與優(yōu)化模型；DADALAU等[5]提出了一種有效的計(jì)算滾珠絲杠副剛度的方法。

以上研究對滾珠絲杠副的剛度可靠性計(jì)算奠定了良好的理論基礎(chǔ)。例如魏宗平[6]采用區(qū)間理論的方法計(jì)算了軸向接觸靜剛度的可靠度；張義民等[3]采用改進(jìn)的一次二階矩法對單螺母滾珠絲杠副的軸向靜剛度的可靠性進(jìn)行了研究，該方法對參數(shù)的信息量要求較高；王丹等[7]采用蒙特卡洛仿真法對滾珠絲杠副的軸向靜剛度進(jìn)行了分析，但是需要較大的樣本量；……