滾珠絲杠副作為數(shù)控機床的重要滾動功能部件,其可靠性決定了整個機床的性能和精度。而國內(nèi)滾珠絲杠副在可靠性（精度、故障和疲勞壽命）方面與國外產(chǎn)品存在一定差距,因此本文從磨損機理出發(fā),分析可靠性指標(biāo),制定和開展?jié)L珠絲杠副加速可靠性試驗,基于試驗數(shù)據(jù)分析故障,進行加速模型建模與分析。主要進行了以下工作:（1）總結(jié)分析了滾珠絲杠副可靠性評價指標(biāo),分為精度保持性,故障可靠性和疲勞壽命。針對滾珠絲杠副的精度保持性,從摩擦磨損的角度出發(fā),研究了滾珠絲杠副精度變化情況,通過絲桿行程誤差的變化反映絲杠滾道的磨損,摩擦力矩的變化來反映絲杠滾道和螺母滾道的綜合磨損情況,建立了絲杠滾道的磨損預(yù)測模型和雙螺母滾珠絲杠副摩擦力矩損失模型。（2）建立了關(guān)于軸向載荷、運行速度和試驗頻次的等效加速失效時間模型,并基于加速模型制定了兩種運行速度下的滾珠絲杠副軸向載荷A+A步進加載可靠性加速試驗方案,并從彈塑性力學(xué)的角度分析了不改變滾珠絲杠副失效機理情況下軸向應(yīng)力取值范圍,結(jié)合調(diào)研的滾珠絲杠副實際使用工況設(shè)置了試驗參數(shù)和條件;以檢測的滾珠絲杠副綜合性能（定位精度、重復(fù)定位精度、反向間隙、噪聲和溫升）為標(biāo)準篩選了性能接近的樣件... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

滾珠絲杠副示意圖

碩士學(xué)位論文基于等效加速失效時間模型的滾珠絲杠副可靠性試驗及分析112滾珠絲杠副可靠性衡量指標(biāo)及分析滾珠絲杠副的各項性能指標(biāo)是衡量滾珠絲杠副質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準，主要包括入庫性能、綜合性能和可靠性性能，如圖2.1所示。本文主要研究滾珠絲杠副在運行后的可靠性性能。可靠性工程的誕生已近半個世紀的歷史，包括可靠性設(shè)計、可靠性增長、可靠性試驗、可靠性數(shù)據(jù)采集和分析、可靠性預(yù)計等，不僅需要學(xué)習(xí)可靠性的相關(guān)理論，更需要學(xué)習(xí)基于試驗的數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理和分析的方法。產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計到使用、維修和報廢都包含了可靠性理論。本文從滾珠絲杠副的磨損研究的基礎(chǔ)出發(fā)，借鑒滾動軸承的研究，確定滾珠絲杠副的可靠性指標(biāo)研究絲杠副的可靠性。圖2.1滾珠絲杠副性能分類2.1滾珠絲杠副可靠性衡量指標(biāo)可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的重要評價指標(biāo)。由國家標(biāo)準GB/T3187-94《可靠性、維修性術(shù)語》可知，其概念定義為“產(chǎn)品在規(guī)定條件下與規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力”。對滾珠絲杠副而言：規(guī)定條件為工作條件、環(huán)境條件、潤滑條件等；規(guī)定時間為設(shè)計任務(wù)書中預(yù)期工作時間；規(guī)定功能為精度保持、性能良好、無疲勞失效以及各項性能在要求范圍之內(nèi)；能力則是一種概率，一般以可靠度衡量。對于滾珠絲杠副而言，可靠性指標(biāo)主要涉及精度、故障和疲勞壽命三個方面。從圖2.2可以看出，可靠性指標(biāo)并不是相互獨立的，在整個疲勞壽命周期內(nèi)，伴隨著滾珠絲杠副的精度喪失和故障的發(fā)生。在一些對滾珠絲杠副的精度性能要求不高只需傳動功能的場合下，即使精度喪失，滾珠絲杠副的工作壽命仍沒有終止，所以在研究滾珠絲杠副的可靠性性能時，可以同時綜合的檢測

2滾珠絲杠副可靠性衡量指標(biāo)及分析碩士學(xué)位論文12各項性能，系統(tǒng)的研究滾珠絲杠副的可靠性。圖2.2滾珠絲杠副可靠性指標(biāo)示意圖2.2滾珠絲杠副精度保持性精度保持性是指滾珠絲杠副在規(guī)定條件和時間內(nèi)精度保持在某一精度等級而不喪失的能力，是評價滾珠絲杠副機械性能的一個重要指標(biāo)，并用有效精度保持時間或者精度壽命表示其精度保持性的強弱。有效精度保持時間是指在一定工作條件下指滾珠絲杠副的精度保持在規(guī)定的等級范圍內(nèi)而未喪失的時間[57]。精度指標(biāo)是衡量滾珠絲杠副精度等級的標(biāo)準，結(jié)合GBT17587.3-1998《滾珠絲杠副第3部分：驗收條件和驗收檢驗》，其精度指標(biāo)主要包括：有效行程內(nèi)平均行程偏差e、任意2π弧度內(nèi)行程變動量V2π、任意300mm行程行程變動量V300、有效行程內(nèi)行程變動量Vu和摩擦力矩的變化量。在判斷滾珠絲杠副的精度等級時要綜合考量各個精度指標(biāo)，進而估計和判斷。滾珠絲杠副在運行過程中，滾珠與絲杠和螺母的摩擦磨損會導(dǎo)致滾珠絲杠副的精度指標(biāo)發(fā)生變化，隨著運行里程的增加，磨損的不斷加劇，滾珠絲杠副的精度指標(biāo)將達不到工作要求的等級，即滾珠絲杠副的精度喪失，一些高精度機床或者產(chǎn)品對滾珠絲杠副的精度和性能要求較高，精度喪失將不能滿足加工或生產(chǎn)需求，則需更換新的高精度滾珠絲杠副，而通過分析大量滾珠絲杠副精度喪失的數(shù)據(jù)就可以得出該型號的滾珠絲杠副的有效精度保持時間。本文基于前人在滾珠絲杠副磨損研究的基礎(chǔ)上建立精度磨損與摩擦力矩和絲杠行程誤差的關(guān)系，通過滾珠絲杠副摩擦力矩來反應(yīng)螺母和絲杠的磨損情況，建立摩擦力矩退化模型；通過滾珠絲杠副的行程誤差來反映絲杠滾道的磨損情況，建立絲杠磨損模型。2.2.1雙螺母滾珠絲杠副受力分析對于雙螺母預(yù)緊滾珠絲杠副來說，在無外部負載時，螺母A

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于加速壽命試驗的自潤滑關(guān)節(jié)軸承可靠性分析[J]. 邱明,周大威,周占生.  兵工學(xué)報. 2018(07)
[2]步進應(yīng)力加速壽命試驗數(shù)據(jù)處理方法在產(chǎn)品定壽試驗中的應(yīng)用[J]. 譚勇,周堃,羅天元,趙方超,周彩元,劉偉.  裝備環(huán)境工程. 2017(01)
[3]自潤滑向心關(guān)節(jié)軸承加速壽命試驗及壽命分析[J]. 盧建軍,邱明,李迎春.  機械傳動. 2016(10)
[4]滾動功能部件測試試驗技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 歐屹.  金屬加工(冷加工). 2016(06)
[5]滾珠絲杠副精度測量系統(tǒng)設(shè)計及實驗分析[J]. 孫志平,韓軍,馮虎田.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2015(02)
[6]正交和均勻?qū)嶒炘O(shè)計方法的比較[J]. 董敬莎,孫曉燕,牛博英.  科技視界. 2013(22)
[7]精密滾珠絲杠副精度損失模型及其試驗研究[J]. 孫震,陶衛(wèi)軍,馮虎田.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2013(03)
[8]基于蒙特卡洛方法的滾珠絲杠副運動可靠性分析[J]. 王丹,周亮,孫志禮,杜金成.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(08)
[9]Weibull分布對數(shù)線性加速模型的可靠性估計方法[J]. 劉婷.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2011(01)
[10]綜合應(yīng)力加速壽命模型驗證方法的研究[J]. 錢萍,陳文華,馬子魁,盧獻彪,高亮.  機械工程學(xué)報. 2010(24)

博士論文
[1]滾珠絲杠副預(yù)緊力衰退預(yù)測及試驗研究[D]. 周長光.南京理工大學(xué) 2018

碩士論文
[1]滾珠絲杠副綜合性能測評方法與試驗研究[D]. 徐陽陽.南京理工大學(xué) 2018
[2]滾動功能部件加速壽命預(yù)測與磨損失效機理研究[D]. 顧旻杰.南京理工大學(xué) 2018
[3]滾珠絲杠副精度保持性加載試驗臺研制開發(fā)及試驗研究[D]. 馬洪君.山東建筑大學(xué) 2016
[4]滾珠絲杠副精度保持性及壽命分析與試驗研究[D]. 楊雪.南京理工大學(xué) 2016
[5]滾珠絲杠副的可靠性及壽命試驗研究[D]. 常永壽.南京理工大學(xué) 2016
[6]滾動功能部件精度衰退模型及精度保持性研究[D]. 連志琪.沈陽理工大學(xué) 2016
[7]滾珠絲杠副壽命試驗裝置設(shè)計及評估方法研究[D]. 丁聰.南京理工大學(xué) 2015
[8]滾珠絲杠副精度損失及其試驗臺測控系統(tǒng)設(shè)計[D]. 戴鵬.南京理工大學(xué) 2015
[9]精密滾珠絲杠副可靠性試驗及評估方法研究[D]. 徐益飛.南京理工大學(xué) 2015
[10]序進應(yīng)力加速壽命試驗加載方式及其統(tǒng)計分析方法的研究[D]. 徐超.浙江理工大學(xué) 2014



本文編號：3121287