对滚珠丝杠副的精度研究现状进行了概括.根据前人的研究经验,将滚珠丝杠简化为梁来研究.运用振动力学理论,推导出梁在外部激励作用下的响应方程,运用软件Matlab对求解结果进行了可视化处理.应用一次二阶矩理论,推导了丝杠副传动动态精度可靠性,并结合实例进行了计算.结果表明,丝杠截面误差和极惯性矩误差对精度可靠性起决定性影响,由此得出在生产制造丝杠时要极其注意保证丝杠的截面面积的制造精度.

在热处理过程中，往往由于原材料内部缺陷、工件表面与心部产生的温差以及组织比体积的变化等原因使滚珠丝杠产生热处理应力。热处理应力一般分为3种类型，即结构应力、热应力和相变应力，其中相变应力对滚珠丝杠的危害是最大的。工件中的热处理应力基本上不是单一类型存在的，往往是几种类型的代数组合。文中分析了过大的热处理应力对滚珠丝杠尺寸稳定性习铂精度的危害。以避免滚珠丝杠产生淬火裂纹、工件变形和疲劳失效。研究了预防和消除滚珠丝杠热处理应力的有效措施。

通过对滚珠丝杠结构特征和工艺过程的分析研究,设计和开发出了滚珠丝杠BGS-CAPP系统。该系统为综合式CAPP系统,既可以实现对已有滚珠丝杠标准工艺的查询,又可以对相似的滚珠丝杠检索出同族零件的典型工艺,同时系统还能自动编制出滚珠丝杠的工艺规程。滚珠丝杠BGS-CAPP系统大大提高了工厂的生产效率,缩短了生产周期,节约了生产成本,为企业的信息化进程奠定了基础。

反向器的优劣直接影响到滚珠丝杠副的使用性能,而回珠曲线是影响滚珠丝杠副性能的关键因素。文中通过对反向器进行力学分析,得出一种新型的滚珠丝杠副反向器的回珠曲线,并对此设计曲线在ADAMS中进行仿真分析,对比分析优化前后端塞式滚珠丝杠副反向器的运动情况,结果表明优化后的多段圆弧式反向器与滚珠的碰撞力明显减小,大大提高了滚珠丝杠副反向器的流畅性。

运用专业的三维建模软件Pro/E建立了滚珠丝杠副系统的零件装配模型,并通过ANSYS-Workbench有限元分析软件对建立的滚珠丝杠副装配模型进行静力结构有限元仿真分析,得出滚珠丝杠副滚珠、丝杠、螺母和滚珠丝杠副整机的等效应力图和等效应变图。结果表明,滚珠丝杠副的等效应力主要在于滚珠与滚道接触区域,且滚珠与滚道间的接触区域呈椭圆状分布,接触应变值由中心向外逐渐变小,符合赫兹接触理论。仿真结果证实了所建仿真模型的有效性,为滚珠丝杠副更好地向高速、高效和高精度的发展提供了基础,并为其优化设计提供了技术支持。

建立了反向器与滚珠的三维装配模型,基于Pro/E-ANSYS Workbench-LS DYNA对端塞和外插管反向器进行了动力学联合仿真,研究了反向器与滚珠发生碰撞时反向器的应力应变情况,得到反向器与滚珠发生碰撞瞬时的应力变化图。同时,分析对比了端塞式反向器与外插管反向器在高速进给方面的受力情况,验证了反向器与滚珠碰撞时,由于滚珠沿切线方向进入端塞反向器,在入口处与反向器发生法向碰撞的力很小,而外插管管舌跟切口处的应力较大。得出结论,端塞式反向器比外插管式反向器更适合于高速滚珠丝杠。