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滚珠丝杠副广泛应用于机械产品的进给系统,尤其是数控机床的进给系统。滚珠丝杠副的轴向接触刚度是进给系统中刚度最为薄弱的环节。因此本文以滚珠丝杠副为研究对象,系统分析了由于切削力影响,滚珠丝杠副变形所引起的加工误差,研究了滚珠丝杠副可靠性及可靠性灵敏度。同时,为验证理论结果,搭建滚珠丝杠副试验台进行实验验证。本文通过对滚珠丝杠副可靠性及可靠性灵敏度研究,旨在为滚珠丝杠副参数的设计提供理论依据,进而为提高机床加工精度奠定基础。具体工作内容如下:(1)基于赫兹接触理论,利用单螺母滚珠丝杠副的导程、接触角、丝杠公称直径、滚道曲率比、工作载荷等技术参数建立单螺母滚珠丝杠副轴向接触变形模型。然后,根据双螺母滚珠丝杠副结构特征,建立无载荷时双螺母预紧滚珠丝杠副的轴向接触变形模型。最后,根据变形协调方程,建立承受载荷时双螺母预紧滚珠丝杠副的轴向接触变形模型。(2)根据单螺母滚珠丝杠副轴向接触变形模型,分析工作载荷、接触角、螺旋角等参数变化对接触刚度的影响。同时,根据单螺母滚珠丝杠副的轴向接触变形小于加工精度的原则,建立单螺母滚珠丝杠副可靠性模型。利用改进一次二阶矩方法分析和计算单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性和可靠性灵敏度。(3)根据双螺母滚珠丝杠副轴向接触变形的理论模型,分析工作载荷、接触角、螺旋角、预紧力等参数变化对接触刚度的影响。同时,根据双螺母滚珠丝杠副的轴向接触变形小于加工精度的原则,建立了双螺母滚珠丝杠副可靠性模型。利用Kriging方法分析和计算双螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性。(4)利用高档数控机床采用的丝杠与导轨等部件,自主设计单螺母滚珠丝杠副静刚度试验台,通过对单螺母滚珠丝杠副进行轴向加载和测试,得到滚珠丝杠副在不同载荷下的轴向变形的实验值,并与单螺母滚珠丝杠副轴向接触变形的理论值进行对比,验证单螺母滚珠丝杠副模型的正确性。通过本文分析,建立了滚珠丝杠副的静刚度可靠性模型,得到了影响滚珠丝杠副可靠性的一些重要参数,为提高数控机床进给系统可靠性提供了理论研究依据。