王福吉 阳江源 贾振元 王 威 卢晓红

大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，大连，116024

滚珠丝杠副非协调性接触特性研究

王福吉 阳江源 贾振元 王 威 卢晓红

大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，大连，116024

滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道和螺母滚道的接触是一种典型的非协调性接触，这种接触的特性对滚珠丝杠副的承载能力、传动效率和定位精度等都有着重要的影响。为此，采用Hertz接触理论建立了滚珠丝杠副轴向接触刚度的求解公式，然后从滚珠丝杠副轴向负载、设计参数和材料属性等方面分析了滚珠丝杠副的接触特性，最后运用有限元分析软件ANSYS对滚珠与丝杠滚道的接触进行仿真，仿真结果与理论结果非常相近，从而验证了理论分析的正确性。研究结果为高速、重载和精密滚珠丝杠副的设计与使用提供了理论指导。

滚珠丝杠副；非协调性接触；轴向接触刚度；有限元仿真

0 引言

滚珠丝杠副是数控机床及加工中心中实现精密传动和定位的关键功能部件，由丝杠、螺母、滚珠和循环反向机构组成，通过滚珠在丝杠滚道与螺母滚道之间做点接触的滚动来实现丝杠或螺母的位移。滚珠与丝杠滚道、螺母滚道的接触特性对滚珠丝杠副的承载能力、传动效率、定位精度和重复定位精度都有着重要影响，因此，研究滚珠丝杠副的接触特性可为提高滚珠丝杠副的传动效率和工作性能提供理论依据。Chen等［1］利用光弹性效应和电子图像处理技术提出了一种测量滚珠丝杠接触角的新方法，提高了接触角的测量效率。……