陈勇将 汤文成

(东南大学机械工程学院，南京 210096)

微型滚珠丝杠副的摩擦力矩是指各种摩擦因素对微型滚珠丝杠副运动构成的阻力矩，其带来的能量损耗降低了传动效率，引起的温升产生热变形影响了定位精度［1-2］.对于广泛应用于高精度小型机电一体化设备的微型滚珠丝杠副来说［3］，摩擦力矩模型的建立十分必要，可以快速且准确地预测能量损耗与温升速率.

文献［4］建立了一个估计滚珠丝杠副摩擦力矩的模型，主要参考了滚动轴承建立摩擦力矩模型的方法，没有考虑自旋滑动摩擦及滚珠丝杠副独有的螺旋结构对摩擦力矩的影响，且没有进行实验验证.文献［5］将文献［4］建立的滚珠丝杠副摩擦力矩模型计算结果与文献［6］测量到的滚珠丝杠副摩擦特性数据进行了比较，发现文献［4］建立的摩擦力矩模型计算结果与实验数据存在较大差异.

本文从微型滚珠丝杠副的摩擦机理出发，得出影响摩擦力矩的各种阻力与阻力矩;考虑自旋滑动摩擦及螺旋升角的影响，推导出适用于微型滚珠丝杠副的摩擦力矩模型;通过实验对模型进行验证.

1 微型滚珠丝杠副的摩擦机理

微型滚珠丝杠副中接触面虽为滚动界面，但滚动接触所引起的摩擦损耗很少，损耗主要来自于滚动过程中发生的滑动行为.这些滑动产生于滚珠与丝杠滚道接触界面间、滚珠与螺母滚道接触界面间、滚珠与返向器滚道接触界面间和滚珠与滚珠接触界面……