席静谣 周长光 冯虎田 张鲁超

南京理工大学机械工程学院，南京，210094

0 引言

滚珠丝杠副是实现力与力矩转换的传动装置，具有承载能力强、刚性高、定位精度高、使用寿命长等[1]优良特性，近年来被广泛应用于航空航天、军工核电等领域。滚珠丝杠副载荷分布是直接影响承载能力和刚性的关键因素，对其进行研究与优化可有效提高滚珠丝杠副的机械性能[2]。滚珠丝杠副的结构参数与材料特性决定了其载荷分布情况，但由于加工过程存在因制造精度、热变形等因素带来的滚珠尺寸误差、丝杠导程误差以及滚道齿形误差等几何误差，所以每个滚珠实际受力情况各不相同[3]。在滚珠丝杠副的使用过程中，自由端的移动(固定-支撑安装方式)会导致丝杠受到额外的倾覆力矩，同样会造成滚珠受力不均的现象[4]。因此,研究几何误差和倾覆力矩对双螺母滚珠丝杠副载荷分布的影响具有重要意义。

国内外学者在滚珠丝杠副摩擦[5-6]、温升预测[7]、寿命预测[8-9]和健康诊断[10-12]等方面进行了大量研究。在滚珠丝杠副载荷分布研究方面，WEI 等[13]建立了滚珠丝杠副动力学模型并分析了转速对接触力的影响，但是模型中假设所有滚珠受力相同；CHEN等[14]得到了基于完整滚动体的单螺母滚珠丝杠副的载荷分布，结果表明每个滚珠的法向接触力是逐渐递减的。LIN[15]采用数值计算的方法对滚珠丝杠副的受力情况进行仿真，发现每个滚珠的法向力各不相同，但其变化趋势并不是单纯的递减，而是存在一定的波动情况。……