刘 俊,龚梦辉,周华西

(1.江苏电子信息职业学院数字装备学院,淮安 223003;2.南京晨光集团有限责任公司,南京 210006;3.武汉轻工大学机械工程学院,武汉 430023)

0 引言

滚珠丝杠副作为一种能将旋转运动和直线运动相互转化的滚动功能部件,因其具有高精度、高可靠性、高效率和长寿命而被广泛应用于精密数控机床、航空航天、核工业等领域[1]。随着我国空间站的建立,航空航天科技得到快速发展,对作为传动机构的滚珠丝杠副的寿命及其可靠度提出了更高的要求[2-4]。完善滚珠丝杠副的极限载荷寿命可靠性分析与设计方法对我国滚珠丝杠副可靠性提升具有重要意义。

航空航天领域的滚珠丝杠副,由于其工况环境更加恶劣,致其承载性质、失效形式、破坏机理等与常规滚珠丝杠副有着较大差距,因此针对常规丝杠的寿命分析方法和可靠性分析方法不再适用[5]。现阶段对于航空航天等极限载荷工况下的滚珠丝杠副的寿命研究十分欠缺。在极限载荷下,滚珠丝杠副将呈现较大的塑性变形,其失效形式将变为低周疲劳失效[5]。而针对出现低周疲劳失效甚至超低周疲劳失效的机械零件,王广林等[6]提出了“一次性机械”和“一次性机械零件”的概念。而李跃峰[7]从疲劳特性的角度对其进行了拓展,即处于高应力循环载荷下的低周疲劳或超低周疲劳的机械零件统称为“一次性机械零件”。极限载荷下的滚珠丝杠副作为一种典型的一次性机械零件,其疲劳失效特性表现为高应力循环载荷下的低周疲劳,因此,其寿命不再是疲劳寿命,而是疲劳弹性失效寿命。……