滚珠丝杠副疲劳寿命试验台设计(4)
1.3 课题研究背景及意义
现代机床业的发展日益向着自动化、高速化、精密化、柔和化、智能化的方向发展，机床的结构力求简单、可靠、部件专业化，其基本组成部分已分成为数控部分、传动部分、加工部分。其中的传动部件与加工部分的代表部件为直线导轨、滚珠丝杠副与电主轴。
滚珠丝杠副作为主要的传动部件之一，对它进行研究，对于机床的性能的研究会有所帮助。作为一种新型的螺旋传动元件，滚珠丝杠副的产生和发展只经历了数十年的时间，然而它在国内外工程技术界已经引起广泛的兴趣和重视，其在机床工业、汽车工业、航空工业等各个部门获得了广泛的应用，主要原因是其具有高效率、高精度、优越的高速特性和耐磨损性及运动可逆性等良好的机械传动性能。
同时，滚珠丝杠副作为一个传动部件，自然对其加工精度，疲劳寿命等性能有较高的要求，国内外许多研究工作者正在从事对于这方面的研究。
现在我国滚珠丝杠副综合性能试验机在行业中相继研制成功，取得了阶段性发展。这方面政府与外国的差别正在缩小，但在其他方面我国尚有很多方面要做，特别是对于部件的疲劳寿命。作为数控机床关键传动部件的滚珠丝杠副,其寿命指标对数控机床加工性能的影响颇为重要。由于国内对于滚珠丝杠副疲劳寿命的研究还并不多，再加上国外对有价值的实用技术实行严格的保密，国内缺少对于滚珠丝杠疲劳寿命的实验，从而不能确保部件所能运行的时间，使许多国内企业不敢使用国内厂家生产的滚珠丝杠副，他们只能够依靠进口的滚珠丝杠副来满足需求。然而进口丝杠价格昂贵，并且从外国进口滚动功能部件所产生的利息增高，导致了国内产品失去了竞争力，长此以往，对于我国在滚动功能部件上经济的发展和技术的提高都有着不利的影响。所以，研究滚珠丝杠副的疲劳寿命是非常有价值的，这样可以使国内甚至是国外企业对我国的产品有信心，并且通过疲劳试验，可以帮组生产厂家找出提高丝杠疲劳寿命的方法，促进国产丝杠的技术的提高和经济的发展[ ]。
1.4 论文主要研究内容
论文以国家科技重大专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发”的研制开发为基础，以滚珠丝杠副为研究对象，对丝杠的寿命进行测试和探讨。该工程项目是正在进行的国家科技重大专项，工作量也大，需要与课题组成员通力合作来完成，本人正在参与这试验台的结构设计，并在未来的研究生生涯里全程参与整个试验台系统的设计、开发与现场调试。本论文主要研究内容如下：
a） 分析滚珠丝杠副的基本特点以及国内外滚珠丝杠副的研究和发展现状，完成滚珠丝杠副疲劳寿命研究现状的调研；
b） 完成滚珠丝杠副疲劳寿命试验台的结构设计；对结构进行分析完成相关设计的计算，强度校核等计算；
c） 对于验台的传感器、电动机等，可以进行正确的选型和计算；
d） 对关键零部件进行优化设计，对关键零件进行ansys分析；
e） 对本论文的工作进行了全面总结，并对未来滚珠丝杠副寿命试验台研究进程中的工作进行了展望。
1.5 本章小结
本章主要对滚珠丝杠副的工作原理和特点进行了介绍和分析，并讨论了滚珠丝杠副国内外发展的现状，以及丝杠寿命的研究现状；随后，讲诉了课题研究的背景及意义，概括的介绍了本论文研究的内容。
2 滚珠丝杠副寿命
2.1 概念
对于任何产品，使用寿命都是衡量其质量的重要标准，滚珠丝杠副也不例外。即使用合适方式设计的滚珠丝杠副，经过一定时间的运转后，也会因为磨损老化而不能继续使用。达到上述的不能继续使用时，就是滚珠丝杠的寿命，滚珠丝杠表面剥离会引起的疲劳寿命，丝杠与其他零件接触磨损引起的精度降低寿命。确切的说，疲劳寿命指，在产生疲劳剥落前行走的距离。额定疲劳寿命指，将一组同一公称型号的产品在同一运转条件下分别走行时，其中90%没有发生疲劳剥落而可以走行的总距离/时间/转数。