精密滚珠丝杠副是数控机床的关键功能部件,随着高速切削技术的发展,对滚珠丝杠副的线速度提出了越来越高的要求。滚珠丝杠副的高速化同时带来了由于摩擦引起的温升问题,温升成为制约滚珠丝杠副高速化的关键因素。研究滚珠丝杠副的接触特性和传递效率在高速下的影响,分析高速滚珠丝杠副摩擦力矩的产生机理,建立摩擦力矩分析方程,为解决高速滚珠丝杠副的发热问题提供理论和技术支持,具有重要的理论价值和实际意义。本文应用赫兹接触理论,在考虑螺旋升角的情况下,分析滚珠丝杠副中滚珠与滚道的接触特性。利用滚珠丝杠副的静力平衡,从只考虑滚珠与滚道的滑动摩擦、只考虑滚动摩擦和滚动滑动摩擦综合考虑三个方面,建立滚珠丝杠副的传递效率方程。从接触应力、轴向弹性变形和传递效率三个方面分析丝杠增大螺旋升角后的影响,并利用理论计算、有限元仿真和实验的方法验证建立模型的正确性。根据赫兹接触模型及摩擦学原理,研究滚珠丝杠副摩擦力矩的产生机理。利用质点系的动能定理,建立滚珠在反向器中的摩擦力矩分析模型。考虑接触载荷和速度对摩擦系数的影响,建立滚珠丝杠副总摩擦力矩分析模型,并分析了不同载荷和转速对摩擦力矩的影响。为分析摩擦力矩对丝杠发热的影响,利用传热学原理建立了摩擦力矩和丝杠温升值之间的关系方程。最后通过实验测量丝杠在不同转速不同时间内温度的变化,对建立的摩擦力矩分析模型进行验证。