[发明专利]基于确信可靠性的滚珠丝杠副轴向静刚度可靠性分析方法

权利要求书

1.一种基于确信可靠性的滚珠丝杠副轴向静刚度可靠性分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，建立滚珠丝杠副轴向静刚度模型；所述滚珠丝杠副轴向静刚度模型为：

式中，Δ_a(x)为滚珠丝杠副的轴向变形量，x为滚珠丝杠副结构参数组成的向量，包括载荷F_a、节圆直径D、滚珠直径d、适应比f、初始预紧力F_p、滚珠与滚道之间的接触角α、螺旋升角β，即：x＝(d,D,α,β,f,F_a,F_p)，i为单个螺母滚珠循环圈数，z为单圈承载滚珠数，E′为当量弹性模量，m_as、m_an为接触椭圆长轴系数，K(e_s)、K(e_n)为第一类完全椭圆积分，∑ρ_s、∑ρ_n分别为丝杠或螺母与滚道接触点处的主曲率和：

F₂为施加轴向载荷后工作螺母所受合力，通过下式迭代求出：

步骤2，建立滚珠丝杠副轴向静刚度的性能裕量模型；所述滚珠丝杠副轴向静刚度的性能裕量模型为：

式中，Δ_th为滚珠丝杠副允许最大轴向变形量；

步骤3，计算滚珠丝杠副的设计裕量，具体为：

将滚珠丝杠副参数的名义值x_N代入所述性能裕量模型计算滚珠丝杠副的设计裕量，即：

m_d＝g_m(x_N)

所述名义值x_N为其中，μ_d,μ_D,μ_α,μ_β,μ_f,分别为参数滚珠直径d、节圆直径D、滚珠与滚道之间的接触角α、螺旋升角β、适应比f、载荷F_a、初始预紧力F_p的均值；

步骤4，计算滚珠丝杠副轴向静刚度的随机不确定因数S，具体过程包括：

步骤4-1，采用结构可靠性法计算滚珠丝杠副的经典概率可靠度R_p；

步骤4-2，根据所求的R_p，在标准正态分布表查找对应的分布值即：

式中，为标准正态分布函数的反函数；

步骤4-3，计算随机不确定性因数S：

步骤5，计算滚珠丝杠副的认知不确定因数R，具体过程包括：

步骤5-1，根据GJB7688确定现阶段滚珠丝杠副所在技术成熟度等级，确定滚珠丝杠副在该等级的等级条件；

步骤5-2，对滚珠丝杠副的每个等级条件赋予若干评分值，分别为r_i,1,r_i,2,…,r_i,N，其中i为第i个等级条件，N为每个等级条件对应的评分值数量；

步骤5-3，计算平均条件质量和条件质量到平均条件质量的绝对距离d_i,j：

步骤5-4，计算评分值权重和条件权重

式中，M为需要赋予评分值的等级条件的总数；

步骤5-5，计算等级得分L和技术成熟度得分CS：

式中，K_max为技术成熟度评价标准中总的技术成熟度等级，K为当前滚珠丝杠副所处技术成熟度等级；

步骤5-6，计算认知不确定指标P_r：

步骤5-7，计算认知不确定因数R：

步骤6，计算滚珠丝杠副轴向静刚度的确信可靠度R_B，计算公式为：

式中，Φ_N(·)为标准正态分布函数。