总的来说,目前国内有关滚动功能部件的可靠性试验、数据处理和评估方法的研究较少， 而关于滚动功能部件其他方面的研究以及样品抽样规则和试验数据统计分析方法[15]相关的研 究都可以用来辅助对滚动功能部件的可靠性试验的系统研究。

1.2 课题主要研究内容

为了研究滚动丝杠副和滚动直线导轨副的精度保持性和可靠性，以目前一般机械产品的 可靠性研究方式与经验为基础，本文主要包括以下内容:

(1) 滚动功能部件故障及失效分析 本文基于国内外关于磨损为主的失效机理的理论[16]，分析滚珠丝杠副和滚动直线导轨副

的失效形式，总结它们的主要故障模式，画出故障树，并进行故障模式、影响及危害度分析，

由此建立滚动功能部件的 FMECA 表。为可靠性试验方案的设计提供依据。 (2) 滚动功能部件系统可靠性建模

为了分析滚动功能部件的可靠性，需要对滚动功能部件系统进行可靠性建模，把系统的 可靠性特征量表示为各个零部件可靠性特征量的函数来计算。基于失效模式的分析以及试验 中关于滚珠丝杠副和滚动直线导轨副系统组成元件与系统的运行关系的分析，建立可靠性模 型。

(3) 滚动功能部件可靠性测定和验收试验 可靠性试验是为了了解、评价、分析和提高产品的可靠性而进行的各种试验的总称[17]。

它可提供必要的信息来提高产品的可靠性并最终验证其可靠性。我们可以通过对试验结果的 统计分析，评价产品的可靠性，暴露其存在的缺陷，推荐改进建议。本文对可靠性试验研究 具体包括：滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的寿命试验方案研究、可靠性测定与验收试验方案 研究以及精度保持性试验方案的研究等。论文网

2 滚动功能部件可靠性指标、可靠性建模与故障模式分析

2.1 可靠性指标

可靠性的定义比较多，GJB/451A 的定义为：可靠性指产品在规定的条件下和规定的时间 内，完成规定功能的能力。此定义中包含产品、规定的条件、规定的时间以及规定功能四个 要素，并指出可靠性的特点是产品的一种能力[18]。而对滚动功能部件来说，其规定的条件主 要指环境条件、安装方式、工作运作的方式、加载模式和润滑条件等；规定的时间是指滚动 功能部能执行任务的工作时间，对滚珠丝杠副来说可以用时间、转数表示，对滚动直线导轨 副来说可以用里程表示；规定的功能指产品的战术性能指标，即无疲劳点蚀、无疲劳剥落、 在多长时间内没有故障和精度保持在某一范围内不丧失等；能力则是一种概率，而不是所期 望的一个绝对值。如表 2.1 所示。

表 2.1 可靠性要素内容

产品 滚珠丝杠副、滚动直线导轨副

规定条件 环境条件、安装方式、工作运作的方式、加载模式和润滑条件等 规定时间 要求的有效工作期限

规定功能 无疲劳点蚀和疲劳剥落、某时间内没有故障和精度保持在某一等级不丧失等 能力 统计学的概念——可靠度

由上表可以看出，滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的可靠性指标可分为精度保持性、疲劳 寿命和平均无故障时间等。

2.1.1 精度指标与精度保持性

精度保持性是指滚珠丝杠副和滚动直线导轨副在规定条件和时间内精度保持在某一精度 等级而不丧失的能力，是评价滚动功能部件机械性能的一个重要指标。于滚动功能部件，用 有效精度保持时间表示其精度保持性的强弱。有效精度保持时间是指在一定工作条件下指滚 珠丝杠副和滚动直线导轨副的精度保持在规定的等级范围内而未丧失的时间[19]。