本课题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(2012ZX04002021)”为背景,针对国产精密滚珠丝杠副可靠性质量水平与国外同类高端产品存在较大差距问题,基于自主开发的精密滚珠丝杠副可靠性试验装置,开发配套的试验测控软件,设计具有针对性的可靠性试验方案并研究其数据评估方法,建立产品可靠性分布模型,为国产滚珠丝杠副可靠性的基础理论研究提供检测设备、试验规范和理论依据。结合课题研究任务,分析所开展的四种类型丝杠可靠性试验的试验需求。介绍滚珠丝杠副可靠性试验装置的基本工作原理,对硬件系统进行了详细设计。介绍试验装置的主要技术性能指标和能够测量的参数,为后续试验方案的设计提供参考。设计与编写可靠性试验装置测控系统和软件。对测控系统进行总体设计,明确其具体功能,确定软件的执行流程,确定软件主要组成模块,明确模块的具体功能,并对各模块软件进行编写,设计了具体的程序流程和软件界面。系统地设计了试验方案,具体地阐述了试验开展步骤。总结实施可靠性试验的基本方法和流程,明确试验过程中滚珠丝杠副故障判定依据。设计了可靠性摸底试验方案和可靠性测定试验方案,详细地叙述了方案实施过程。设计了滚珠丝杠副可靠性增长试验方案,选取Duane模型作为可靠性增长模型,给出了模型参数的确定方法、试验的跟踪过程、故障的判定依据以及试验结束条件。对可靠性试验过程中基于不同试验装置的三种模拟加载方式进行对比分析,对可靠性分布模型进行选择,对试验数据的评估方法展开了研究。分析不同加载方式下丝杠副的受力方式以及各种加载方式对丝杠磨损的影响。给出了试验中记录的故障信息的预处理方式,针对丝杠磨损失效这一特征,选取三参数威布尔分布模型评价其可靠性指标,采用了灰色模型理论与极大似然估计相结合的计算方法确定了模型参数,从而确定了评价滚珠丝杠副可靠性的分布模型。分析了丝杠主要失效模式和影响,提出了滚珠丝杠可靠性提高措施,对表面纳米化技术应用到丝杠可靠性提高中的可行性进行了分析,提出了具体的研究思路。