滚珠丝杠副作为数控机床、精密仪器、航空飞机、船舶工业、兵器工业等的关键传动部件,其性能对整体机械的综合性能影响巨大。尤其近年来随着现代装备制造业的迅猛发展,高速、高精、高效的发展方向和智能化、自动化的发展趋势对其滚珠丝杠副的精度、动态性能提出了更高的要求。高速化、重载化必然带来高温升、高磨损、振动噪声,而摩擦磨损是造成温升高和磨损、振动噪声、寿命低的根本原因,因此研究滚珠丝杠副的摩擦、磨损、热特性对提高滚珠丝杠副的性能具有关键意义。本文选择滚珠丝杠副作为研究对象,研究分析了若干主要工况参数、结构参数对滚珠丝杠副的接触特性、摩擦磨损性能、热特性等的影响,以及热-结构耦合特性研究等,主要研究工作有:（1）查阅了国内外关于滚珠丝杠副摩擦磨损、热特性分析和分形理论等方面的文献资料,完成了对该研究领域的国内外研究现状与发展趋势的综述。对国内外关于摩擦磨损特性、热特性分析、分形理论的应用等相关资料文献进行分析,掌握其取得的研究成果,发现其存在的问题。最后,结合课题组研究方向制定了本课题的研究内容、研究思路,并作了具体的工作安排。（2）分析了滚珠丝杠副的接触特性,建立了轴向接触变形和法向接触应力的数学模型。基于赫兹接触理论,考虑了螺旋升角的影响,对不同工况、结构参数下的滚珠丝杠副轴向接触变形、法向接触应力进行研究,分析了轴向工作载荷、接触角、螺旋角、工作滚珠数、曲率比对接触特性的影响规律。（3）建立了滚珠丝杠副的摩擦力矩模型,完成了不同工况参数对其的影响分析。首先研究了滚珠丝杠副的摩擦机理,分析了主要影响因素对摩擦力矩的影响,包括滚珠循环方式、滚道参数、预紧方式和预紧力、工作载荷、转速、润滑及材料等;最后,建立了滚珠丝杠副摩擦力矩模型,仿真分析了主要工况参数对其的影响,并将分析结果与前人的研究进行了比较。（4）基于Archard磨损理论,建立了滚珠丝杠副的宏观磨损模型和精度损失模型,完成了不同结构参数和不同工况参数对磨损量和精度损失量的影响分析。分析了滚珠丝杠副的磨损机理,建立了 Archard宏观磨损模型,并结合接触分析章节的轴向变形模型,建立了滚珠丝杠副的精度损失模型,分析了相应工况参数、结构参数对磨损量和精度损失量的影响规律。（5）建立了滚珠丝杠副的微观分形磨损预估模型,完成了分形参数对微观磨损模型的影响分析。基于三维分形理论,进行了分形接触分析,结合粘着磨损机理建立了微观分形磨损预估模型,分析了分形维数、分形尺度参数对磨损率的影响规律。（6）完成了滚珠丝杠副温升特性的解析分析、有限元分析及实验验证,建立了考虑温升影响的滚珠丝杠精度损失模型。建立了三维分形接触热导模型,求解了滚珠丝杠副的热边界条件,分析了各参数对温升与热变形的影响规律,基于此建立了考虑温升影响的精度损失模型,分析了温升对精度损失的影响规律,进而完成了有限元仿真、温升验证实验,进一步得到了丝杠轴向温度随进给速度、工作时间、轴向位置的变化规律。