随着航天技术的迅猛发展,舱段机电装备的服役环境日趋复杂,使得舱段舵机会经历温度交变运行环境。滚珠丝杠副作为舵机的主要传动机构,在温变载荷条件下会产生周期性热变形和应力应变,其可能会导致丝杠传递精度下降、结构出现损伤甚至会造成丝杠失效卡死,使得舵机寿命和可靠性受到严重影响。通过对滚珠丝杠副的热特性进行研究,若继续开展加速试验以及寿命估计,就可以在较短时间内掌握其准确的可靠性时变规律,进而为该类型装备的研制与使用提供技术支持。因此研究温变载荷作用下滚珠丝杠副的热变形和应力应变响应特性,进而分析不同温变载荷参数对滚珠丝杠副热特性响应的影响,具有较高的工程参考价值和意义,同时可为舵机加速寿命试验建立初始加速试验剖面提供理论支撑和指导。目前大多数研究成果以机床滚珠丝杠副在内部发热下的热分析为主,对滚珠丝杠副在温变载荷下研究和试验较少,本文基于传热学理论,采用有限元分析方法,以舵机滚珠丝杠副为研究对象,研究其在内部热源及温变载荷作用下的热响应及其影响规律,主要研究内容如下:(1)进行了舵机滚珠丝杠副的热源分析及计算。对舵机滚珠丝杠副的热源分布及其类型进行了分析,明确了热源的产生方式及热量的传递路径。其次根据其传热方式,选择间接法作为滚珠丝杠副的热-结构耦合分析方法,最后根据热源分析对热边界条件进行了介绍和计算。(2)提出了一种舵机滚珠丝杠副的有限元模型并阐述了螺母移动载荷仿真方法。通过一些适当的假设,对舵机滚珠丝杠三维模型进行了简化,构建了舵机滚珠丝杠副的有限元模型,并通过在ANSYS workbench中的Mechanical中编写APDL程序,以命令流形式来实现螺母的移动热源。(3)分析了在内部热源作用下舵机滚珠丝杠副的热响应。以舵机滚珠丝杠副为对象,根据建立的仿真分析方法,研究分析了滚珠丝杠副在确定工况和不同转速下的温升特性,其次根据热-结构耦合仿真方法,得到滚珠丝杠在内部热源作用下的热变形和热应力、热应变。(4)研究了环境温变载荷与内部热源共同作用下舵机滚珠丝杠副的热响应。通过将温变载荷作为表载荷进行施加,得到了滚珠丝杠在环境温变载荷与内部热源共同作用下的热响应,其次研究了不同温变载荷参数对滚珠丝杠热响应结果的影响规律。本研究可为后续舵机加速寿命试验的初始加速试验剖面设计提供参考和支撑。