本课题以“高档数控机床”国家科技重大专项“功能部件测试试验共性技术研究与能力建设”为背景。通过探究滚珠丝杠副性能退化机理,设计开展加速性能退化试验,并基于性能退化数据进行可靠性分析,实现对滚珠丝杠副主要性能失效寿命的合理预测,从而指导企业进行科学维护,减少经济损失,具有极大的工程应用价值。主要开展了以下工作:首先从接触特性及摩擦磨损的角度对滚珠丝杠副的性能退化机理展开研究,并选取影响丝杠副实际功能中最重要的两种性能特性——精度及预紧力作为主要研究对象,分析其性能退化机理,为加速性能退化试验的开展打下了理论基础。其次针对预紧力计算中摩擦系数取值存在的问题,基于滚珠丝杠副的结构特点建立了滚珠与滚道的运动学及动力学模型,推导了滚珠丝杠副摩擦系数计算公式,并通过预紧力调节装置与摩擦力矩测量系统对摩擦系数进行了测定,给出了合理的滚珠丝杠副摩擦系数选用标准。在此基础上,为确定科学合理的加速性能退化试验方案,搭建了滚珠丝杠副性能退化试验平台;通过开展滚珠丝杠副常应力性能退化试验,确定了预紧力及精度的失效阈值、设置了不同应力下的离线测量间隔时间,完成了三水平恒定应力条件下精度及预紧力的加速性能退化试验。最后基于加速性能退化数据建立了滚珠丝杠副性能退化模型,并参照失效阈值计算了被测丝杠在不同应力条件下预紧力及精度的失效寿命。在此基础上借助小子样试验结果的虚拟增广方法及两参数威布尔分布模型的数据处理方法对加速性能退化试验结果进行了可靠性分析。根据其中性能失效平均寿命数据建立了被测丝杠副的加速性能退化模型,通过该模型可实现对不同加速应力条件下精度及预紧力失效寿命的合理预测。