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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种服役态下高速滚珠丝杠进给系统的动力学建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115391956B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211138412.2，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种服役态下高速滚珠丝杠进给系统的动力学建模方法是由张会杰;刘辉;吕盾;张俊;李旸;赵万华设计研发完成，并于2022-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种服役态下高速滚珠丝杠进给系统的动力学建模方法在说明书摘要公布了：一种服役态下高速滚珠丝杠进给系统的动力学建模方法，获取滚珠丝杠进给系统移动部件的质量；基于数控系统常用的加速度范围数值，定量计算出不同加速度引起的惯性力大小；定量计算出与速度相关的摩擦力；根据移动部件的不同加速度引起的惯性力、不同进给速度下的摩擦力以及丝杠螺母副、支撑轴承副的初始预紧力，结合弹性赫兹接触理论计算出丝杠螺母副、支撑轴承副的等效轴向刚度；采用混合单元法对滚珠丝杠进给系统进行动力学模型等效，得到等效动力学模型；根据达朗贝尔原理和等效动力学模型，建立服役态下滚珠丝杠进给系统的变系数动力学方程；本发明能够避开振源频率，实现系统的稳、准、快响应，最终实现零件的高精高效加工。

本发明授权一种服役态下高速滚珠丝杠进给系统的动力学建模方法在权利要求书中公布了：1.一种服役态下高速滚珠丝杠进给系统的动力学建模方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，针对滚珠丝杠进给系统，利用CAD软件通过建立的三维模型获取滚珠丝杠进给系统移动部件的质量； 步骤2，基于数控系统常用的加速度范围数值，定量计算出不同加速度引起的惯性力大小； 步骤3，在滚珠丝杠进给系统做匀速运动时，系统进给方向摩擦力应等于伺服电动机输出的驱动力，结合丝杠导程、减速比、电机扭矩常数以及匀速运行下电流的平均值，定量计算出与速度相关的摩擦力； 步骤4，根据移动部件的不同加速度引起的惯性力、不同进给速度下的摩擦力以及丝杠螺母副、支撑轴承副的初始预紧力，结合弹性赫兹接触理论计算出丝杠螺母副、支撑轴承副的等效轴向刚度； 步骤5，动结合部等效为弹簧阻尼单元，将丝杠杆等效为2节点4自由度的梁单元，将移动部件等效为集中质量单元，采用混合单元法对滚珠丝杠进给系统进行动力学模型等效，得到等效动力学模型； 步骤6，根据达朗贝尔原理和等效的动力学模型，建立服役态下滚珠丝杠进给系统的变系数动力学方程； 所述步骤5具体为：将丝杠进给系统中的丝杠螺母副动结合部、前后支撑轴承副动结合部等效为弹簧-阻尼单元；将丝杠杆等效为n节点2n自由度的梁单元，每个节点有一个旋转的自由度和一个轴向移动的自由度；将移动部件等效为集中质量单元，采用混合单元法对滚珠丝杠进给系统进行动力学模型等效，建立了滚珠丝杠进给系统的等效动力学模型；等效梁单元的质量矩阵如公式6、公式7所示，是移动部件位置的函数； 式中：ρss为梁单元的材料密度，Aess为梁单元的等效截面积，Iρss为极惯性矩，yvari为丝杠螺母副与前端轴承支撑单元之间的距离，Lfix为前后端轴承支撑单元之间的距离； 由于丝杠螺母副与电机之间的丝杠杆不仅承受拉压功能、还承担扭转作用，因此，丝杠螺母副两侧等效梁单元的刚度矩阵是不同的，其等效梁单元的刚度矩阵如公式8、公式9所示： 式中：Ess为弹性模量，Gss为切变模量，p为丝杠导程。

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