本课题来源于江苏省科技支撑计划重点项目——“大型五轴高速精密龙门加工中心绿色设计技术与应用研究”(项目编号:BE2014004-3),文章主要推导了常功率热源在无限大物体、半无限大物体、有限大物体中往复周期运动引起的温升表达式,并将其用于求解滚珠丝杠的温升。论文的主要研究内容如下:(1)推导了无限大物体、半无限大物体表面对流两种边界条件下常功率周期运动热源点热源、线热源、面热源的温度场积分解及其无量纲表达式,并得到描述运动周期性、对流边界条件、初始温差的无量纲控制参数;(2)基于上述结果推导得到了无限大薄板表面对流条件下常功率周期运动线热源、无限长细杆表面对流条件下常功率周期运动面热源、有限长细杆表面对流条件下在周期运动面热源和固定面热源等三种与实际紧密联系的场合的温度场分析解及其无量纲表达式,并得到描述运动周期性、表面对流散热、运动热源起始位置、固定热源位置的无量纲控制参数;(3)将有限长细杆表面对流条件下在周期运动面热源和固定面热源作用下的温度场公式用于计算滚珠丝杠的温升。采用单热源和多热源两种模型计算滚珠丝杠温度场,两者的稳态温升差别为0.5%,表明两种模型均可用于理论计算;采用单热源模型计算值与实验值作比较,稳态温升值的误差为14.1%,在工程可接受范围内。