考慮關(guān)節(jié)間隙和潤滑的單個旋轉(zhuǎn)鉸機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，對航空航天精密機(jī)構(gòu)的位置精度、可靠性、控制度、長壽命及運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)性的要求不斷提高。作為衡量和預(yù)測上述性能的理論工具，系統(tǒng)動力學(xué)研究在航空航天精密機(jī)構(gòu)的設(shè)計及控制過程中擁有至關(guān)重要的地位。關(guān)節(jié)內(nèi)間隙和潤滑將會嚴(yán)重地影響到機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)特性。因此，國內(nèi)外學(xué)者越來越重視關(guān)節(jié)間隙及潤滑對航空航天精密機(jī)構(gòu)的動力學(xué)特性的影響。然而，據(jù)公開資料顯示，目前該領(lǐng)域的研究主要局限于關(guān)節(jié)間隙對機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性影響，而在關(guān)節(jié)潤滑產(chǎn)生的影

2、響方面考慮較少。因此，本文在同時考慮關(guān)節(jié)間隙和潤滑的前提下，對多體機(jī)構(gòu)的動力學(xué)特性進(jìn)行研究分析，主要包括以下內(nèi)容：
　　為了使多體機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型與其實際工作時的情況相接近，本文選擇了“接觸-分離”的二狀態(tài)模型作為旋轉(zhuǎn)鉸機(jī)構(gòu)的接觸模型?；诖四Ｐ?，分別建立了多體機(jī)構(gòu)在工作過程中的碰撞力模型、摩擦力模型和鉸潤滑模型，并利用拉格朗日乘子法求得了該機(jī)構(gòu)的動力學(xué)方程。
　　針對多體機(jī)構(gòu)的單個旋轉(zhuǎn)鉸，本文采用非線性彈簧阻尼模型來描述間

3、隙鉸處的接觸碰撞過程，潤滑劑充滿在銷軸和軸套之間的關(guān)節(jié)間隙內(nèi)，銷軸與軸套之間沒有接觸時，兩者之間的作用力通過潤滑劑傳遞，流體動力相當(dāng)于阻力在反對銷軸過河軸套之間的相互運(yùn)動，主要分為兩者之間的相對徑向運(yùn)動和相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動兩個方面。因此本文采用Pinkus-Sternlicht模型來描述關(guān)節(jié)潤滑對機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程的影響?；谏鲜瞿Ｐ停谕瑫r考慮關(guān)節(jié)間隙與潤滑的條件下，利用Gear法求解了該機(jī)構(gòu)的動力學(xué)方程，并確定了包括銷軸與軸套的碰撞力、維持恒定

4、轉(zhuǎn)速所需要的驅(qū)動力矩和銷軸中心的運(yùn)動軌跡在內(nèi)的動力學(xué)特性為主要研究動態(tài)參數(shù)。在關(guān)節(jié)間隙一定的情況下，通過分析是否考慮關(guān)節(jié)潤滑著兩種情況，研究了關(guān)節(jié)潤滑對機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性的影響；并且在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了間隙大小、輸入轉(zhuǎn)速、潤滑粘度和摩擦系數(shù)對上述動力學(xué)特性的影響。
　　在考慮關(guān)節(jié)間隙和潤滑的條件下，運(yùn)用ADAMS軟件對單個旋轉(zhuǎn)鉸進(jìn)行了動力學(xué)仿真，并將理論計算獲得的動力學(xué)特性和仿真獲得的動力學(xué)特性進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明二者基本吻合