球面機構(gòu)概率設(shè)計方法研究.pdf

1、隨著球面機構(gòu)在工程實際中的應(yīng)用越來越廣泛，對提高其運動精度和性能的研究也備受關(guān)注。但是由于不確定性因素（尺寸公差、運動副間隙、鉸鏈磨損等）在機構(gòu)中普遍存在，使得球面機構(gòu)的實際運動性能與預(yù)期運動性能存在一定的偏差，進而導(dǎo)致機構(gòu)運動精度降低、運動性能不穩(wěn)定及運動可靠性降低等一系列負面現(xiàn)象。為了研究不確定性因素對球面機構(gòu)的影響，本文以概率設(shè)計方法為主對球面機構(gòu)在考慮尺寸公差隨機性影響下開展可靠性分析與綜合方面的論述，主要研究工作如下：

2、　　1、在球面連桿機構(gòu)運動學(xué)及運動性能分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合機構(gòu)連桿尺寸公差隨機性和結(jié)構(gòu)誤差的影響，建立球面連桿機構(gòu)輸出運動誤差模型，并結(jié)合數(shù)值算例分析。分析結(jié)果表明機構(gòu)連桿尺寸公差隨機性對機構(gòu)運動精度存在較大影響。
　　2、利用概率統(tǒng)計理論分析連桿尺寸公差隨機性對球面連桿機構(gòu)運動可靠性和可靠性靈敏度的影響。運用一次二階矩法和泊松近似方程推導(dǎo)出機構(gòu)點可靠性和區(qū)間可靠性分析的數(shù)學(xué)模型，同時通過與蒙特卡洛模擬結(jié)果進行分析比較。結(jié)果表明點可

3、靠性分析方法表征的是在某些特定點的概率，而區(qū)間可靠性是表征在整個時間區(qū)間內(nèi)的概率，兩者相比而言區(qū)間可靠性要小于點可靠性，因此其更能準確的描述機構(gòu)可靠性的變化過程。
　　3、針對不確定性的影響，對球面連桿機構(gòu)開展考慮連桿尺寸公差隨機性情況下的概率設(shè)計，建立球面連桿機構(gòu)確定性優(yōu)化設(shè)計、點可靠性優(yōu)化設(shè)計和穩(wěn)健性設(shè)計三種設(shè)計模型并通過數(shù)值算例對涉及的設(shè)計模型進行分析比較。結(jié)果顯示穩(wěn)健性設(shè)計方法與可靠性設(shè)計和確定性設(shè)計相比在提高機構(gòu)設(shè)計質(zhì)量