含間隙空間二維指向機構(gòu)動態(tài)性能研究與關(guān)節(jié)磨損壽命預測.pdf

1、隨著精密機械工程和航空航天工程的發(fā)展，對機械系統(tǒng)的精度、效率、可靠性和使用壽命的要求越來越高。構(gòu)件之間通過運動副聯(lián)接，目前由于加工和工藝等因素的影響，運動副中普遍會存在間隙，它將使機構(gòu)的實際運動軌跡偏離理論運動軌跡，降低機構(gòu)的末端執(zhí)行精度。因此考慮機構(gòu)運動副間隙和內(nèi)部磨損時對其進行動力學研究非常有必要。本文以含間隙空間二維指向機構(gòu)為研究對象，對其動力學和磨損特性開展了一系列分析研究。
　　首先，通過牛頓-歐拉法建立不含間隙二維指向

2、機構(gòu)的動力學模型。考慮間隙因素后，將間隙項嵌入理想動力學模型中得到含間隙二維指向機構(gòu)的動力學模型。并且采用非線性彈簧阻尼模型來等效描述含間隙轉(zhuǎn)動副中的接觸碰撞力，用改進的庫倫摩擦力模型來等效描述切向摩擦力，建立關(guān)節(jié)處接觸碰撞力和切向摩擦力與動力學模型中各關(guān)節(jié)不同方向力之間的關(guān)系。
　　利用動力學模型采用Matlab軟件編寫多體系統(tǒng)動力學計算算法，對二維指向機構(gòu)勻速轉(zhuǎn)動時不同重力環(huán)境、不同間隙值、不同摩擦系數(shù)下各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動副間接觸力、

3、副元素相對運動軌跡進行研究。在給定驅(qū)動力參數(shù)時對含間隙二維指向機構(gòu)系統(tǒng)的動態(tài)特性進行深入研究。
　　通過 Archards磨損動態(tài)計算模型計算得到運動副接觸面上不同位置的磨損深度，進而重構(gòu)磨損后的運動副表面形貌。得到新的動力學參數(shù)并將其代入指向機構(gòu)動力學模型中對機構(gòu)進行動態(tài)特性分析。
　　最后，通過理論推導得出磨損壽命預測的方法并進行實例分析。利用建立的磨損壽命預測模型，建立Matlab遞推算法，計算達到失效閾值時的運行次數(shù)