考慮間隙與構(gòu)件柔性耦合的機構(gòu)運動精度可靠性分析.pdf

1、實際機構(gòu)中總存在運動副間隙和構(gòu)件彈性變形，間隙的存在使機構(gòu)產(chǎn)生碰撞，引起劇烈振動；柔性構(gòu)件產(chǎn)生彈性變形導(dǎo)致機構(gòu)運動誤差增加，精度下降；另外，間隙與柔性產(chǎn)生耦合作用嚴重影響機構(gòu)動態(tài)性能，既破壞機構(gòu)的穩(wěn)定性，又降低機構(gòu)的運動精度與可靠性，并加劇運動副間隙的磨損。因此，針對間隙與柔性耦合現(xiàn)象，本文對含鉸間間隙與柔性耦合的機構(gòu)動態(tài)特性及運動精度可靠性進行系統(tǒng)研究，為進一步分析鉸間間隙磨損、機構(gòu)運動可靠性分析與綜合提供理論基礎(chǔ)。
　　本文首

2、先考慮機構(gòu)鉸間間隙，建立鉸間間隙矢量模型及數(shù)學(xué)模型，分析并推導(dǎo)鉸間間隙法向碰撞力與切向摩擦力數(shù)學(xué)模型。基于多柔體系統(tǒng)動力學(xué)基本理論，將法向碰撞力與切向摩擦力引入柔性機構(gòu)動力學(xué)方程中，建立考慮間隙與柔性耦合的機構(gòu)動力學(xué)模型，并根據(jù)耦合動力學(xué)模型利用Monte Carlo法對機構(gòu)運動精度可靠性進行分析。為后續(xù)章節(jié)研究考慮間隙與柔性耦合的機構(gòu)動態(tài)特性與運動精度可靠性奠定基礎(chǔ)。
　　根據(jù)鉸間間隙法向碰撞力和切向摩擦力模型，以含間隙平面曲柄

3、滑塊機構(gòu)為研究對象，應(yīng)用多體動力學(xué)仿真軟件ADAMS建立虛擬樣機模型，分析不同鉸間間隙尺寸、間隙個數(shù)及曲柄轉(zhuǎn)速三種工況對含間隙機構(gòu)動態(tài)特性與運動精度的影響。在此基礎(chǔ)上，提出了含間隙機構(gòu)動態(tài)特性無量綱均方根誤差影響指標(biāo)定量分析方法，對其進行定量分析。
　　然后以柔性曲柄滑塊機構(gòu)為研究對象，建立機構(gòu)動力學(xué)模型，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS建立柔性連桿的有限元分析模型，對柔性連桿進行模態(tài)分析，得到振型固有頻率及相應(yīng)振型。繼而研究了曲柄轉(zhuǎn)

4、速與彈性模量對柔性連桿彈性變形影響，并對其進行動態(tài)特性分析，研究影響柔性機構(gòu)動態(tài)特性和運動精度可靠性的因素。
　　最后以考慮間隙與柔性耦合的機構(gòu)為研究對象，搭建曲柄滑塊機構(gòu)試驗平臺，同時考慮鉸間間隙與柔性連桿的彈性變形對機構(gòu)進行動態(tài)特性仿真與試驗分析，得到機構(gòu)輸出位移、速度和加速度動態(tài)特性曲線，并對機構(gòu)動態(tài)特性進行定量分析與運動精度可靠性分析，通過試驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對比分析驗證了考慮間隙與柔性耦合機構(gòu)動力學(xué)模型及可靠性分析模型的有