考慮間隙與構(gòu)件柔性耦合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析.pdf

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

2、先考慮機(jī)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?；诙嗳狍w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論，將法向碰撞力與切向摩擦力引入柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程中，建立考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，并根據(jù)耦合動(dòng)力學(xué)模型利用Monte Carlo法對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性進(jìn)行分析。為后續(xù)章節(jié)研究考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性與運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS建立虛擬樣機(jī)模型，分析不同鉸間間隙尺寸、間隙個(gè)數(shù)及曲柄轉(zhuǎn)速三種工況對(duì)含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性與運(yùn)動(dòng)精度的影響。在此基礎(chǔ)上，提出了含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性無(wú)量綱均方根誤差影響指標(biāo)定量分析方法，對(duì)其進(jìn)行定量分析。
　　然后以柔性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，建立機(jī)構(gòu)動(dòng)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(duì)柔性連桿進(jìn)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(duì)柔性連桿彈性變形影響，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析，研究影響柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)動(dòng)精度可靠性的因素。
　　最后以考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，搭建曲柄滑塊機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)考慮鉸間間隙與柔性連桿的彈性變形對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真與試驗(yàn)分析，得到機(jī)構(gòu)輸出位移、速度和加速度動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)，并對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行定量分析與運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對(duì)比分析驗(yàn)證了考慮間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型及可靠性分析模型的有