含間隙空間二維指向機構動態(tài)性能研究與關節(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，它將使機構的實際運動軌跡偏離理論運動軌跡，降低機構的末端執(zhí)行精度。因此考慮機構運動副間隙和內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、機構的動力學模型?？紤]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，建立關節(jié)處接觸碰撞力和切向摩擦力與動力學模型中各關節(jié)不同方向力之間的關系。
　　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，對二維指向機構勻速轉動時不同重力環(huán)境、不同間隙值、不同摩擦系數(shù)下各關節(jié)轉動副間接觸力、

3、副元素相對運動軌跡進行研究。在給定驅動力參數(shù)時對含間隙二維指向機構系統(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動力學模型中對機構進行動態(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)