含間隙空間二維指向機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能研究與關(guān)節(jié)磨損壽命預(yù)測(cè).pdf

1、隨著精密機(jī)械工程和航空航天工程的發(fā)展，對(duì)機(jī)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(yùn)動(dòng)副聯(lián)接，目前由于加工和工藝等因素的影響，運(yùn)動(dòng)副中普遍會(huì)存在間隙，它將使機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡偏離理論運(yùn)動(dòng)軌跡，降低機(jī)構(gòu)的末端執(zhí)行精度。因此考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副間隙和內(nèi)部磨損時(shí)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究非常有必要。本文以含間隙空間二維指向機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其動(dòng)力學(xué)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(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型?？紤]間隙因素后，將間隙項(xiàng)嵌入理想動(dòng)力學(xué)模型中得到含間隙二維指向機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)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(dòng)副中的接觸碰撞力，用改進(jìn)的庫(kù)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(dòng)力學(xué)模型中各關(guān)節(jié)不同方向力之間的關(guān)系。
　　利用動(dòng)力學(xué)模型采用Matlab軟件編寫多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算算法，對(duì)二維指向機(jī)構(gòu)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(dòng)副間接觸力、

3、副元素相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行研究。在給定驅(qū)動(dòng)力參數(shù)時(shí)對(duì)含間隙二維指向機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入研究。
　　通過 Archards磨損動(dòng)態(tài)計(jì)算模型計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)副接觸面上不同位置的磨損深度，進(jìn)而重構(gòu)磨損后的運(yùn)動(dòng)副表面形貌。得到新的動(dòng)力學(xué)參數(shù)并將其代入指向機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型中對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析。
　　最后，通過理論推導(dǎo)得出磨損壽命預(yù)測(cè)的方法并進(jìn)行實(shí)例分析。利用建立的磨損壽命預(yù)測(cè)模型，建立Matlab遞推算法，計(jì)算達(dá)到失效閾值時(shí)的運(yùn)行次數(shù)