随着机械科学的高速发展,高速度、高精度、高稳定性已成为现代机械的重要标志和发展方向。机械系统需要深入考虑的因素也越来越多,机构的弹性变形、制造和加工误差、摩擦磨损等因素造成的运动副间隙对机械设备性能产生极大影响,间隙的存在严重影响了机构的动态性能和精度,分析和消除由间隙给机构带来的负面影响已经成为机械科学重要的研究课题之一。本文以平面连杆机构为例,分析了间隙对于刚性连杆机构和弹性连杆机构动态性能的影响以及由间隙引起的振动对机构整体性能的影响。其主要工作内容如下:(1)总结了对运动副内间隙的不同描述方法及多体系统动力学的不同建模理论,对含间隙机构的不同数学模型进行了比较,并根据本文的研究内容选取适当的方法建立数学模型。(2)根据间隙描述的无质量杆法及“连续接触模型”建立了含间隙机构的动力学模型,从间隙值、曲柄转速两个方面对比分析了间隙对机构的角速度、角加速度、接触碰撞力、驱动力矩等动力学特性影响。(3)考虑杆件为弹性体,通过选取正确的坐标系,建立弹性连杆机构系统运动微分方程,分析间隙对弹性连杆机构动态特性的影响,并与刚体系统进行比较,分析间隙对不同系统的影响程度。(4)分析了由于机构中存在的间隙引起的振动对机构整体性能的影响,分别分析了机构为刚体系统和弹性系统时不同情况下振动引起的震动力和震动力矩,并以震动力和震动力矩为优化目标,对含间隙机构的系统性能进行了优化平衡,降低了由间隙引起的振动对系统动态性能的影响。(5)设计并加工制造了一套含间隙曲柄摇杆机构,根据研究内容设计测量系统,利用实验研究验证了动态分析的结果。