【摘 要】
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现代机械系统高速、高精度等的要求,运动副间存在间隙将严重影响机械系统运行的平稳性以及运动精度等。探索间隙对机构运动的影响规律以及运动副间磨损情况,对于高要求的现代机械系统的研究与发展,具有重要的意义和工程实际价值。本文的主要研究内容如下:（1）基于Hertz理论和弹性基础模型,通过引入与碰撞初速度、材料屈服刚度有关的恢复系数,得到与变恢复系数有关的非线性法向碰撞力,并建立了碰撞时包含非线性法向碰撞
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现代机械系统高速、高精度等的要求,运动副间存在间隙将严重影响机械系统运行的平稳性以及运动精度等。探索间隙对机构运动的影响规律以及运动副间磨损情况,对于高要求的现代机械系统的研究与发展,具有重要的意义和工程实际价值。本文的主要研究内容如下:（1）基于Hertz理论和弹性基础模型,通过引入与碰撞初速度、材料屈服刚度有关的恢复系数,得到与变恢复系数有关的非线性法向碰撞力,并建立了碰撞时包含非线性法向碰撞力与切向摩擦力的含间隙曲柄滑块机构运动学和动力学模型,通过数值仿真,分析了间隙大小、曲柄转速、材料特性以及间隙存在位置等对机构动力学性能的影响规律。研究结果表明,间隙的存在严重影响了系统的动力学性能,对于高速的、高精度的运行的机械系统,必须在设计研究中考虑间隙对机械系统性能带来的影响。（2）通过借助Ansys软件把连杆柔性化处理后,在Adams软件中仿真分析了含间隙的刚-柔耦合机构与含间隙的刚体机构的动力学性能对比。分析结果表明,构件的柔性对含间隙的机构高速运行时的振动有明显的抑制作用,通过优化构件的结构而改变其柔性,可明显提高机构运行的稳定性。（3）机构运行必然存在磨损,含间隙机构由于碰撞的产生,磨损更会加剧。为了研究含间隙运动副的磨损情况,应用变形的Archard计算公式搭建含间隙铰链磨损模型,并分析得到在转速确定时,平均磨损深度随时间和间隙值的变化规律及运动副的磨损预测。本文的研究成果,对含间隙曲柄滑块机构的设计具有理论指导意义,对其他含间隙机构的设计和运动学、动力学性能研究也有借鉴作用。
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