为保证飞行器在执行任务时的飞行性能,作为位姿调整部分的空气舵传动机构需满足较高的运动精度、较快的响应速度、较好的稳定性等要求。铰链间隙的存在使铰链内出现接触碰撞现象,导致机构构件的运动位置、机构运动时间、铰链处的接触力等参数与理想机构的运动情况存在差距,进而影响空气舵传动机构的性能。为准确分析并预测含间隙回转铰链的空气舵传动机构的动态特性,需要分析铰链内的静态接触过程与动态接触碰撞过程,并在此基础上建立考虑铰链间隙的机构动力学模型,以分析机构的动力学特性。以空气舵传动机构中常见的间隙回转铰链作为研究对象,分析在重载荷作用下小间隙回转铰链的静态接触特性。从接触点距离变化以及材料弹性变形两方面建立描述此铰链静态接触特性的数学模型:根据几何约束条件建立轴孔轮廓线上具有相同弧长的相互接触点的距离函数;采用弹性基础模型和弹性半空间理论分别推导两种弹性变形函数。采用图像测量技术开展协调接触轴孔的静态接触实验,以验证此模型的准确性。分析弹性层厚度对轴孔静态接触特性的影响,研究半接触宽度、接触深度、最大接触应力等参数随外载荷增大时呈现的非线性特征。铰链的静态协调接触特性研究可为空气舵传动机构中铰链的动态接触特性提供一定理论依据。考虑铰链材料阻尼所损耗的能量,在铰链静态协调接触模型的基础上采用参数拟合法建立小间隙回转铰链的法向动态接触力模型,为描述空气舵传动机构的铰链内动态接触现象提供有效的分析途径。采用铰链的法向动态接触力模型分析自由下落的销轴与圆柱凹槽的接触碰撞过程,研究接触深度、接触速度、接触加速度等接触参数随时间的变化关系,分析阻尼、初始接触速度、外载荷对间隙铰链动态接触特性的影响。考虑铰链内摩擦因素的影响,结合法向改进库伦摩擦模型建立含单个间隙铰链单摆的动力学模型,分析摆杆的运动轨迹及摩擦对间隙机构非线性动力学特性的影响。以机构效率最优为原则开展两种常见的连杆式空气舵传动机构的构件尺寸参数优化。考虑回转铰链的间隙以及构件的柔性,提出能有效地评估空气舵传动机构动力学特性的分析方法:对多体动力学软件的接触碰撞模块进行二次开发,实现法向动态接触力模型在软件中的嵌套;采用有限元软件将构件柔性化处理并导入多体动力学软件。搭建空气舵传动机构的动力学实验平台,开展动力学实验与仿真分析工作,验证在重载荷作用下小间隙回转铰链连续接触模型的准确性及空气舵传动机构的动力学特性评估方法的有效性。开展不同铰链状态的空气舵传动机构的动态特性仿真分析与验证实验,研究铰链间隙以及舵面载荷等因素对系统动态特性的影响规律。为铰链间隙、舵面载荷等对空气舵传动机构带宽的影响,搭建空气舵传动机构频响特性测试平台并基于扫频法开展空气舵传动机构带宽的研究工作。