目前机械设备朝着高速,高精密的方向发展,对机械系统的稳定性、精度、效率等要求越来越高。机构各部分之间通过运动副连接,但由于加工工艺,加工精度以及装配要求等原因,运动副元素之间必然会存在间隙。间隙的存在会对机械系统的动力学产生不利影响,从而影响设备的精度,稳定性,同时更容易引起运动副的磨损,加剧设备的老化。因此对考虑间隙效应以及运动副磨损的机构动力学进行研究具有重要意义。本文以考虑球面副间隙的空间4UPS-UPU并联机构作为研究对象,对其动力学响应,非线性特性以及球面副磨损进行了较为系统的研究。主要研究内容如下:首先,根据球面副间隙元素之间的几何运动关系,建立含间隙球面副的运动学模型。基于Lankarani-Nikravesh(L-N)法向接触力模型以及改进的Coulomb切向摩擦力模型建立间隙处的接触力模型。利用牛顿欧拉法建立考虑间隙的4UPS-UPU空间并联机构动力学模型,对其动力学方程进行求解,得到机构的动力学响应。将Matlab计算结果与Adams仿真结果相对比,验证含间隙空间并联机构动力学建模的正确性。其次,基于非线性动力学的基本理论,结合机构动力学方程的数值解,利用相轨迹图,庞加莱映射图,功率谱图,分岔图等手段,对考虑球面副间隙的空间并联机构进行非线性特性分析。研究了间隙值,摩擦系数以及驱动速度对机构动平台和间隙处混沌运动特性的影响,得到了不同参数变化时动平台以及间隙处的分岔图,为参数选择以及混沌抑制提供了理论依据。最后,以含间隙的机构动力学模型为基础,结合Archard磨损模型,建立含间隙球面副的三维磨损预测模型。并根据得到的磨损深度,基于有限元的思想,将磨损后的球面副表面进行重构,得到磨损后的球面副几何形貌,研究了磨损后非规则间隙对机构动力学响应的影响。研究了间隙值变化,摩擦系数变化和驱动速度变化对球面副磨损深度以及磨损区域的影响,为实际工程提供了一定的指导意义。