铰间隙和连杆柔性是影响机构动力学性能的主要因素,其决定了机构运行的可靠性。以曲柄连杆机构为对象,采用Lagrange乘子法建立了耦合连杆铰间隙和连杆柔性作用的动力学模型。在此基础上,系统研究了间隙大小、连杆柔性及其耦合作用对机构动力学输出响应的影响。结果表明,同一运转周期内,碰撞主要集中在运动前期靠近曲柄或连杆的两侧;间隙增大,加剧铰接构件间的碰撞,碰撞力和相互嵌入深度的振荡幅值明显增大,会降低轴心轨迹的稳定性;适当的构件柔性处理可以缓和间隙引起的碰撞冲击。

为了在开展含间隙铰多体系统动力学性能分析时选择最佳的接触力计算方法,以含间隙铰曲柄滑块机构为对象,建立了含间隙铰曲柄滑块机构多体动力学模型,针对几种接触力计算方法进行系统的对比分析。研究了不同间隙、曲柄转速和恢复系数下,接触力计算方法对曲柄滑块机构动力学性能分析的影响。结果表明,在研究径向间隙、驱动载荷和恢复系数变化对多体系统动力学影响时,选择Lankarani-Nikravesh接触力模型和Zhiying-Qishao接触力模型都相对可靠,且ZhiyingQishao接触力模型对恢复系数敏感程度最低。

为了解关节摩擦对刚柔耦合机械臂末端抖动的影响,解决机械臂的优化设计问题,利用ANSYS、ADAMS软件建立机械臂刚柔耦合模型,并在ADAMS中进行动力学仿真。通过进一步创建考虑关节摩擦的机械臂虚拟样机模型,对机器人末端振动特性进行动态模拟与分析。仿真结果表明:在机器人实际工作过程中,关节2和关节3存在摩擦对机器人末端抖动的影响最显著;在考虑多关节摩擦时,关节2和关节3共同存在摩擦时可使得机器人末端非周期性抖动幅值减弱,且当关节2摩擦因数