考虑球关节间隙的rssr机构动力学建模与仿真研究

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1、硕士学位论文考虑球关节间隙的RSSR机构动力学建模与仿真研究DYNAMICSMODELINGANDSIMULATIONOFRSSRSPATIALMECHANISMWITHSPHERICALCLEARANCEJOINT王俊涵哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：TH122学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工程硕士学位论文考虑球关节间隙的RSSR机构动力学建模及其仿真分析硕士研究生：王俊涵导师：杨晓钧副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据Classifie

2、dIndex:U.D.C:DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDYNAMICSMODELINGANDSIMULATIONOFRSSRSPATIALMECHANISMWITHSPHERICALCLEARANCEJOINTCandidate：WangJunhanSupervisor：AssociateProf.YangXiaojunAcademicDegreeAppliedfor：Master’sDegreeofEngineeringSpecialty：MechaniclEngineeringAffiliation：Shenz

3、henGraduateSchoolDateofDefence：December,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据摘要摘要随着科学技术的发展和时代生产力的不断进步，精密仪器仪表，航空航天工业，医疗器械，工程重型设备等诸多领域都对机械设备提出了更高的性能要求。机械设备正在向高精度、高效率、高可靠性和长寿命的目标迈进。其中，空间连杆机构在高科技产品、机器人、机械臂等应用中通常占据着主导地位。为了更好的分析空间机构在工程中的综合性能，本文将考虑空间机构中球关节间隙的影响，以RSSR空

4、间连杆机构为主要研究对象，对其动力学进行建模与仿真分析，为含球关节空间机构的结构优化设计以及误差控制等方向的研究提供理论依据。本文主要包含以下内容：建立了RSSR理想型空间机构的动力学模型，通过对其运动学输出结果进行对比，实现了对RSSR理想型空间机构输出状态的准确仿真。同时，建立了含单球关节间隙的RSSR空间机构动力学模型，通过Matlab对动力学方程进行数值求解。得出在含间隙情况下RSSR机构输出特性。通过对比分析，进而探究了接触碰撞力模型的选取，关节间隙尺寸，曲柄输入转速，运动副材料选取等因素对机构的动态输出产生的影响。仿真结果表明，L-N模型能更好的还原含间隙机构

5、的输出特性；间隙尺寸对机构的动力学特性影响最为强烈，间隙越大则机构稳定性越差，动态性能下降，但间隙并非越小越好，当间隙量小到一定范围后对系统的影响迅速下降；输入转速的提高将加大球关节材料间的嵌入深度，对机构的磨损和寿命产生不利影响。关节运动副材料的不同将对接触碰撞产生综合影响，接触刚度越大，碰撞力越大，碰撞时间短，嵌入深度小，但对机构的输出杆加速度影响不明朗。总结了含间隙球关节空间机构的动力学仿真规律，对其碰撞频繁发生区域进行总结，提出了优化设计方向。同时针对输出杆角位移误差进行分析，通过总结其疏忽规律，提出了延迟调节方案，极大的减少了系统的输出误差。关键词：含间隙球关节

6、；RSSR机构；接触碰撞；动力学仿真分析I万方数据ABSTRACTAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnologyandsocialproductivityprogress,precisioninstruments,aerospaceindustry,medicalequipment,heavyequipmentengineeringandmanyotherareasofmechanicalequipmentrequiresbetterperformance.Machineryandequipmentaremovingtow

7、ardshighprecision,highefficiency,highreliabilityandlonglife.Amongthem,thespatialmechanisminhigh-techproducts,robotsandotherapplicationsusuallyoccupyadominantposition.Inordertoanalysisthecomprehensiveperformanceofspatialmechanisminengineering,thispaperwillstudytheeff