[00815530]基于稳健设计的含间隙弹性连杆机构分析与综合

对连杆机构进行误差分析和综合以期实现较高的运动精度，一直是人们致力研究的课题。为了使机构输出运动尽可能逼近设计所期望的运动，近年来优化设计方法得到了广泛的应用。优化设计是在约束可行域内寻找某种意义下最优方案的一种工程方法，其优化过程总是把最优点推向约束的边界上。但由于有限的构件制造精度、必不可少的运动副间隙、构件的弹性变形等可控及不可控随机因素的存在，往往使约束函数值发生变化，导致理论上可行的最优解实际上往往是不可行的，即这种设计是不稳健的。该课题考虑机构结构参数及其制造误差、运动副间隙、构件弹性变形等可控因素和不可控因素，研究含间隙弹性连杆机构运动精度和动力精度的概率分析和稳健优化设计方法。课题建立了以矩阵形式表达的机构运动与动力精度概率分析模型；基于连续接触假设，建立了含间隙连杆机构运动与动力精度概率分析模型；基于有限元方法建立了弹性连杆机构运动误差和动力误差精确分析模型、近似分析模型、准静态运动误差和动力误差精确分析模型。在误差分析基础上建立了基于输出精度的机构稳健性综合模型和基于加工成本的机构稳健性综合模型，较好地解决了机构设计性能及其稳健性和经济性之间的矛盾。