考慮運動副間隙的平面函數(shù)機構(gòu)概率分析與綜合.pdf

1、在機械系統(tǒng)中,機構(gòu)運動副是連接兩構(gòu)件并保持二者有一定相對運動的中間環(huán)節(jié)。為了保證兩構(gòu)件有相對運動，運動副元件間一般需采用動配合，這就需要存在一定的運動副間隙。保持運動副存在適量間隙是確保機構(gòu)運轉(zhuǎn)靈活的基礎(chǔ)，但運動副間隙的不確定性卻已成為嚴重影響機構(gòu)動態(tài)性能以及可靠性的重要因素。含運動副間隙機構(gòu)系統(tǒng)的研究已經(jīng)引起越來越多的關(guān)注，雖然其研究已涉及到機構(gòu)的運動學、動力學各個方面，但現(xiàn)有研究文獻顯示，對含運動副間隙隨機性的機構(gòu)運動可靠性分析與綜

2、合體系尚未完善，需對其相關(guān)理論和方法進行深入研究。
　　為此，本文通過考慮尺寸公差和運動副間隙的不確定性，來研究機構(gòu)運動可靠性分析與綜合理論和方法，主要工作體現(xiàn)在以下幾方面：
　　（1）為了驗證運動副間隙對機構(gòu)運動可靠性的影響，以曲柄連桿機構(gòu)為例，綜合考慮機構(gòu)的尺寸公差和運動副間隙不確定性以及機構(gòu)自身誤差，構(gòu)建誤差概率模型。采用概率法對含運動副間隙不確定性的機構(gòu)運動精度分析的難點是運動副間隙變量的概率建模以及如何處理運動副間

3、隙變量間的統(tǒng)計相關(guān)性問題。針對此難點，采用混合降維法（Hybrid Dimension Reduction Method，HDRM）對含運動副間隙不確定性的機構(gòu)瞬時可靠性進行分析，用一次二階矩法（First Order Second Moment，F(xiàn)OSM）對考慮隨機誤差（包括尺寸公差、運動副間隙）的曲柄搖桿機構(gòu)運動可靠性分析。
　　（2）機構(gòu)時變可靠度能夠提供運動區(qū)間上的全部可靠性信息，便于實現(xiàn)風險管理和概率壽命預測。本文提出了

4、一個有效的對函數(shù)生成機構(gòu)的時變可靠性分析方法—包絡(luò)函數(shù)法。文中用混合降維法近似隨機變量的運動輸出和用包絡(luò)函數(shù)法估算失效概率對時間的依賴性。實例分析表明：所提出的包絡(luò)函數(shù)法是有效的。
　　（3）在對機構(gòu)可靠性分析的基礎(chǔ)上，進一步探討含運動副間隙不確定性的機構(gòu)可靠性概率綜合，以機構(gòu)運動失效概率最小為目標函數(shù)，并將機構(gòu)運動失效概率作為約束條件進行概率綜合。實例分析表明：所提出的機構(gòu)概率綜合方法能夠有效降低機構(gòu)運動失效概率，提高機構(gòu)運動的

5、運行安全性。
　?。?）可靠性設(shè)計優(yōu)化和穩(wěn)健設(shè)計是最典型的兩種不確定性設(shè)計方法?？煽啃栽O(shè)計優(yōu)化和穩(wěn)健性設(shè)計是從不同的角度來提高產(chǎn)品質(zhì)量，在實際工程中，產(chǎn)品需要同時滿足可靠性和穩(wěn)健性的設(shè)計要求。因此，有必要在設(shè)計階段將二者結(jié)合起來以期全面提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和水平。本文提出可靠性穩(wěn)健設(shè)計方法，并進行實例分析，驗證可靠性穩(wěn)健設(shè)計的優(yōu)越性。并在此基礎(chǔ)上提出基于成本-質(zhì)量模型的可靠性穩(wěn)健綜合模型，獲取以工程實用的全壽命周期成本最小，滿足可靠