考虑运动副间隙的机械传动机构退化建模及可靠性评估

来源：振动与冲击杂志2025年第2期北京时间：

作者：孟铂森,，张露予,，王嘉jwangno,，白光晗，陶俊勇

单位：1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,天津300401；2.河北工业大学电气工程学院,天津300401；3.国防科技大学智能科学学院,长沙410073

摘要：<span>传动机构是机电系统动力传递与再分配的核心部件，其健康状态直接影响整个系统的运动精度和稳定性。随着机电系统服役工况日趋复杂化和精细化，传动机构经历频繁变载、变速影响，其运动副间隙处零部件不仅经历自身磨损、疲劳等自然劣化过程，运动中的碰撞-分离也以随机冲击的形式对其性能造成影响，且该影响与传动机构的退化状态、服役时间相互耦合，为机构可靠性评估增加了难度。提出一种考虑运动副间隙影响的传动机构退化与冲击模型，针对传动机构的退化特点，将其自然退化过程分为跑合阶段、稳定退化阶段和快速退化阶段，基于变换Gamma过程建立了各阶段的退化模型；根据运动副零件碰撞-分离过程对机构的影响将其分为致命冲击和损伤冲击，考虑不同退化阶段冲击发生频率和对机构影响的差异分别构建了随机冲击模型；在此基础上，推导出可靠度函数的解析表达式，并通过曲柄摇杆机构旋转副退化试验进行了验证。结果表明：提出的考虑运动副间隙影响的退化与冲击模型能够更好地模拟传动机构的退化规律，获得更为准确的可靠性评估结果。</span><br>

关键词：可靠性；随机冲击；性能退化；接触碰撞；运动副间隙