A comparison of revolute joint clearance models in the dynamic analysis of rigid and elastic mechanical systems

• Published in: Mechanism and machine theory 2002-09, Vol.37 (9), p.895-913
• Main Authors: Schwab, A.L., Meijaard, J.P., Meijers, P.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Drives; Exact sciences and technology; Linkage mechanisms, cams; Mechanical engineering. Machine design
• ISSN: 0094-114X; 1873-3999
• DOI: 10.1016/S0094-114X(02)00033-2

The dynamic response of mechanisms and machines affected by revolute joint clearance is studied in this article. Critical in the precise prediction of the peak values of forces is the contact model being used. A comparison is made between several continuous contact force models and an impact model. The mechanical system is modelled with rigid or elastic bodies. For the impact model a procedure is presented to estimate the maximum contact force during impact. It is shown how the compliance of the links or lubrication of the joint smooths the peak values of the contact forces. La réponse dynamique des mécanismes et des machines en présence de jeu dans les pivots est étudiée dans cet article. La modélisation du contact est un aspect critique pour une prédiction précise des valeurs extrêmes des forces. Plusieurs modèles avec force de contact continue ainsi qu'un modèle d'impact sont comparés. Le système mécanique est modélisé par des corps rigides et flexibles. Pour le modèle d'impact, une procédure d'estimation de la force de contact maximum durant l'impact est présentée. Nous montrons comment la flexibilité des membres du mécanisme et la lubrification des joints réduisent les valeurs extrêmes des forces de contact.