往复压缩机传动机构包含多个转动副和移动副,运动副关节间隙均保持一定的合理性。随着服役时间的增加,运动副铰关节由于磨损引起间隙变大,而过大间隙必然引起铰关节的碰磨故障。由于传动机构隐藏于机体内部,间隙碰磨故障信息以何种机理传递至机体尚不清晰,至今也未找到有效方法来揭示机体响应信号所隐含的碰磨机制。深入研究传动机构间隙碰磨的动力学特性,有利于搞清间隙对传动机构动力学特性的影响机制,有利于揭示间隙碰磨诱发机体振动的动力学演变规律,为往复压缩机动力学和故障诊断研究提供理论基础。本文开展了以下五个方面研究:（1）针对旋转铰间隙和滑动铰偏心间隙耦合的传动机构动力学问题,探索了两类间隙对传动机构动力学特性的影响规律。通过假设铰关节一直处于连续接触状态,将膨胀、吸气、压缩和排气四个阶段的时变载荷压力等效为以曲轴转角为变量的分段式模型,利用拉格朗日方法建立了含两类间隙的非线性动力学方程。数值求解结果表明间隙的增大,并没有显著影响传动机构的位移和速度响应,但却以显著方式影响了加速度响应。通过分析不同间隙对频率响应特性的影响,研究发现因为间隙引入导致了机构除了自身的运动频率外,还含有其它频率成分,阐明了间隙尺寸与频率响应的映射关系。利用相轨迹定性分析和李雅普诺夫指数定量分析方法,揭示了含两类间隙传动机构的混沌特性。（2）通过考虑活塞杆的弹性变形,忽略十字头在偏心滑动间隙内的微转动自由度,提出了半弓式单形态碰磨动力学问题。在Lankarani模型和Ambrósio模型的基础上,表征了含偏心滑动间隙的滑变碰磨接触力模型。通过探讨十字头跳跃与柔性活塞杆之间的关系,阐明了十字头在偏心滑动间隙中出现两次跳跃但发生多次碰撞的现象,研究发现活塞杆上提力越大,十字头跳跃和碰磨的位置越远离滑道两端。通过数值仿真分析,结果表明偏心滑动间隙、柔性活塞杆上提力和时变载荷三个参数对传动机构轴向振动影响较小,但对垂向振动影响显著,且参数值越大,碰磨接触力越大,振动响应越剧烈。通过非线性特性评价,研究发现系统轴向运动具有周期性,但垂向运动具有混沌特性。（3）针对半弓式多形态碰磨动力学问题,通过监测十字头拐角在两个连续的离散时刻t_n-1和t_n的位置轨迹,揭示了十字头在偏心滑动间隙的滑道中经历了无接触、连续接触和碰撞接触三种运动模式,呈现了自由运动、单个拐角碰磨和相邻两拐角碰磨的三种形态。通过分析偏心滑动间隙、时变载荷和活塞杆刚度对动力学响应的影响,研究发现越大的偏心滑动间隙和时变载荷以及越小的活塞杆刚度,将导致碰磨接触力增大,进而加剧了机构的振动响应。此外,还发现含间隙的半弓式多形态碰磨动力学系统具有不稳定性。（4）针对跷跷板式耦合碰磨动力学问题,以单个滑动关节的9种碰磨形态为基础,阐明了跷跷板式双滑动关节的耦合碰磨小形态为36种。通过数值仿真分析,结果表明十字头只经历了自由运动、单个拐角碰磨和相邻两拐角碰磨三种大形态,而被诱发的活塞不仅发生了这三种碰磨形态,还经历相对拐角碰磨形态。通过碰磨接触力的分布特征,揭示了十字头在前半个周期的振动比后半个周期具有更剧烈的响应规律,而活塞的振动响应规律正好相反。搞清了偏心滑动间隙越大,滑块拐角穿透滑道表面越深的变化规律,且随着穿透深度的增大,加剧了滑块与滑道间的碰撞,造成更剧烈的振动响应。（5）以十字头、柔性活塞杆和活塞的三联体构件为研究对象,提出了S式耦合碰磨动力学问题。通过柔性活塞杆形状的演变,并在跷跷板式耦合碰磨形态基础上,阐明了S式耦合碰磨小形态为42种。通过数值求解,研究了间隙变化影响十字头和活塞两滑块的碰磨形态演变规律,搞清了偏心滑动间隙越大,使活塞杆左端朝下滑道弯曲的变形量也越大,导致十字头与下滑道之间的碰磨强度减弱甚至不碰磨的响应机制,而在朝下弯曲活塞杆弹性势能的释放下加剧了十字头与上滑道之间的碰磨强度。在十字头碰磨的诱发下,活塞与气缸上下侧的碰磨响应机制与十字头基本相反,且略弱于十字头的碰磨强度。通过上述研究,揭示了传动机构间隙碰磨的动力学响应规律,挖掘了通过碰磨形态和碰磨接触力的演变信息来表征振动响应规律的深层次机制,为往复压缩机间隙碰磨振动特征提取提供了理论依据,为工程应用提供了指导思路。