随着工业自动化的高速发展,国内外对机械设备的效率、精确度以及稳定性等方面的要求逐渐提高。由于加工制造等工艺因素导致机械系统中的运动副会不可避免的存在间隙,间隙是保证机构各个关节正常连接的前提,但同时间隙也会导致机构产生不良振动和磨损,是机构精度降低和稳定性变差的主要原因。并联机构凭借其良好的承载能力和高精度等特点在多个领域中应用广泛,并联机构一般包含多条支链,每条支链上通常含有多个运动副。因此并联机构的稳定性与运动副间隙息息相关,对含有多个运动副间隙的空间并联机构进行动力学特性研究有着重要意义。本文以含有多个球面副间隙的4UPS-RPS空间并联机构作为研究对象,深入研究了该机构在单个和多个球铰间隙影响下的动力学响应,非线性特性以及磨损后多间隙状态下的动力学特性。主要研究内容如下:首先,对球铰间隙处的几何关系进行分析,在此基础上建立了单个球铰间隙的运动学模型,并根据Lankarani-Nikravesh(L-N)接触力模型建立了球铰间隙处的法向接触力模型,利用改进的Coulomb摩擦力模型建立了球铰间隙处的切向接触力模型。在牛顿欧拉方程的基础上建立了含单个球铰间隙的4UPS-RPS空间并联机构动力学模型,利用Matlab对其动力学方程进行数值求解,得到了该机构在单间隙状态下的动力学响应。并利用Adams进行虚拟样机仿真,验证了该动力学模型的正确性。利用相轨迹图、庞加莱映射和分岔图等分析了间隙值对该机构含单个球铰间隙时动平台和间隙处非线性特性的影响。其次,在单个球铰间隙运动学模型的基础上建立了多个球铰间隙处的运动学模型,并利用L-N接触力模型和改进的Coulomb摩擦力模型建立了该机构多个球铰间隙处的接触力模型。基于牛顿欧拉方程建立了含多个球铰间隙的4UPS-RPS空间并联机构动力学模型,使用Matlab对其含多球铰间隙时的动力学方程进行数值求解,研究了该机构在多球铰间隙状态下的动力学响应。并根据相轨迹图、庞加莱映射和分岔图等分析了间隙值对该机构含多个球铰间隙时动平台和间隙处非线性特性的影响。最后,根据含多个球铰间隙机构的动力学模型,采用Archard磨损模型建立了多个球铰的三维磨损计算模型,并根据计算出多个球铰的磨损深度,将磨损后的球铰表面进行三维重构。利用球铰磨损后的表面形貌,对含有多个磨损后非规则球铰间隙的4UPS-RPS空间并联机构动力学响应进行了研究。并在此基础上进一步分析了间隙值、摩擦系数以及球铰半径等重要参数对该机构磨损动力学特性的影响,为预测机构的实际运行状态和寿命提供了理论基础。