并联机构由于具有刚度大、精度高、承载能力强、可灵活实现空间姿态等优点在航天模拟器、并联机器人操作器、加工机械、食品包装以及医学领域等得到了广泛的应用。球面副是空间并联机构中比较常见的运动副之一,由于制造与装配等因素,球面副中普遍存在间隙,球面副间隙会导致间隙处球面副元素之间的接触碰撞,造成机构的振动与噪声,恶化机构的动力学性能,因此有必要对含球面副间隙的空间并联机构动力学特性进行研究。本文以4-UPS-RPU空间并联机构为研究对象,对含球面副间隙空间并联机构的动力学建模及动力学行为分析进行了系统的研究。主要研究内容如下:首先,建立了含球面副间隙4-UPS-RPU空间并联机构的运动学模型,基于球面副间隙的几何关系建立了间隙球面副的运动学模型,分别采用Lankarani-Nikravesh接触碰撞力模型和修正的Coulomb摩擦力模型,建立了法向与切向接触力模型,将间隙球面副之间的接触力嵌入到理想球面副并联机构的动力学模型,得到了含球面副间隙空间并联机构的动力学模型。然后,基于龙格库塔法对含球面副间隙空间并联机构动力学方程进行了求解,分析了不同轨迹和不同球面副间隙值对动平台质心点的位移、速度、加速度以及接触力的影响。研究了不同间隙值对中心轨迹以及嵌入深度的影响,并且利用相轨迹、Poincare映射和Lyapunov指数等对含球面副间隙并联机构混沌特性进行定性与定量的分析。最后,阐述了磨损的基本理论,对比分析了 Archard磨损模型和Reye’s hypothesis磨损模型,并且基于Archard磨损模型,分别从滑移距离和接触速度的角度建立了含间隙球面副三维磨损深度的模型,对比分析了不同间隙值下含球面副间隙空间并联机构的三维磨损特性,为含球面副间隙并联机构磨损的研究奠定了基础。