空间机械制冷机广泛应用在红外探测器和低温镜头的制冷过程中,但是由于机械制冷机内部存在多个运动部件,结构较为复杂,工作过程中不可避免地会产生微振动,将严重影响空间遥感器在轨的成像质量,由此研究分析机械制冷机微振动产生机理尤为重要。本文对空间机械制冷机的基本组成与工作原理进行研究,发现制冷机中的压缩机产生的微振动较为显著。因此采用两自由度系统对线性对称布置的压缩机进行了建模,其中考虑了压缩腔的气体弹簧力以及间隙气流阻力的非线性特性,采用龙格-库塔法对运动微分方程进行求解,研究了间隙密封对微振动产生的影响。对某型号的机械制冷机的压缩机微振动产生机理进行研究得出:(1)相同驱动频率下活塞响应的频谱,随着驱动频率的增大,高倍频谐波的幅值不断增加,当驱动频率达到54Hz附近时,2倍频的谐波分量甚至远大于基频的谐波分量。(2)压缩机活塞的质量、刚度、阻尼在生产加工装配过程中存在偏差,仿真结果表明:压缩机的振动力和力矩输出是以直线电机驱动频率为基频的一系列谐波,随着质量、阻尼、刚度不对称程度的增加,振动力的各次谐波幅值均随之增大。(3)对压缩机柔性板弹簧刚度进行ANSYS有限元分析,可知由于螺旋形臂数的不同,板弹簧的刚度和谐响应分析存在差异。运用微振力测试平台对该型号机械制冷机压缩机微振动进行试验研究,研究结果表明,在制冷机工作频率54Hz及其倍频,制冷机扰振力和扰振力矩的幅值远高于其它倍频下幅值。并且随着制冷机功率的增加,扰振力和扰振力矩幅值均有所增加,试验结果与数值分析结果相符,能为制冷机的设计提供有力的依据。