Nghiên cứu xây dựng mô hình động học phi tuyến cho cơ cấu tay quay – thanh truyền có xét đến độ cứng khớp nối, độ lệch tâm và tải biến đổi. Phương trình chuyển động được thiết lập bằng phương pháp Lagrange, kết hợp với mô phỏng số để khảo sát ảnh hưởng của các tham số đến biên độ dao động và độ ổn định. Kết quả cho thấy độ lệch tâm làm tăng dao động phi tuyến, đặc biệt khi tải thay đổi theo chu kỳ. Độ cứng cao giúp giảm biên độ dao động nhưng có thể gây cộng hưởng trong một số điều kiện tải. Mô hình được kiểm chứng bằng thực nghiệm với hệ thống cơ cấu thực tế, cho kết quả phù hợp với mô phỏng lý thuyết.