機構的組合與創(chuàng)新設計教材(76張)課件

1、章機構的組合與創(chuàng)新設計第1節(jié)機構組合的基本概念第2節(jié)機構組成原理與機構創(chuàng)新設計第3節(jié)機構串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計第4節(jié)機構并聯(lián)組合與創(chuàng)新設計第6節(jié)機構疊加組合與創(chuàng)新設計11第5節(jié)機構復合組合與創(chuàng)新設計機構組合原理：機構組合：將幾種基本機構組合在一起，組合體的各基本機構還保持各自特性，但需要各個機構的運動或動作協(xié)調(diào)配合，以實現(xiàn)組合的目的。（相對容易些） 指將幾個基本機構按一定的原則或規(guī)律組合成一個復雜的機構。組合機構：將幾種基本機構融合成性能更加完善、運動形式更加多樣化的新機構。（相對難）基本機構：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇機構等。組合方式：串聯(lián)式、并聯(lián)式、復合式、疊加式基本概念2第1節(jié) 機構

2、組合的基本概念一、最簡機構 把由2個構件和1個運動副組成的開鏈機構稱為最簡單的機構，簡稱最簡機構。其要素是組成機構的最多構件為2且為開鏈機構。 2112原動機的機構簡圖為最簡機構3二、基本機構 把含有3個構件以上、且不能再進行拆分的閉鏈機構稱為基本機構。其要素是閉鏈且不可拆分性。 CBDAz1z2o1o2HCAB4三、基本機構的應用 1 基本機構的單獨使用 基本機構可以直接應用在機械裝置中，只有一些簡單機械中才包含一個基本機構，如空氣壓縮機中包含一個曲柄滑塊機構。 2 互不連接的基本機構的組合 若干個互不連接、單獨工作的基本機構可以組成復雜的機械系統(tǒng)。各基本機構之間進行運動協(xié)調(diào)設計。 5 圖示

3、壓片機由三個獨立工作的機構組成，各機構之間的運動必須滿足協(xié)調(diào)關系。6第1節(jié) 機構組合的基本概念3 各基本機構互相連接的組合 各基本機構通過某種連接方法組合在一起，形成一個較復雜的機械系統(tǒng)，這類機械是工程中應用最廣泛、最普遍的。 基本機構的連接組合方式主要有：串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合和封閉組合等。其中串聯(lián)組合是應用最普遍的組合。7第1節(jié) 機構組合的基本概念四、常用的機構組合方法 1 利用機構的組成原理，不斷連接各類桿組 2 按照串聯(lián)規(guī)則組合基本機構 3 按照并聯(lián)規(guī)則組合基本機構 4 按照疊加規(guī)則組合基本機構 5 按照封閉規(guī)則組合基本機構 6 上述方法的混合連接，可得到復雜的機構系統(tǒng)。8第1節(jié)

4、 機構組合的基本概念CBDAz1z2o1o2CABBC串聯(lián)組合并聯(lián)組合9第2節(jié) 機構組成原理與機構創(chuàng)新設計一、級桿組的類型 n=2，pl =3的桿組，為級桿組。當內(nèi)接副為轉(zhuǎn)動副時，兩個外接副可同時為轉(zhuǎn)動副，也可以一個為轉(zhuǎn)動副，另一個為移動副，或者兩個外接副同時為移動副。10級桿組分類圖 RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR內(nèi)接副為轉(zhuǎn)動副內(nèi)接副為移動副11RRRRRPPRPRPRPPR 二、 級桿組類型 3R桿組（以三個內(nèi)接副開始）3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRP3R2RP3RR2P3R3P12第2節(jié) 機構組成原理與機構創(chuàng)新設計2RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP

5、桿組R2P桿組R2P3RR2P2RPR2PR2PR2P3P133P桿組3P3R3PR2P 3P3P 3P2RP14 二、 級桿組類型 3R桿組（以三個內(nèi)接副開始）第2節(jié) 機構組成原理與機構創(chuàng)新設計三、機構組成原理與機構創(chuàng)新設計 1、機構組成原理 把基本桿組依次連接到原動件和機架上，可以組成新機構。機構組合原理為創(chuàng)新設計一系列的新機構提供了明確的途徑。15 2、機構組成原理與機構創(chuàng)新 把前述的各種級桿組和級桿組連接到原動件和機架上，可以組成基本機構；再把各種級桿組和級桿組連接到基本機構的從動件上，可以組成復雜的機構系統(tǒng)。BCA+=BCADE+DE=BCARRP桿組連接到原動件和機架上連接級桿組1

6、6第2節(jié) 機構組成原理與機構創(chuàng)新設計BCDABCDAEFG+BCDAEFG=BEFGCDARRR桿組連接到原動件和機架上RRR桿組連接機構的從動件和機架上17連接級桿組到一個原動件和機架上ABCFGDEABCFGDE=+ABCFGDE=+ABCFGDEHKKH3R3R桿組連接到三個原動件(并聯(lián)機構)18A+FGCEBD=AFGCEBD3R2RP桿組連接到一個原動件和機架上 桿組類型很多,把基本桿組連接到原動件和機架上可組成新機構。把基本桿組再連接到機構的從動件和機架上可組成復雜機構。19第2節(jié) 機構組成原理與機構創(chuàng)新設計第3節(jié) 機構的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計一、機構的串聯(lián)組合 1、基本概念 前一個機

7、構的輸出構件與后一個機構的輸入構件剛性連接在一起，稱之為串聯(lián)組合。前一個機構稱為前置機構，后一個機構稱為后置機構。其特征是前置機構和后置機構都是單自由度的機構。20機構1機構2機構1機構2前置機構后置機構 型串聯(lián) 前置機構后置機構型串聯(lián)2、串聯(lián)組合分類21連接點 簡單運動連接點 復雜平面運動第3節(jié) 機構的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計BCDAEFZ1CABDZ2型串聯(lián)組合型串聯(lián)組合 前置機構中做簡單運動的構件與后置機構的原動件連接。 前置機構中做復雜運動的構件與后置機構的原動件連接。22連接點 簡單運動連接點 復雜平面運動二、機構串聯(lián)組合基本思路 1、實現(xiàn)后置機構的速度變換 2、實現(xiàn)后置機構的運動變換 3

8、、串聯(lián)時運動鏈盡量要短（在滿足要求前提下）23第3節(jié) 機構的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計CBDAz1z2EACBD減少連桿機構的速度改變滑塊的運動規(guī)律組合實例：2425第3節(jié) 機構的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計串聯(lián)定義 指若干個單自由度的基本機構A、B、C等按順序聯(lián)接，每一個前置機構的輸出運動是后置機構的輸入。聯(lián)接點設在前置機構中作平面復雜運動的構件上型串聯(lián)：型串聯(lián)：聯(lián)接點設在前置機構中作簡單運動的連架桿上26型串聯(lián)組合兩個基本機構的串聯(lián)組合。前置子機構后置子機構1. 連桿 機構連桿機構凸輪機構齒輪機構槽輪機構棘輪機構其它基本機構 可利用變速轉(zhuǎn)動的輸入獲得等速轉(zhuǎn)動的輸出，還可利用杠桿原理，確定合適的鉸接位置，在不

9、減小機構傳動角的情況下實現(xiàn)增程和增力。 可獲得變速凸輪、移動凸輪，使后置子機構的從動件獲得更多的運動規(guī)律。 利用擺動和移動輸入，獲得從動齒輪或齒條的大行程擺動或移動，還可利用變速轉(zhuǎn)動的輸入進一步通過后置的齒輪機構進行增速或減速。利用變速轉(zhuǎn)動輸入，減小槽輪轉(zhuǎn)位的速度波動。利用往復擺動和移動撥動棘輪間歇轉(zhuǎn)動。 功用27型串聯(lián)組合兩個基本機構的串聯(lián)組合。2. 凸輪機構各種類型的基本機構 后置子機構利用凸輪機構輸出構件的運動規(guī)律改善后置子機構的運動持性，或使其運動行程增大。3. 齒輪機構各種類型的基本機構 獲得各種減速、增速以及其它的功能要求。型串聯(lián)組合 常用于改善輸出構件的運動和動力特性，或用于運動

10、或力的放大。前置子機構后置子機構 功用28型串聯(lián)組合示例：1問題現(xiàn)象解決方案 槽輪機構常用于轉(zhuǎn)位和分度的機械裝置中，但它的運動和動力特性不太理想，尤其在槽數(shù)較少的外槽輪機構中，其角速度和角加速度的波動均達到很大數(shù)值，造成工作臺轉(zhuǎn)位不穩(wěn)定。圖例雙曲柄機構與槽輪機構的串聯(lián)式組合。分析原因 主動撥盤作勻速轉(zhuǎn)動時，其滾銷在槽輪的傳動槽內(nèi)沿徑向位置相對滾移，致使槽輪受力作用點也沿徑向位置發(fā)生變化。導致槽輪在一次轉(zhuǎn)位過程中，角速度由小變大，又由大變小。29型串聯(lián)組合示例：1其它解決方案圖例 轉(zhuǎn)動導桿槽輪機構、凸輪槽輪機構、橢圓齒輪槽輪機構、雙槽輪機構的串聯(lián)等。30型串聯(lián)組合示例：2圖例目的：使牛頭刨床的從

11、動件4實現(xiàn)近似勻速往復移動。解決方案：轉(zhuǎn)動導桿機構ABD為前置子機構，曲柄1為主動件，繞固定軸A勻速轉(zhuǎn)動，使該機構的從動件2輸出非勻速轉(zhuǎn)動。六桿機構BCEFG為后置子機構，主動構件為曲柄BE（即前置子機構的輸出構件2），因2構件輸入的是非勻速轉(zhuǎn)動，所以中和了后續(xù)機構的轉(zhuǎn)速變化。故當曲柄1勻速轉(zhuǎn)動時，滑塊4在某區(qū)段內(nèi)實現(xiàn)近似勻速往復移動。31型串聯(lián)組合示例：3圖例目的：使毛紡針梳機導條機構的橢圓齒輪連桿機構的從動件5 近似實現(xiàn)勻速移動。解決方案：前置子機構為輸出非勻速轉(zhuǎn)動的橢圓齒輪機構，通過一對齒輪串聯(lián)后置機構，使后置子機構的主動曲柄3輸入非勻速轉(zhuǎn)動，而使從動件5滿足工作要求。32型串聯(lián)組合的主

12、要設計內(nèi)容設計內(nèi)容：（1）按照后置子機構輸出的運動規(guī)律實際要求，確定前置子機構應輸出的運動規(guī)律。（2）按已經(jīng)確定的運動規(guī)律，對前置子機構進行尺寸綜合。目的一：改善輸出構件運動特性目的二：對輸出構件的增力、增程、增速根據(jù)增力、增程及增速的具體要求選擇不同的方法，若選擇連桿機構，則按杠桿原理確定支點的位置，即確定相關桿的長度比；若選擇齒輪機構，就需要確定適當?shù)凝X數(shù)比。設計內(nèi)容：參見下面的示例參見上面的示例33型串聯(lián)組合示例：4圖例目的： 增加輸出構件滑塊E的沖壓能力。解決方案： 前置子機構為鉸鏈四桿機構ABCD，后置子機構為搖桿滑塊機構DCE。若設連桿BC所受力為F，連桿CE所受力為P，則滑塊所產(chǎn)

13、生的壓力Q為：QPcosFL/Scos。 減小和S、增大L均能增大Q力。設計時可根據(jù)要求確定、S和L。34型串聯(lián)組合示例：5圖例目的：增大織機開口機構上構件 9的行程。解決方案：共軛凸輪連桿機構 （凸輪機構與連桿機構的串聯(lián)） 在軸O安裝一對共扼凸輪，主凸輪1和回凸輪2分別與擺桿5上的滾子M和N接觸，鉸鏈四桿機構ABCD和曲柄滑塊機構DEF依次與該共扼凸輪機構串聯(lián)。 由于四桿機構中構件5的AM（或AN）段長度小于AB段長度，以及曲柄滑塊機構中構件7的DC長度小于DE長度，所以該凸輪機構與兩套連桿機構串聯(lián)后，產(chǎn)生兩次擴大從動滑塊9行程的作用。35型串聯(lián)組合示例：6圖例利用齒輪齒條的大行程直移機構。

14、 機構是由兩個齒輪齒條機構串聯(lián)組合而成。機架上裝有固定齒條1，移動臺上裝有活動齒條2。氣缸4中活塞桿移動時推動齒輪3在固定齒條1上滾動，同時與3齒輪同軸的齒輪5帶動活動齒條2移動?；顒育X條2的行程B=2z5/z3A（A為活塞行程）。 該機構在行程被放大的同時，速度也被放大，必要時應考慮速度緩沖問題。 若在定齒條與動齒條之間只設置一個齒輪則可使行程與速度增倍。36型串聯(lián)組合兩個基本機構的串聯(lián)組合。前置子機構后置子機構1. 連桿機構各種類型的基本機構連桿機構中的連桿。前后聯(lián)結(jié)點2. 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系中的行星輪。功用 利用前置子機構與后置子機構聯(lián)接點處的特殊運動軌跡，使機構的輸出構件實現(xiàn)所要求的運動

15、規(guī)律。37型串聯(lián)組合示例：1圖例 所示為一具有運動停歇的多桿機構。在鉸鏈四桿機構OABD中，連桿E點的軌跡上有一段近似直線（圖中虛線所示），以F點為轉(zhuǎn)動中心的導桿，在圖示位置，其導向槽與E點軌跡的近似直線段重合。當E點沿直線部分運動時，導桿停歇。簡記直線停歇38型串聯(lián)組合示例：2圖例 如圖所示的多桿機構。在一個運動循環(huán)內(nèi)，滑塊可實現(xiàn)兩個不同的行程。在鉸鏈四桿機構BCDE中，連桿2的A點畫出一個具有自交點的橫向8字形的連桿曲線（圖中虛線所示），與連桿2鉸接在A點的構件4又和沿固定導路移動的滑塊5在F點鉸接。 這樣就導致曲柄1回轉(zhuǎn)一周時，滑塊5可往復移動兩次。簡記自交曲線39型串聯(lián)組合示例：3圖例

16、 利用行星輪系中的行星齒輪的平面復合運動輸出特殊的運動軌跡，串聯(lián)組合后置子機構，使輸出構件滿足特殊的運動要求。 在如圖所示的行星齒輪連桿機構中，系桿1為輸入構件，行星齒輪2與固定齒輪5相嚙合，當兩齒輪的齒數(shù)滿足z5=3z2時，輪2節(jié)圓上點的軌跡是3段近似圓弧的擺線，其圓弧的半徑近似等于8r2（r2為齒輪2的節(jié)圓半徑）。 所以當連桿3的長度等于8r2時，滑塊4與連桿3的鉸接點近似位于圓心處，則滑塊處于停歇狀態(tài)。簡記圓弧停歇40型串聯(lián)組合的主要設計內(nèi)容設計內(nèi)容：如何確定運動軌跡。目的：實現(xiàn)從動件的特定或特殊運動規(guī)律 因為串聯(lián)式機構組合的運動是通過各基本機構依次傳遞的。 所以，在進行運動分析時，可以

17、從已知運動規(guī)律的第一個基本機構開始，按照運動的傳遞路線順序解決的方法、求得最后一個基本機構的輸出運動。 串聯(lián)式機構組合的位移關系是各基本機構位移函數(shù)的復合函數(shù)。設計思路：41第4節(jié) 機構的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設計并聯(lián)定義指兩個或多個基本機構并列布置。各個基本機構有共同的輸入和輸出構件。型并聯(lián)：型并聯(lián)：每個基本機構具有各自的輸入構件，而共有一個輸出構件。型并聯(lián)：各個機構有共同的輸入構件，但卻有各自的輸出構件。特點：兩或多個子機構并列布置，運動并行傳遞。42并聯(lián)式機構組合的分類簡單型： 簡單型要求并聯(lián)的兩個子機構類型、形狀和尺寸完全相同，并且對稱布置。 兩個子機構常采用連桿機構或齒輪機構，它們共同的輸入

18、或輸出構件一般是兩個子機構共同具有的同一個構件。 輸入或輸出運動的性質(zhì)是簡單的移動、轉(zhuǎn)動或擺動。 改善機構的受力狀態(tài)、動力特性、自身的動平衡，以及解決機構運動中的死點問題、輸出運動的可靠性等問題。用途43并聯(lián)式機構組合的分類 復雜型輸出運動的性質(zhì)是復雜的、合成的運動，或者是兩個簡單的，但要求協(xié)調(diào)配合的運動。 并聯(lián)的兩個子機構可以是不同類型的基本機構，可以是同一類型，但具有不同的結(jié)構尺寸的基本機構，也可以是經(jīng)過串聯(lián)組合的機構。 用于實現(xiàn)復雜的運動或動作要求（運動合成與分解），它的輸出形式一般是按功能要求而設定。復雜型：用途44型并聯(lián)組合示例：1圖例 V形發(fā)動機的雙曲柄滑塊機構是有兩個曲柄滑塊機構

19、并聯(lián)組合而成。兩氣缸作V形布置，他們的軸線通過曲柄回轉(zhuǎn)的固定軸線，當分別向兩個活塞輸入運動時，則曲柄可實現(xiàn) 無死點 的定軸回轉(zhuǎn)運動。 并且還具有良好的平衡、減振作用。45型并聯(lián)組合示例：2圖例 某飛機上的襟翼操縱機構，它是由兩個齒輪齒條機構并列組合而成，用兩個直移電機輸入運動，這樣可以使襟翼擺動速度加快。若一個直移電機發(fā)生故障，另一個直移電機可以單獨驅(qū)動（這時襟翼擺動速度減半），這樣就增大了操縱系統(tǒng)的安全程度。 顯然這兩個例子均加強了輸出構件運動的可靠性，但應注意，兩個并聯(lián)機構的結(jié)構尺寸須相同。46型并聯(lián)組合示例：3圖例 可以實現(xiàn)從動件作復雜平面運動的兩自由度機構。用于縫紉機中的針桿傳動，它由

20、凸輪機構和曲柄滑塊機構并聯(lián)組合而成，兩個原動件分別為曲柄1和凸輪4，從動件是針桿3，可以實現(xiàn)上下往復移動和擺動的復雜平面運動。 若想改變擺角，可通過調(diào)整偏心凸輪的偏心距來實現(xiàn)。47型并聯(lián)組合示例：4 釘扣機的針桿傳動機構，由曲柄滑塊機構和擺動導桿機構并聯(lián)組合而成，兩個原動件分別為曲柄1和曲柄6，從動件是針桿3，可以實現(xiàn)平面復雜運動，用以完成釘扣動作。設計要求 兩個主動構件的運動一定要協(xié)調(diào)配合，要按照輸出構件的復合的運動要求繪制運動循環(huán)圖，按照運動循環(huán)圖確定兩個主動構件的初始位置。48圖例型并聯(lián)組合 將一個運動分解為兩個運動，再將這兩個運動合成為一個運動輸出。 主要功能與型并聯(lián)式組合類似，也是用

21、于改善輸出構件的運動狀態(tài)和運動軌跡. 同時還可以改善機構的受力狀態(tài)，可以使機構獲得自身的動平衡。設計要求 兩個并聯(lián)的機構要協(xié)調(diào)配合，或完全對稱布置。49型并聯(lián)組合示例：1圖例 一個能使工件周期性轉(zhuǎn)過90無空程的棘輪機構。 由兩個曲柄滑塊機構并聯(lián)組合，機構中對應構件的尺寸相等，即:OAOB，ACBC，ADBE 通過兩個棘爪驅(qū)動一個四齒棘輪來實現(xiàn)間歇運動。運動過程：原動件8輸入一定的位移，使搖桿1和3每次轉(zhuǎn)過45，當構件8往返一個行程時，兩個棘爪輪會推動棘輪轉(zhuǎn)過45，結(jié)果棘輪得到雙倍即90角位移。50型并聯(lián)組合示例：2圖例 活塞機的齒輪杠桿機構，其中兩個曲柄滑塊機構ABE和CDE并聯(lián)組合，同時與兩

22、個相嚙合的齒輪機構連接，機構構件長度必須滿足ABCD，BEDE，同時要求兩齒輪的分度圓直徑必須相等。 AB和CD與氣缸的軸線形成的夾角相等且對稱布置。 齒輪轉(zhuǎn)動時，活塞將沿氣缸內(nèi)壁作往復移動。 若機構中的兩齒輪和兩連桿的質(zhì)量分別相等，則氣缸壁上將不會受到因構件的慣性力而引起的動壓力。51型并聯(lián)組合示例：3圖例 壓力機的螺旋杠桿機構，用以改善機構的受力狀況。其中兩個雙滑塊機構CBP和ABP并聯(lián)組合，其中兩個滑塊同時與輸入構件1組成導程相同、旋向相反的螺旋副，機構中構件長度必須滿足ABBC。 機構的工作過程是，構件1輸入轉(zhuǎn)動，使滑塊A和C向內(nèi)或向外移動，從而使從動構件2沿導軌P上下移動，完成加壓。

23、52型并聯(lián)組合示例：4圖例 一個自動輸送機械裝置，要求輸送軌跡為矩形。工作過程：原動件的輸入軸上分別安裝有兩個凸輪，其中端面凸輪1控制輸送托架左右往復移動；盤形凸輪2控制輸送托架上下運動，從而使被輸送的物料5沿矩形軌跡運動。 由于每個凸輪機構各自使從動件完成一個方向的運動，因此其設計方法與單個凸輪機構相同，但應注意兩個凸輪機構協(xié)調(diào)工作問題。53（偏心凸輪）（端面凸輪）型并聯(lián)組合 將一個運動分解為兩個輸出運動。其主要功能是實現(xiàn)兩個運動輸出，而這兩個運動又相互配合，完成較復雜的工藝動作。例如復雜的傳遞、包裝、編織等。設計要求兩個并聯(lián)機構動作的協(xié)調(diào)和時序的控制。54型并聯(lián)組合示例：1圖例 一個雙滑塊

24、驅(qū)動機構，凸輪機構與連桿機構并聯(lián)組合，共同的輸入構件是作往復擺動的主動桿1。一個從動件是大滑塊2，桿1的滾子在大滑塊的曲線形溝槽內(nèi)運動，使大滑塊左右往復移動。另一個從動構件是小滑塊4，由搖桿1經(jīng)連桿3推動，使其在導槽內(nèi)往復移動。 因此大小滑塊具有不同的運動規(guī)律。此機構一般用于工件輸送裝置。工作時，大滑塊在右端位置先接受來自送料機構的工作，然后向左移送，再由小滑塊將工件推出，使工件進入下一工位。 設計時需注意兩個滑塊的運動協(xié)調(diào)問題，其中大滑塊搖桿機構相當于反凸輪機構，按凸輪機構的設計方法設計滑塊中的溝槽曲線，使其實現(xiàn)所要求的行程和動停規(guī)律。55型并聯(lián)組合示例：2圖例 絲織機的開口機構，兩個搖桿滑

25、塊機構并聯(lián)組合，共同連接于曲柄搖桿機構。 當主動構件曲柄1轉(zhuǎn)動時，通過搖桿3將運動傳給兩個搖桿滑塊機構，使兩個從動件滑塊5和7實現(xiàn)上下往復移動，完成絲織機織平紋絲織物的開口動作。 該機構與型并聯(lián)組合的襟翼操縱機構、V型發(fā)動機機構結(jié)構相同，只是輸入與輸出構件進行了調(diào)換。56型并聯(lián)組合示例：3圖例 沖壓機凸輪連桿機構，由一個凸輪機構和一個凸輪連桿機構并聯(lián)組合而成。兩個盤狀凸輪固接在一起，凸輪1和推桿2組成移動從動件盤狀凸輪機構；凸輪1和擺桿3組成擺動從動件盤狀凸輪機構。 當機構的主動件凸輪1和1轉(zhuǎn)動時，推桿2實現(xiàn)左右移動；同時擺桿3實現(xiàn)擺動，并由擺桿的擺動而帶動連桿4運動，使從動件滑塊5實現(xiàn)上下移

26、動。設計凸輪時應注意椎桿2與滑塊5的時序關系。 并聯(lián)的兩個子機構中，有一個子機構是由凸輪與連桿機構串聯(lián)組合而成。 所以設計較為復雜，必要時應繪制機構運動循環(huán)圖。57并聯(lián)式機構組合的兩種結(jié)構形式（一）并聯(lián)的幾個機構類型相同、尺寸相同、且對稱布置，所構成的并聯(lián)組合在工作時可互相抵消運動副的約束反力；可使機構整體平衡。（二）并聯(lián)的幾個機構類型尺寸不一定相同、也不是對稱布置，但須滿足一定時序要求、軌跡配合要求、運動形式配合要求、位置要求等。 因此設計時一定要嚴格遵守所要求的尺寸、位置和時序關系，一般先應設計工作循環(huán)圖，再根據(jù)循環(huán)圖來設計各機構，否則將失去并聯(lián)組合的實際使用價值。58第5節(jié) 機構的復合組

27、合與創(chuàng)新設計 一般是不同類型的基本機構的組合，并且各種基本機構有機地融合為一體，成為一種新機構，如齒輪連桿機構、凸輪連桿機構、齒輪凸輪機構等。其主要功能是可以實現(xiàn)任意運動規(guī)律的輸出，例如一定規(guī)律的停歇、逆轉(zhuǎn)、加速、減速、前進、倒退等。機構功能：59構件并接組合示例：1圖例 凸輪-行星機構，可看成是具有兩個自由度的差動輪系和擺動從動桿固定凸輪機構組合而成。機構中1為固定凸輪，從動桿2和行星齒輪3聯(lián)在一起，其擺動中心和行星齒輪3的回轉(zhuǎn)中心重合。差動輪系由中心輪5、系桿4和行星輪3構成。該組合機構中基礎機構為差動輪系，附加機構為凸輪機構，擺桿與行星輪并接在一起，構件4既為差動輪系中的系桿又是凸輪機構

28、中的活動機架。 當系桿4為主動件以等角速度轉(zhuǎn)動時，中心輪5則因凸輪的輪廓曲線變化可獲得極其多樣化的運動規(guī)律。60構件并接組合示例：2圖例 凸輪-連桿組合機構。基礎機構為具有兩個自由度的五桿機構ABCD，附加機構為固定凸輪機構。 凸輪機構中的擺桿CD和連桿機構中的連桿BC并接，主動件AB既是連桿機構中的曲柄，又是凸輪機構中的活動機架。 這種組合機構的設計，關鍵在于按輸出的運動要求設計凸輪的輪廓。輸出構件滑塊D的行程比單一凸輪機構推桿行程增大幾倍，而凸輪機構壓力角仍可控制在許用值范圍內(nèi)。61構件并接組合示例：3圖例 齒輪連桿機構。齒輪1、2和系桿3組成了一個自由度為2的差動輪系，曲柄滑塊機構ABC

29、作為附加機構。主動構件為3，連桿BC與行星輪2并接，輸出構件為中心輪1。當BC2AB，z2/z14/5時，中心輪1輸出的運動線圖如右圖所示?？芍斨鲃訕嫾?轉(zhuǎn)動一周時，從動輪1步進轉(zhuǎn)角為72，并且在轉(zhuǎn)位的開始和終了還有瞬時逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。62構件回接組合示例：4圖例 一種齒輪加工機床的誤差補償機構，由具有兩個自由度的蝸桿機構（蝸桿與機架組成的運動副是圓柱副）作為基礎機構，主動構件為蝸桿1。 凸輪機構為附加機構，且附加機構的一個構件又回接到主動構件蝸桿1上。 從動構件是蝸輪2，輸入的運動是蝸桿1的轉(zhuǎn)動，從而使蝸輪2以及與蝸輪2并接的凸輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)動；凸輪的轉(zhuǎn)動又使蝸桿1實現(xiàn)往復移動，從而使蝸輪2的轉(zhuǎn)速根

30、據(jù)蝸桿1的移動方向而增加或減小。63第6節(jié) 機構的疊加組合與創(chuàng)新設計 一、 機構的疊加組合 1、基本概念 機構疊加組合是指在一個基本機構的可動構件上再安裝一個以上基本機構的組合方式。把支撐其它機構的基本機構稱為基礎機構，安裝在基礎機構可動構件上面的基本機構稱為附加機構。64第6節(jié) 機構的疊加組合與創(chuàng)新設計實現(xiàn)特定的輸出，完成復雜的工藝動作。主要功能：設計要點：如何選擇各個子機構的類型如何解決輸入運動的控制 主要借助于機械、液、氣壓、電磁等控制系統(tǒng)解決，使得輸出的復雜工藝動作適度，符合工作要求。 將各個子機構設計成單自由度的，使其運動的輸入輸出形式簡單，以達到容易控制的目的。（簡單原則）651)

31、 型疊加機構 2、機構的疊加組合分類2) 型疊加機構附加機構基礎機構輸出輸入輸入附加機構基礎機構輸入輸出66BCDA電機1）型疊加機構基礎機構附加機構67EDCBAF2）型疊加機構基礎機構附加機構68 二、 機構疊加組合的關鍵問題 2、型疊加組合機構中，動力源安裝在基礎機構的可動構件上，驅(qū)動附加機構的一個可動構件，按附加機構數(shù)量依次連接即可。 1、選定附加機構與基礎機構，確定附加機構與基礎機構之間的連接方法?；蛘吒郊訖C構的輸出構件與基礎機構的哪一個構件連接。69 3、型疊加機構的連接方式較為復雜，但也有規(guī)律性。Z1HZ2Z3Z4 圖中,附加機構的蝸輪與基礎機構的行星輪連接，構成風力發(fā)電機組。7

32、0第6節(jié) 機構的疊加組合與創(chuàng)新設計簡單原則的應用：實現(xiàn)水平移動：移動式油缸或氣缸、齒輪齒條機構、或者履帶傳動等實現(xiàn)垂直移動：實現(xiàn)轉(zhuǎn)動：實現(xiàn)平動：實現(xiàn)伸縮、仰俯、擺動：移動式油缸或氣缸、X形連桿機構、或螺旋機構等齒輪機構，帶、鏈等撓性件傳動機構平行四邊形導引機構擺動油缸(曲柄搖塊機構)運動獨立式的最后一個子機構：連桿機構，齒輪機構，液壓機構及撓性件機構71第6節(jié) 機構的疊加組合與創(chuàng)新設計運動相關式的疊加組合方式： 若由兩個子機構所組成，則設定一個子機構為基礎機構，另一個子機構為附加機構。進行組合時，附加機構疊加在基礎機構的一個活動構件上，同時附加機構的從動件又與基礎機構的另一個活動構件固接，致使

33、輸入一個獨立運動，卻獲得輸出兩個運動合成的復合運動。72運動獨立式疊加機構示例：1圖例 電動玩具馬的傳動機構，由曲柄搖塊機構ABC安裝在兩桿機構的轉(zhuǎn)動構件4上組合而成的，機構工作時分別由轉(zhuǎn)動構件4和曲柄1輸入轉(zhuǎn)動，致使馬的運動軌跡是旋轉(zhuǎn)運動和平面運動的疊加，產(chǎn)生了一種飛奔向前的動態(tài)效果。73運動獨立式疊加機構示例：2圖例 工業(yè)機械手的手指A為一開式運動鏈機構，安裝在水平移動的氣缸B上，而氣缸B疊加在鏈傳動機構的回轉(zhuǎn)鏈輪C上。 鏈傳動機構又疊加在X形連桿機構D的連桿上，使機械手的終端實現(xiàn)上下移動、回轉(zhuǎn)運動、水平移動以及機械手本身的手腕轉(zhuǎn)動和手指抓取的多自由度、多方位動作效果，以適應各種場合的作業(yè)要求。74運動獨立式疊加機構示例：3圖例 液壓挖掘機由3套液壓擺缸機構疊加組成。 第一套液壓擺缸機構1-2-3-4以機身1為機架，輸出構件是大轉(zhuǎn)臂4，實現(xiàn)大轉(zhuǎn)臂4的仰俯動作。 第二套液壓擺缸機構是4-5-6-7，疊加在第一套機構的大轉(zhuǎn)臂4上，輸出構件是小轉(zhuǎn)臂7，實現(xiàn)小轉(zhuǎn)臂7伸縮搖擺。 第三套液壓擺缸機構是7-8-9-10，疊加在第二套機構的小轉(zhuǎn)臂7上，最終使鏟斗10完成復雜的挖掘動作。75運動相關式疊加機構示例：4 一電風扇搖頭機構，電動機安裝在