機構的組合創(chuàng)新概述課件

第五章機構的創(chuàng)新機構的組合創(chuàng)新第五章機構的創(chuàng)新機構的組合創(chuàng)新1▲隨著機械化和自動化程度的不斷提高，對機構輸出的運動學和動力學特性的要求也變得更加復雜多樣?！B桿機構、凸輪機構、齒輪機構等基本機構往往不能滿足各種復雜多樣的要求?！鵀榱藵M足一些特定的要求，常常將各種基本機構以一定的方式加以組合后使用，稱為組合機構。概述第一節(jié)機構組合的基本概念▲隨著機械化和自動化程度的不斷提高，對機構輸出的運動學和動2一、基本機構的概念1、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一、基本機構的概念1、最簡機構2112原動機的機構簡圖為最簡32、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。

CBDAz1z2o1o2HCAB2、基本機構CBDAz1z2o1o2HCAB43、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)調設計。3、基本機構的應用若干個互不連接、單獨工作的基本機構可5圖示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)調關系圖示壓片機由三個獨立63）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、也是最普遍的?；緳C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。3）各基本機構互相連接的組合基本機構的連接組合方式主要有：串7機構的組合原理，是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，這個復雜的機構有兩種形式，一種是由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——組合機構；另一種則是由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)調配合，以實現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱為機構的組合?；緳C構主要是指機械中最常用的、最簡單的一些機構，如四連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等。利用這些基本機構的良好性能，改善它們的不良特性，運用機構組合原理構造出既滿足工作要求，又具有良好運動和動力性能的機構?？偨Y機構的組合原理，是指將幾個基本機構按一定的原則或規(guī)律，組合成8常用的機構組合方法如下。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)。常用的機構組合方法如下。9CBDAz1z2o1o2CABBC串聯(lián)組合并聯(lián)組合CBDAz1z2o1o2CABBC串聯(lián)組合并聯(lián)組合10第二節(jié)機構組成原理與機構創(chuàng)新設計一、II級桿組的類型

n=2，Pl=3的桿組，為II級桿組。當內接副為轉動副時，兩個外接副可同時為轉動副，也可以一個為轉動副，另一個為移動副，或者兩個外接副同時為移動副第二節(jié)機構組成原理與機構創(chuàng)新設計一、II級桿組的類型11II級桿組分類圖

RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR內接副為轉動副內接副為移動副II級桿組分類圖RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR12

級桿組分類圖

3R桿組(以三個內接副開始)3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRRP3R2RP3RR2P3R3P級桿組分類圖3R桿組(以三個內接副開始)3R3132RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP桿組R2P桿組R2P3RR2P2RPR2PR2PR2P3P2RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP桿組R2P143P桿組3P3R3PR2P3P3P3P2RP3P桿組3P3R3PR2P3P3P3P2RP15三、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。三、機構組成原理與機構創(chuàng)新設計162、機構組成原理與機構創(chuàng)新把前述的各種II級桿組和III級桿組連接到原動件和機構上，可以組成基本機構；再把各種II級桿組和III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)。2、機構組成原理與機構創(chuàng)新17BCA+=BCADE+DE=BCARRP桿組連接到原動件和機架上連接級桿組BCA+=BCADE+DE=BCARRP桿組連接到原動件和機18BCDABCDAEFG++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BCDABCDAEFG++BCDAEFG==BEFGCDAR19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)連接級桿組到一個原動件和機架上ABCFGDEABCFG20A+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。A+FGCEBD=AFGCEBD3R2RP桿組連接到一個原動21第三節(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。第三節(jié)機構的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計22機構1機構2機構1機構2前置機構后置機構

I型串聯(lián)

前置機構后置機構II型串聯(lián)2、串聯(lián)組合分類機構1機構2機構1機構2前置機構后置機構I型串聯(lián)前置機構23二、串聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新1.串聯(lián)式機構組合的原理與創(chuàng)新方法

串聯(lián)式機構組合是指若干個單自由度的基本機構順序聯(lián)接，以前一個機構的輸出構件作為后一個機構的輸入構件的機構組合方式。2.串聯(lián)式機構組合的主要功能分析(1)Ⅰ型串聯(lián)式組合1)前置子機構為連桿機構連桿機構的輸出構件一般是連架桿，它能實現(xiàn)往復擺動、往復移動及變速轉動輸出，可具有急回特性。常采用的后置子機構有：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、槽輪機構、棘輪機構。二、串聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新24例

圖示的縫紉機梭心擺動機構，前置子機構為鉸鏈四桿機構，后置子機構為導桿機構，其中導桿OBC與搖桿OBB聯(lián)為一體。當主動曲柄OAA回轉時，從動搖桿OBB作往復擺動，其最大擺角為3，該擺角滿足不了縫紉機梭心擺動的擺角要求，為此，通過串聯(lián)一導桿機構，則搖桿OCC的擺角5可達200°左右，增大了輸出擺角，即可滿足縫紉機梭心的擺動要求。該串聯(lián)式機構組合實現(xiàn)了輸出擺角增大作用。例圖示的縫紉機梭心擺動機構，前置子機構為鉸鏈四桿機構，后25例

圖示連桿齒輪齒條行程倍增機構，前置子機構為連桿機構，后置子機構為齒輪齒條機構。主動曲柄1轉動，推動齒輪3與上、下齒條4、5嚙合傳動，上齒條4固定，下齒條5作往復移動，其行程H=4R，即把連桿機構的輸出行程擴大了一倍。顯然，在輸出位移相同的前提下，其曲柄比一般對心曲柄滑塊機構的曲柄可縮小一半，從而可縮小整個機構尺寸。若將齒輪3改為雙聯(lián)齒輪3-3′，節(jié)圓半徑分別為r3、r3′，齒輪3與固定齒條4嚙合，齒輪3′與移動齒條5嚙合，其行程為

當

時，H>4R。該串聯(lián)式機構組合，實現(xiàn)了輸出行程成倍增大作用。

例圖示連桿齒輪齒條行程倍增機構，前置子機構為連桿機構，后262)前置子機構為凸輪機構——通常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特性，或使其運動行程增大。后置子機構可以是連桿機構、齒輪機構、槽輪機構等。例

增大運動行程的凸輪—連桿機構，前置子機構為擺動從動件凸輪機構，后置子機構為搖桿滑塊機構。凸輪機構的從動件與搖桿滑塊機構的主動件聯(lián)為一體。該機構利用一個輸出端半徑r2大于輸入端半徑r1的搖桿BAC，使C點的位移大于B點的位移，從而可在凸輪尺寸較小的情況下，使滑塊獲得較大行程。2)前置子機構為凸輪機構——通常后置子機構利用凸輪機構輸出構273)前置子機構為齒輪機構

齒輪機構的輸出通常為轉動或移動。后置子機構可以是各種類型的基本機構，可獲得各種減速、增速以及其它的功能要求。例

齒輪和圓柱凸輪組合的行程增大（減小）機構，前置子機構為齒輪機構，后置子機構為圓柱凸輪機構。齒輪2與凸輪3、5固定聯(lián)接，齒輪1轉動時，齒輪2帶動凸輪一起轉動，但由于凸輪機構5－4中的從動件4不能左右移動，故凸輪5邊轉邊移，凸輪3也邊轉邊移，帶動從動件6往復移動，使從動件6的行程增大或減小。若凸輪3、5曲線槽的升程分別是s3、s5，從動件6的移距s6則是s3與s5的合成：若兩凸輪的曲線槽同向時，上式用正號，即機構為行程增大機構；曲線槽反向時用負號，即機構為行程減小機構。

3)前置子機構為齒輪機構齒輪機構的輸出通常為轉動或移動。28(2)Ⅱ型串聯(lián)式組合

后置子機構的輸入構件，一般與前置子機構中作平面復雜運動的連桿在某一點聯(lián)接。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——直線、圓弧曲線、“8”字自交形曲線等，使機構的輸出構件獲得某些特殊的運動規(guī)律，如停歇、行程兩次重復等。例

圖示六桿機構，在一個運動循環(huán)內，滑塊可實現(xiàn)兩個不同的行程。連桿2的A點的運動軌跡為一個橫向8字形的曲線，構件4與連桿2在A點鉸接，與滑塊5在F點鉸接，滑塊5可沿固定導路移動。這樣，當曲柄1回轉一周時，滑塊5可往復移動兩次。(2)Ⅱ型串聯(lián)式組合例圖示六桿機構，在一個運動循環(huán)內，滑29三、機構串聯(lián)組合基本思路1、實現(xiàn)后置機構的運動規(guī)律的變換2、實現(xiàn)后置機構的速度變換3、串聯(lián)時運動鏈盡量要短（在滿足要求前提下）三、機構串聯(lián)組合基本思路30BCDAEFZ1CABDZ2I型串聯(lián)組合II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。BCDAEFZ1CABDZ2I型串聯(lián)組合II型串聯(lián)組合前置機31CBDAz1z2EACBD減少連桿機構的速度改變滑塊的運動規(guī)律組合實例：CBDAz1z2EACBD減少連桿機構的速度改變滑塊的運動規(guī)32機構的組合創(chuàng)新概述課件33S停歇St例帶有近似停歇的往復運動機構(一種串聯(lián)式組合機構)組合機構的實例▲設計一個往復運動機構。在滑塊運動到最遠點時，有一段時間近似停歇?！?/p>

設想，若用一個做一般平面運動的連桿來帶動滑塊?！a生近似停歇，則連桿的左端點在一段時間應走出一段近似圓弧。S停歇St例帶有近似停歇的往復運動機構組合機構的34▲什么樣的機構能產生一段圓弧呢？旋輪線

▲一個小圓在一個大圓內做純滾動時，小圓上的一點走出的軌跡稱為旋輪線。

▲旋輪線的一段近似一段圓弧。▲什么樣的機構能產生一段圓弧呢？▲一個小圓在一個大圓內35▲機構的設計S一種齒輪連桿機構停歇StABC旋輪線AB段滑塊向右運動旋輪線BC段滑塊近似停歇旋輪線CA段滑塊向左運動▲機構的設計S一種齒輪連桿機構停歇StA36▲機構的結構分析

Sω1PIIIω1軌跡PS串聯(lián)式組合機構一個周轉齒輪機構＋一個二桿組▲機構的結構分析Sω1PIIIω1軌跡PS串聯(lián)式組合機構一37III串聯(lián)式組合機構將兩個或更多的單自由度機構前后相接，前一個機構的輸出即作為后一個機構的輸入。III串聯(lián)式組合機構38第四節(jié)機構的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設計一、機構的并聯(lián)組合1、基本概念若干個單自由度的基本機構的輸入構件連接在一起，保留各自的輸出運動；或若干個單自由度機構的輸出構件連接在一起，保留各自的輸入運動；或輸入構件連接在一起、輸出構件也連接在一起；均稱為并行連接。其特征是各基本機構均是單自由度機構。第四節(jié)機構的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設計39機構1機構j機構1機構j機構1機構j3）III型并聯(lián)機構系統(tǒng)1)I型并聯(lián)機構系統(tǒng)

2）II型并聯(lián)機構系統(tǒng)

OUTPUTINPUT2、并聯(lián)組合分類機構j機構j機構j3）III型并聯(lián)機構系統(tǒng)1)I型并聯(lián)機403、并聯(lián)組合實例CABBCC4BAOC3C2C1I型并聯(lián)機構II型并聯(lián)機構

3、并聯(lián)組合實例CABBCC4BAOC3C2C1I型并聯(lián)機構41A1B1B2C1C2O2O1E1E2E2E1III型并聯(lián)機構

A1B1B2C1C2O2O1E1E2E2E1III型并聯(lián)機構42二、并聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新1.并聯(lián)式機構組合原理與創(chuàng)新方法

兩個或兩個以上基本機構并列布置，稱為并聯(lián)式機構組合。Ⅰ型并聯(lián)——各個基本機構有共同的輸入構件，但卻有各自的輸出構件。；Ⅱ型并聯(lián)——各個基本機構具有各自的輸入構件，而有共同的輸出構件Ⅲ型并聯(lián)——各個基本機構有共同的輸入與輸出構件；按輸出運動的性質劃分：簡單型并聯(lián)式機構組合，輸入或輸出運動的性質是簡單的移動、轉動或擺動。復雜型并聯(lián)式機構組合，主要用于實現(xiàn)復雜的運動或動作要求，它的輸出形式一般按功能要求而設定。二、并聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新432.并聯(lián)式機構組合的主要功能分析(1)Ⅰ型并聯(lián)式組合——相當于運動的合成，設計時要求兩個并聯(lián)的機構要協(xié)調，以滿足所要求的輸出運動。例圖示多缸發(fā)動機曲柄連桿機構，由多個曲柄滑塊機構并聯(lián)組合而成。各曲柄滑塊機構的曲柄為制成一體的曲軸，當運動由各曲柄滑塊機構的活塞輸入時，曲柄即可實現(xiàn)無止點位置的定軸回轉運動，且具有良好的平衡、減振作用。2.并聯(lián)式機構組合的主要功能分析制成一體的曲軸，當運動由各曲44(2)Ⅱ型并聯(lián)式組合——相當于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。例

圖示間歇傳送機構，由兩個齒輪機構和兩個連桿機構組成。齒輪1經兩個齒輪2與2′帶動一對曲柄3與3′同步轉動，曲柄使連桿4（送料動梁）平動，5為工作滑軌，6為被推送的工件。由于動梁上任一點的運動軌跡如圖中點劃線所示，故可間歇地推送工件。該機構將齒輪機構的連續(xù)轉動轉化為間歇運動，運動可靠，常用于自動機的物料間歇送進。(2)Ⅱ型并聯(lián)式組合——相當于將一個運動分解為兩個運動，再將45(3)Ⅲ型并聯(lián)組合——相當于運動的分解，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

圖示沖壓機凸輪連桿機構，輸入機構為兩個固接在一起的盤狀凸輪，凸輪1與推桿2組成移動從動件凸輪機構，凸輪1′和擺桿3組成擺動從動件凸輪機構，當凸輪1-1′轉動時，推桿2實現(xiàn)左右移動，同時，擺桿3實現(xiàn)擺動，并帶動連桿機構運動，使從動構件滑塊5沿固聯(lián)在推桿2上的滑道上下移動。設計凸輪時應注意推桿2與滑塊5的時序關系。(3)Ⅲ型并聯(lián)組合——相當于運動的分解，其主要功能是實現(xiàn)兩個46三、并聯(lián)組合的基本思路1、對稱并聯(lián)相同的機構，可實現(xiàn)機構的平衡。2、實現(xiàn)運動的分解與合成3、改善機構受力狀態(tài)Z1C1AB1DZ2B3B2C2C3三、并聯(lián)組合的基本思路1、對稱并聯(lián)相同的機構，可實現(xiàn)機構的平47組合實例例電影片抓片機構（一種并聯(lián)式組合機構）一種齒輪連桿機構組合實例一種齒輪連桿機構48ABCDE把這個機構分解一下：ABCDEABCDE把這個機構分解一下：49ABDEABCDE它可以分為：一個五桿機構＋一個齒輪機構二自由度機構F=3×4-2×5＝2ABDEABCD50

并聯(lián)式組合機構：以一個多自由度機構為基礎機構，將一個或多個單自由度機構（這里統(tǒng)稱為附加機構）的某些輸出構件同時接入基礎機構。機構輸出構件的運動規(guī)律是基礎機構輸入運動規(guī)律的合成。IIIIIIIIII并聯(lián)式組合機構：以一個多自由度機構為基礎機構，將一個或多51第五節(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。第五節(jié)機構的疊加組合與創(chuàng)新設計521)I型疊加機構

2、機構的疊加組合分類2)II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1)I型疊加機構

2、機構的疊加組合分類2)II型53BCDA電機1)I型疊加機構基礎機構附加機構BCDA電機1)I型疊加機構基礎機構附加機構54EDCBAF2)II型疊加機構基礎機構附加機構EDCBAF2)II型疊加機構基礎機構附加機構55二、疊加式機構組合與創(chuàng)新1.疊加式機構組合原理與創(chuàng)新方法

將一個機構安裝在另一機構的某個運動構件上的組合形式，稱為疊加式機構組合。疊加式機構組合的主要功能，是實現(xiàn)特定的輸出，完成復雜動作。各子機構的類型通常選擇單自由度的，使其運動的輸入輸出形式簡單，以達到容易控制的目的，通常為：實現(xiàn)水平移動，選擇移動式油缸或氣缸、齒輪齒條機構等；實現(xiàn)垂直移動，選擇移動式液壓缸或氣缸、“X”形連桿機構、螺旋機構等；實現(xiàn)轉動，采用齒輪機構、帶傳動機構或鏈傳動機構等；實現(xiàn)平動，采用平行四邊形機構等；實現(xiàn)伸縮、仰俯、擺動，可選擇擺動液壓缸或氣缸、曲柄搖塊機構等。二、疊加式機構組合與創(chuàng)新562.疊加式機構組合的主要功能分析(1)運動獨立式——各機構的運動關系是相互獨立的，其最后一個子機構往往動作要求比較復雜例

圖示電動玩具馬的主體運動機構，能模仿馬飛奔前進的運動形態(tài)。工作時分別由轉動構件4和曲柄1輸入轉動，使曲柄搖塊機構中導桿2的搖擺和其上M點的軌跡來實現(xiàn)馬的俯仰和升降（跳躍），以兩桿機構作為基礎機構使馬作前進運動，三種運動形態(tài)合成馬飛奔前進的運動形態(tài)。2.疊加式機構組合的主要功能分析例圖示電動玩具馬的主體運動57(2)運動相關式——各機構之間的運動有一定的影響，通常設定一個子機構為基礎機構，另一子機構為附加機構，通過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活動構件固接，致使輸入一個獨立運動，卻獲得輸出兩個運動合成的復合運動。例圖示搖頭電扇的傳動機構。電動機安裝在雙搖桿機構的搖桿上，向蝸桿輸入轉動，雙搖桿機構的主動構件是由電動機軸通過蝸桿蝸輪傳動的，兩個機構的運動通過蝸輪與連桿的固接互相影響，使得電扇在實現(xiàn)蝸桿帶動翼片快速轉動的同時又以較慢的速度擺動。(2)運動相關式——各機構之間的運動有一定的影響，通常設定一58三、機構疊加組合的關鍵問題

2、II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。三、機構疊加組合的關鍵問題2、II型疊加組合機構中，動力593、I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3、I型疊加機構的連接方式較為復雜，但也有規(guī)律性。Z1HZ260ω1組合實例例風扇擺頭機構▲如何能讓風扇擺頭？用什么機構好呢？擺動──讓我們想起了曲柄搖桿機構均可產生擺動ω1組合實例▲如何能讓風扇擺頭？用什么機構好呢？均可產生61ω3ω1ω3用雙搖桿機構便于獲得動力?！鷵u桿機構和雙搖桿機構在這里應用的比較需多安裝一個電動機驅動這個曲柄搖桿機構。ADBCω2ω1BACDω2ω3ω1ω3用雙搖桿機構便于獲得動力?！鷵u桿機構和雙62IIIω3ω1ω2ω2ω1ω1ω3ω1Iω3IIBACD疊加式組合機構：將一個機構（包括動力源）安裝在另一個機構的構件上，兩個機構各自完成自身的運動，其運動的疊加即為所要求的輸出運動IIIω3ω1ω2ω2ω1ω1ω3ω1Iω3IIBACD63第六節(jié)機構的封閉組合與創(chuàng)新設計

一、機構的封閉組合1、基本概念

一個兩自由度機構中的兩個輸入構件或兩個輸出構件或一個輸入構件和一個輸出構件用單自由度的機構連接起來，形成一個自由度的機構系統(tǒng)，稱為封閉式連接。其特征是基礎機構為二自由度機構，附加機構為單自由度機構。第六節(jié)機構的封閉組合與創(chuàng)新設計64基礎機構附加機構附加機構附加機構基礎機構基礎機構附加機構

II型封閉組合機構

III型封閉組合機構

I型封閉組合機構

2、分類基礎機構附加機構附加機構附加機構基礎機構基礎機構附加機構I653、封閉組合示例HZ3Z2Z1Z‘3Z’1HZ3Z2Z1Z‘3Z4HZ3Z2Z1差動輪系I型封閉機構III型封閉組合機構二自由度的差動輪系中，封閉兩個輸入，或一個輸入和輸出（系桿）3、封閉組合示例HZ3Z2Z1Z‘3Z’1HZ3Z2Z1Z‘66

二、封閉組合的基本思路封閉組合的前提是兩自由度的基礎機構和單自由度的的組合，組合而成的新機構是組合機構，基本組合思路如下。1、常見的基礎機構主要有五桿機構和差動輪系機構，附加封閉機構可以是齒輪機構、凸輪機構和四桿機構，有時也用間歇運動機構作為封閉機構。二、封閉組合的基本思路67

2、附加機構封閉基礎機構的兩個輸入運動或兩個輸出運動簡便易行，工程中的應用最為廣泛。3、附加機構封閉基礎機構的一個輸入構件和一個輸出構件，把輸出運動再反饋回輸入構件。2、附加機構封閉基礎機構的兩個輸入運動或兩個輸出運動68FDCBA

III型封閉組合機構

I型封閉組合機構

FDCBAIII型封閉組合機構I型封閉組合機構69封閉組合實例封閉組合實例70組合實例例滾齒機分度蝸輪誤差補償機構分度蝸輪被加工的工件齒輪滾刀

▲齒輪滾刀和被加工的工件被強制地按照一對螺旋齒輪的運動關系來運動?！患庸すぜ惭b在工作臺上，工作臺下部安裝著分度蝸輪。組合實例分度蝸輪被加工齒輪▲齒輪滾刀和被加工的工件被強制地71分度蝸輪▲齒輪的加工精度取決于它在機床上轉動的均勻性。而這在很大程度上取決于分度蝸輪的精度?！侄任佪喼圃祀m很精密，但仍難以保證完全沒有誤差。▲蝸輪的制造誤差可以用蝸輪多轉一些或少轉一些來補償。分度蝸輪▲齒輪的加工精度取決于它在機床上轉動的均勻性。而這72滾齒機分度蝸輪誤差補償機構▲與蝸輪同軸的凸輪控制滾子A，滾子A通過蝸桿軸上的滑槽帶動蝸桿軸多轉一些或少轉一些。Aφ1φ2S1▲凸輪廓線根據(jù)測量得的蝸輪誤差來設計。滾齒機分度蝸輪誤差補償機構▲與蝸輪同軸的凸輪控制滾子A，73IIIΦ1（t）φ2

（t）S1（t）

封閉式組合機構：以一個多自由度機構II為基礎機構，但基礎機構中某個輸入構件的運動是通過一個單自由度附加機構I從基礎機構或機構系統(tǒng)的輸出構件反饋得到的。φ1S1φ2S1IIIΦ1（t）φ2（t）S1（t）封閉式組合機構：以74第七節(jié)其他類型的機構組合與創(chuàng)新設計

一、機構的混合組合方法工程中的實用機構系統(tǒng)中，經常聯(lián)合使用上述組合方法，稱為混合組合法。如串聯(lián)組合后再并聯(lián)組合，串聯(lián)組合后再疊加桿組組合等。第七節(jié)其他類型的機構組合與創(chuàng)新75二、附加約束組合法

附加約束組合法是指在多自由度機構中，人為地增加約束條件，從而達到創(chuàng)新設計的目的。

DCBA用凸輪機構約束五桿機構C點的運動二、附加約束組合法附加約束組合法是指在多自由度機構中76三、復合式機構組合與創(chuàng)新1.復合式機構組合原理與創(chuàng)新方法

一個具有兩個或兩個以上自由度的基礎機構和一個附加機構并接在一起的組合形式稱為復合式機構組合?；A機構的輸入運動除來自自身的主動構件外，必有一個來自附加機構。該機構組合中的基礎構件一般為二自由度機構：如五桿機構、差動齒輪機構等；附加機構則為各種基本機構及其串聯(lián)式組合。復合式機構組合一般是不同類型的基本機構的組合，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。主要功能是可以實現(xiàn)任意運動規(guī)律的輸出，如一定規(guī)律的停歇、逆轉、加速、減速、前進、倒退等。三、復合式機構組合與創(chuàng)新772.復合式機構組合主要功能分析例

圖示滾齒機工作臺校正機構，基礎機構為差動凸輪機構，即由齒輪1、2、凸輪4、從動搖桿3及行星架H組成，附加機構為齒輪1、6、5、4組成的定軸輪系。當運動由齒輪1輸入差動凸輪機構的同時，又由齒輪1經定軸輪系將運動輸入差動凸輪機構中的凸輪4，使凸輪4在滾齒機工作臺旋轉一周時，比齒輪1多轉一周，從而通過搖桿3使行星齒輪2獲得附加轉動。由于行星架H與分度蝸桿7相聯(lián)，凸輪廓形是按事先測定的分度蝸桿副的傳動誤差來設計的，因此，可用分度蝸桿的轉角快慢來補償分度蝸桿副中的傳動誤差，使工作臺獲得理論上精確的轉角。2.復合式機構組合主要功能分析附加轉動。由于行星架H與分度蝸78并聯(lián)式串聯(lián)式疊加式封閉式蝸桿凸輪機構齒輪連桿機構組合機構組合形式小結并聯(lián)式串聯(lián)式疊加式封閉式蝸桿凸輪機構齒輪連桿機構組合機構組合79組合機構功能小結帶有停歇的往復運動實現(xiàn)復雜的特定軌跡實現(xiàn)運動的合成實現(xiàn)運動的合成組合機構功能小結帶有停歇的往復運動實現(xiàn)復雜的特定軌跡實現(xiàn)80來自加熱爐▲給定了送料器的兩個精確位置和三個近似位置。設計一機構實現(xiàn)這一運動要求?！治?/p>

例:鋼材送料機構鋼材持料器來自加熱爐▲給定了送料器的兩個精確位置和三個近似位置。設計81論斷2：送料器不是一個連架桿。問題1：送料器的運動是什么運動？論斷1：一般平面運動。問題2：送料器是連架桿嗎？問題3：什么機構中的一個構件能走出幾個指定的一般位置？

問題4：什么機構中的連桿能翻轉180度？論斷2：連桿機構的連桿。論斷2：送料器不是一個連架桿。問題1：送料器的運動是82曲柄搖桿機構雙搖桿機構雙曲柄機構曲柄搖桿機構雙搖桿機構雙曲柄機構83論斷2：送料器不是一個連架桿。問題1：送料器的運動是什么運動？論斷1：一般平面運動。問題2：送料器是連接桿嗎？問題3：什么機構中的一個構件能走出幾個指定的一般位置？

問題4：什么機構中的連桿能翻轉180度？論斷2：連桿機構的連桿。論斷4：雙搖桿機構。論斷2：送料器不是一個連架桿。問題1：送料器的運動是84來自加熱爐此機構之設計尚未完結。如何驅動雙搖桿機構運動？▲根據(jù)給定的連桿（送料器）的幾個位置，可以用機械原理課程中講述的方法設計這一雙搖桿機構。

來自加熱爐此機構之設計尚未完結?！鶕?jù)給定的連桿（送料器）85來自加熱爐如何驅動雙搖桿機構運動？鋼材運動較慢，所需的力較大，若用電動機則需要大傳動比的減速裝置。液壓機構來自加熱爐如何驅動雙搖桿機構運動？液壓機構86例：大行程往復運動的實現(xiàn)──飛剪送料機構飛剪：將棒料切斷的機械。棒料高速運行。夾緊棒料VV松開棒料夾緊棒料V例：大行程往復運動的實現(xiàn)──飛剪送料機構夾緊棒料VV87V曲柄滑塊機構用齒輪齒條代替導軌，桿3的運動不變2VV曲柄滑塊機構用齒輪齒條代替導軌，2V88例飛機的高度表功能：測量飛機的高度。原理：把反映飛機高度的信號變成機械量。用什么信號反映飛機的高度？大氣壓！信號太?。⌒枰糯?。例飛機的高度表功能：測量飛機的高度。信號太小89齒扇－齒輪機構第一級放大齒輪機構第二級放大齒輪－連桿機構曲柄滑塊機構將膜的運動轉化為轉動齒扇－齒輪機構齒輪機構齒輪－連桿機構曲柄滑塊機構90本章內容是機構創(chuàng)新設計的重要內容主要用到機械原理課程的內容本章內容是機構創(chuàng)新設計的重要內容91演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！92第五章機構的創(chuàng)新機構的組合創(chuàng)新第五章機構的創(chuàng)新機構的組合創(chuàng)新93▲隨著機械化和自動化程度的不斷提高，對機構輸出的運動學和動力學特性的要求也變得更加復雜多樣?！B桿機構、凸輪機構、齒輪機構等基本機構往往不能滿足各種復雜多樣的要求?！鵀榱藵M足一些特定的要求，常常將各種基本機構以一定的方式加以組合后使用，稱為組合機構。概述第一節(jié)機構組合的基本概念▲隨著機械化和自動化程度的不斷提高，對機構輸出的運動學和動94一、基本機構的概念1、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一、基本機構的概念1、最簡機構2112原動機的機構簡圖為最簡952、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。

CBDAz1z2o1o2HCAB2、基本機構CBDAz1z2o1o2HCAB963、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)調設計。3、基本機構的應用若干個互不連接、單獨工作的基本機構可97圖示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)調關系圖示壓片機由三個獨立983）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、也是最普遍的。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。3）各基本機構互相連接的組合基本機構的連接組合方式主要有：串99機構的組合原理，是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，這個復雜的機構有兩種形式，一種是由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——組合機構；另一種則是由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)調配合，以實現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱為機構的組合?；緳C構主要是指機械中最常用的、最簡單的一些機構，如四連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等。利用這些基本機構的良好性能，改善它們的不良特性，運用機構組合原理構造出既滿足工作要求，又具有良好運動和動力性能的機構?？偨Y機構的組合原理，是指將幾個基本機構按一定的原則或規(guī)律，組合成100常用的機構組合方法如下。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)。常用的機構組合方法如下。101CBDAz1z2o1o2CABBC串聯(lián)組合并聯(lián)組合CBDAz1z2o1o2CABBC串聯(lián)組合并聯(lián)組合102第二節(jié)機構組成原理與機構創(chuàng)新設計一、II級桿組的類型

n=2，Pl=3的桿組，為II級桿組。當內接副為轉動副時，兩個外接副可同時為轉動副，也可以一個為轉動副，另一個為移動副，或者兩個外接副同時為移動副第二節(jié)機構組成原理與機構創(chuàng)新設計一、II級桿組的類型103II級桿組分類圖

RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR內接副為轉動副內接副為移動副II級桿組分類圖RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR104

級桿組分類圖

3R桿組(以三個內接副開始)3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRRP3R2RP3RR2P3R3P級桿組分類圖3R桿組(以三個內接副開始)3R31052RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP桿組R2P桿組R2P3RR2P2RPR2PR2PR2P3P2RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP桿組R2P1063P桿組3P3R3PR2P3P3P3P2RP3P桿組3P3R3PR2P3P3P3P2RP107三、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。三、機構組成原理與機構創(chuàng)新設計1082、機構組成原理與機構創(chuàng)新把前述的各種II級桿組和III級桿組連接到原動件和機構上，可以組成基本機構；再把各種II級桿組和III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)。2、機構組成原理與機構創(chuàng)新109BCA+=BCADE+DE=BCARRP桿組連接到原動件和機架上連接級桿組BCA+=BCADE+DE=BCARRP桿組連接到原動件和機110BCDABCDAEFG++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BCDABCDAEFG++BCDAEFG==BEFGCDAR111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)連接級桿組到一個原動件和機架上ABCFGDEABCFG112A+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。A+FGCEBD=AFGCEBD3R2RP桿組連接到一個原動113第三節(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。第三節(jié)機構的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設計114機構1機構2機構1機構2前置機構后置機構

I型串聯(lián)

前置機構后置機構II型串聯(lián)2、串聯(lián)組合分類機構1機構2機構1機構2前置機構后置機構I型串聯(lián)前置機構115二、串聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新1.串聯(lián)式機構組合的原理與創(chuàng)新方法

串聯(lián)式機構組合是指若干個單自由度的基本機構順序聯(lián)接，以前一個機構的輸出構件作為后一個機構的輸入構件的機構組合方式。2.串聯(lián)式機構組合的主要功能分析(1)Ⅰ型串聯(lián)式組合1)前置子機構為連桿機構連桿機構的輸出構件一般是連架桿，它能實現(xiàn)往復擺動、往復移動及變速轉動輸出，可具有急回特性。常采用的后置子機構有：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、槽輪機構、棘輪機構。二、串聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新116例

圖示的縫紉機梭心擺動機構，前置子機構為鉸鏈四桿機構，后置子機構為導桿機構，其中導桿OBC與搖桿OBB聯(lián)為一體。當主動曲柄OAA回轉時，從動搖桿OBB作往復擺動，其最大擺角為3，該擺角滿足不了縫紉機梭心擺動的擺角要求，為此，通過串聯(lián)一導桿機構，則搖桿OCC的擺角5可達200°左右，增大了輸出擺角，即可滿足縫紉機梭心的擺動要求。該串聯(lián)式機構組合實現(xiàn)了輸出擺角增大作用。例圖示的縫紉機梭心擺動機構，前置子機構為鉸鏈四桿機構，后117例

圖示連桿齒輪齒條行程倍增機構，前置子機構為連桿機構，后置子機構為齒輪齒條機構。主動曲柄1轉動，推動齒輪3與上、下齒條4、5嚙合傳動，上齒條4固定，下齒條5作往復移動，其行程H=4R，即把連桿機構的輸出行程擴大了一倍。顯然，在輸出位移相同的前提下，其曲柄比一般對心曲柄滑塊機構的曲柄可縮小一半，從而可縮小整個機構尺寸。若將齒輪3改為雙聯(lián)齒輪3-3′，節(jié)圓半徑分別為r3、r3′，齒輪3與固定齒條4嚙合，齒輪3′與移動齒條5嚙合，其行程為

當

時，H>4R。該串聯(lián)式機構組合，實現(xiàn)了輸出行程成倍增大作用。

例圖示連桿齒輪齒條行程倍增機構，前置子機構為連桿機構，后1182)前置子機構為凸輪機構——通常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特性，或使其運動行程增大。后置子機構可以是連桿機構、齒輪機構、槽輪機構等。例

增大運動行程的凸輪—連桿機構，前置子機構為擺動從動件凸輪機構，后置子機構為搖桿滑塊機構。凸輪機構的從動件與搖桿滑塊機構的主動件聯(lián)為一體。該機構利用一個輸出端半徑r2大于輸入端半徑r1的搖桿BAC，使C點的位移大于B點的位移，從而可在凸輪尺寸較小的情況下，使滑塊獲得較大行程。2)前置子機構為凸輪機構——通常后置子機構利用凸輪機構輸出構1193)前置子機構為齒輪機構

齒輪機構的輸出通常為轉動或移動。后置子機構可以是各種類型的基本機構，可獲得各種減速、增速以及其它的功能要求。例

齒輪和圓柱凸輪組合的行程增大（減?。C構，前置子機構為齒輪機構，后置子機構為圓柱凸輪機構。齒輪2與凸輪3、5固定聯(lián)接，齒輪1轉動時，齒輪2帶動凸輪一起轉動，但由于凸輪機構5－4中的從動件4不能左右移動，故凸輪5邊轉邊移，凸輪3也邊轉邊移，帶動從動件6往復移動，使從動件6的行程增大或減小。若凸輪3、5曲線槽的升程分別是s3、s5，從動件6的移距s6則是s3與s5的合成：若兩凸輪的曲線槽同向時，上式用正號，即機構為行程增大機構；曲線槽反向時用負號，即機構為行程減小機構。

3)前置子機構為齒輪機構齒輪機構的輸出通常為轉動或移動。120(2)Ⅱ型串聯(lián)式組合

后置子機構的輸入構件，一般與前置子機構中作平面復雜運動的連桿在某一點聯(lián)接。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——直線、圓弧曲線、“8”字自交形曲線等，使機構的輸出構件獲得某些特殊的運動規(guī)律，如停歇、行程兩次重復等。例

圖示六桿機構，在一個運動循環(huán)內，滑塊可實現(xiàn)兩個不同的行程。連桿2的A點的運動軌跡為一個橫向8字形的曲線，構件4與連桿2在A點鉸接，與滑塊5在F點鉸接，滑塊5可沿固定導路移動。這樣，當曲柄1回轉一周時，滑塊5可往復移動兩次。(2)Ⅱ型串聯(lián)式組合例圖示六桿機構，在一個運動循環(huán)內，滑121三、機構串聯(lián)組合基本思路1、實現(xiàn)后置機構的運動規(guī)律的變換2、實現(xiàn)后置機構的速度變換3、串聯(lián)時運動鏈盡量要短（在滿足要求前提下）三、機構串聯(lián)組合基本思路122BCDAEFZ1CABDZ2I型串聯(lián)組合II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。BCDAEFZ1CABDZ2I型串聯(lián)組合II型串聯(lián)組合前置機123CBDAz1z2EACBD減少連桿機構的速度改變滑塊的運動規(guī)律組合實例：CBDAz1z2EACBD減少連桿機構的速度改變滑塊的運動規(guī)124機構的組合創(chuàng)新概述課件125S停歇St例帶有近似停歇的往復運動機構(一種串聯(lián)式組合機構)組合機構的實例▲設計一個往復運動機構。在滑塊運動到最遠點時，有一段時間近似停歇。▲

設想，若用一個做一般平面運動的連桿來帶動滑塊?！a生近似停歇，則連桿的左端點在一段時間應走出一段近似圓弧。S停歇St例帶有近似停歇的往復運動機構組合機構的126▲什么樣的機構能產生一段圓弧呢？旋輪線

▲一個小圓在一個大圓內做純滾動時，小圓上的一點走出的軌跡稱為旋輪線。

▲旋輪線的一段近似一段圓弧?！裁礃拥臋C構能產生一段圓弧呢？▲一個小圓在一個大圓內127▲機構的設計S一種齒輪連桿機構停歇StABC旋輪線AB段滑塊向右運動旋輪線BC段滑塊近似停歇旋輪線CA段滑塊向左運動▲機構的設計S一種齒輪連桿機構停歇StA128▲機構的結構分析

Sω1PIIIω1軌跡PS串聯(lián)式組合機構一個周轉齒輪機構＋一個二桿組▲機構的結構分析Sω1PIIIω1軌跡PS串聯(lián)式組合機構一129III串聯(lián)式組合機構將兩個或更多的單自由度機構前后相接，前一個機構的輸出即作為后一個機構的輸入。III串聯(lián)式組合機構130第四節(jié)機構的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設計一、機構的并聯(lián)組合1、基本概念若干個單自由度的基本機構的輸入構件連接在一起，保留各自的輸出運動；或若干個單自由度機構的輸出構件連接在一起，保留各自的輸入運動；或輸入構件連接在一起、輸出構件也連接在一起；均稱為并行連接。其特征是各基本機構均是單自由度機構。第四節(jié)機構的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設計131機構1機構j機構1機構j機構1機構j3）III型并聯(lián)機構系統(tǒng)1)I型并聯(lián)機構系統(tǒng)

2）II型并聯(lián)機構系統(tǒng)

OUTPUTINPUT2、并聯(lián)組合分類機構j機構j機構j3）III型并聯(lián)機構系統(tǒng)1)I型并聯(lián)機1323、并聯(lián)組合實例CABBCC4BAOC3C2C1I型并聯(lián)機構II型并聯(lián)機構

3、并聯(lián)組合實例CABBCC4BAOC3C2C1I型并聯(lián)機構133A1B1B2C1C2O2O1E1E2E2E1III型并聯(lián)機構

A1B1B2C1C2O2O1E1E2E2E1III型并聯(lián)機構134二、并聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新1.并聯(lián)式機構組合原理與創(chuàng)新方法

兩個或兩個以上基本機構并列布置，稱為并聯(lián)式機構組合。Ⅰ型并聯(lián)——各個基本機構有共同的輸入構件，但卻有各自的輸出構件。；Ⅱ型并聯(lián)——各個基本機構具有各自的輸入構件，而有共同的輸出構件Ⅲ型并聯(lián)——各個基本機構有共同的輸入與輸出構件；按輸出運動的性質劃分：簡單型并聯(lián)式機構組合，輸入或輸出運動的性質是簡單的移動、轉動或擺動。復雜型并聯(lián)式機構組合，主要用于實現(xiàn)復雜的運動或動作要求，它的輸出形式一般按功能要求而設定。二、并聯(lián)式機構組合與創(chuàng)新1352.并聯(lián)式機構組合的主要功能分析(1)Ⅰ型并聯(lián)式組合——相當于運動的合成，設計時要求兩個并聯(lián)的機構要協(xié)調，以滿足所要求的輸出運動。例圖示多缸發(fā)動機曲柄連桿機構，由多個曲柄滑塊機構并聯(lián)組合而成。各曲柄滑塊機構的曲柄為制成一體的曲軸，當運動由各曲柄滑塊機構的活塞輸入時，曲柄即可實現(xiàn)無止點位置的定軸回轉運動，且具有良好的平衡、減振作用。2.并聯(lián)式機構組合的主要功能分析制成一體的曲軸，當運動由各曲136(2)Ⅱ型并聯(lián)式組合——相當于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。例

圖示間歇傳送機構，由兩個齒輪機構和兩個連桿機構組成。齒輪1經兩個齒輪2與2′帶動一對曲柄3與3′同步轉動，曲柄使連桿4（送料動梁）平動，5為工作滑軌，6為被推送的工件。由于動梁上任一點的運動軌跡如圖中點劃線所示，故可間歇地推送工件。該機構將齒輪機構的連續(xù)轉動轉化為間歇運動，運動可靠，常用于自動機的物料間歇送進。(2)Ⅱ型并聯(lián)式組合——相當于將一個運動分解為兩個運動，再將137(3)Ⅲ型并聯(lián)組合——相當于運動的分解，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

圖示沖壓機凸輪連桿機構，輸入機構為兩個固接在一起的盤狀凸輪，凸輪1與推桿2組成移動從動件凸輪機構，凸輪1′和擺桿3組成擺動從動件凸輪機構，當凸輪1-1′轉動時，推桿2實現(xiàn)左右移動，同時，擺桿3實現(xiàn)擺動，并帶動連桿機構運動，使從動構件滑塊5沿固聯(lián)在推桿2上的滑道上下移動。設計凸輪時應注意推桿2與滑塊5的時序關系。(3)Ⅲ型并聯(lián)組合——相當于運動的分解，其主要功能是實現(xiàn)兩個138三、并聯(lián)組合的基本思路1、對稱并聯(lián)相同的機構，可實現(xiàn)機構的平衡。2、實現(xiàn)運動的分解與合成3、改善機構受力狀態(tài)Z1C1AB1DZ2B3B2C2C3三、并聯(lián)組合的基本思路1、對稱并聯(lián)相同的機構，可實現(xiàn)機構的平139組合實例例電影片抓片機構（一種并聯(lián)式組合機構）一種齒輪連桿機構組合實例一種齒輪連桿機構140ABCDE把這個機構分解一下：ABCDEABCDE把這個機構分解一下：141ABDEABCDE它可以分為：一個五桿機構＋一個齒輪機構二自由度機構F=3×4-2×5＝2ABDEABCD142

并聯(lián)式組合機構：以一個多自由度機構為基礎機構，將一個或多個單自由度機構（這里統(tǒng)稱為附加機構）的某些輸出構件同時接入基礎機構。機構輸出構件的運動規(guī)律是基礎機構輸入運動規(guī)律的合成。IIIIIIIIII并聯(lián)式組合機構：以一個多自由度機構為基礎機構，將一個或多143第五節(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。第五節(jié)機構的疊加組合與創(chuàng)新設計1441)I型疊加機構

2、機構的疊加組合分類2)II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1)I型疊加機構

2、機構的疊加組合分類2)II型145BCDA電機1)I型疊加機構基礎機構附加機構BCDA電機1)I型疊加機構基礎機構附加機構146EDCBAF2)II型疊加機構基礎機構附加機構EDCBAF2)II型疊加機構基礎機構附加機構147二、疊加式機構組合與創(chuàng)新1.疊加式機構組合原理與創(chuàng)新方法

將一個機構安裝在另一機構的某個運動構件上的組合形式，稱為疊加式機構組合。疊加式機構組合的主要功能，是實現(xiàn)特定的輸出，完成復雜動作。各子機構的類型通常選擇單自由度的，使其運動的輸入輸出形式簡單，以達到容易控制的目的，通常為：實現(xiàn)水平移動，選擇移動式油缸或氣缸、齒輪齒條機構等；實現(xiàn)垂直移動，選擇移動式液壓缸或氣缸、“X”形連桿機構、螺旋機構等；實現(xiàn)轉動，采用齒輪機構、帶傳動機構或鏈傳動機構等；實現(xiàn)平動，采用平行四邊形機構等；實現(xiàn)伸縮、仰俯、擺動，可選擇擺動液壓缸或氣缸、曲柄搖塊機構等。二、疊加式機構組合與創(chuàng)新1482.疊加式機構組合的主要功能分析(1)運動獨立式——各機構的運動關系是相互獨立的，其最后一個子機構往往動作要求比較復雜例

圖示電動玩具馬的主體運動機構，能模仿馬飛奔前進的運動形態(tài)。工作時分別由轉動構件4和曲柄1輸入轉動，使曲柄搖塊機構中導桿2的搖擺和其上M點的軌跡來實現(xiàn)馬的俯仰和升降（跳躍），以兩桿機構作為基礎機構使馬作前進運動，三種運動形態(tài)合成馬飛奔前進的運動形態(tài)。2.疊加式機構組合的主要功能分析例圖示電動玩具馬的主體運動149(2)運動相關式——各機構之間的運動有一定的影響，通常設定一個子機構為基礎機構，另一子機構為附加機構，通過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活動構件固接，致使輸入一個獨立運動，卻獲得輸出兩個運動合成的復合運動。例圖示搖頭電扇的傳動機構。電動機安裝在雙搖桿機構的搖桿上，向蝸桿輸入轉動，雙搖桿機構的主動構件是由電動機軸通過蝸桿蝸輪傳動的，兩個機構的運動通過蝸輪與連桿的固接互相影響，使得電扇在實現(xiàn)蝸桿帶動翼片快速轉動的同時又以較慢的速度擺動。(2)運動相關式——各機構之間的運動有一定的影響，通常設定一150三、機構疊加組合的關鍵問題

2、II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。三、機構疊加組合的關鍵問題2、II型疊加組合機構中，動力1513、I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3、I型疊加機構的連接方式較為復雜，但也有規(guī)律性。Z1HZ2152ω1組合實例例風扇擺頭機構▲如何能讓風扇擺頭？用什么機構好呢？擺動──讓我們想起了曲柄搖桿機構均可產生擺動ω1組合實例▲如何能讓風扇擺頭？用什么機構好呢？均可產生153ω3ω1ω3用雙搖桿機構便于獲得動力?！鷵u桿機構和雙搖桿機構在這里應用的比較需多安裝一個電動機驅動這個曲柄搖桿機構。ADBCω2ω1BACDω2ω3ω1ω3用雙搖桿機構便于獲得動力?！鷵u桿機構和雙154IIIω3ω1ω2ω2ω1ω1ω3ω1Iω3IIBACD疊加式組合機構：將一個機構（包括動力源）安裝在另一個機構的構件上，兩個機構各自完成自身的運動，其運動的疊加即為所要求的輸出運動IIIω3ω1ω2ω2ω1ω1ω3ω1Iω3IIBACD155第六節(jié)機構的封閉組合與創(chuàng)新設計

一、機構的封閉組合1、基本概念

一個兩自由度機構中的兩個輸入構件或兩個輸出構件或一個輸入構件和一個輸出構件用單自由度的機構連接起來，形成一個自由度的機構系統(tǒng)，稱為封閉式連接。其特征是基礎機構為二自由度機構，附加機構為單自由度機構。第六節(jié)機構的封閉組合與創(chuàng)新設計156基礎機構附加機構附加機構附加機構基礎機構基礎機構附加機構

II型封閉組合機構

III型封閉組合機構

I型封閉組合機構

2、分類基礎機構附加機構附加機構附加機構基礎機構基礎機構附加機構I1573、封閉組合示例HZ3Z2Z1Z‘3Z’1HZ3Z2Z1Z‘3Z4HZ3Z2Z1差動輪系I型封閉機構III型封閉組合機構二自由度的差動輪系中，封閉兩個輸入，或一個輸入和輸出（系桿）3、封閉組合示例HZ3Z2Z1Z‘3Z’1HZ3Z2Z1Z‘158

二、封閉組合的基本思路封閉組合的前提是兩自由度的基礎機構和單自由度的的組合，組合而成的新機構是組合機構，基本組合思路如下。1、常見的基礎機構主要有五桿機構和差動輪系機構，附加封閉機構可以是齒輪機構、凸輪機構和四桿機構，有時也用間歇運動機構作為封閉機構。二、封閉組合的基本思路159

2、附加機構封閉基礎機構的兩個輸入運動或兩個輸出運動簡便易行，工程中的應用最為廣泛。3、附加機構封閉基礎機構的一個輸入構件和一個輸出構件，把輸出運動再反饋回輸入構件。2、附加機構封閉基礎機構的兩個輸入運動或兩個輸出運動160FDCBA

III型封閉組合機構

I型封閉組合機構

FDCBAIII型封閉組合機構I型封閉組合機構161封閉組合實例封閉組合實例162組合實例例滾齒機分度蝸輪誤差補償機構分度蝸輪被加工的工件齒輪滾刀

▲齒輪滾刀和被加工的工件被強制地按照一對螺旋齒輪的運動關系來運動?！患庸すぜ惭b在工作臺上，工作臺下部安裝著分度蝸輪。組合實例分度蝸輪被加工齒輪▲齒輪滾刀和被加工的工件被強制地163分度蝸輪▲齒輪的加工精度取決于它在機床上轉動的均勻性。而這在很大程度上取決于分度蝸輪的精度?！侄任佪喼?/p>