第五章機構(gòu)演化、變異原理與創(chuàng)新

1．以某機構(gòu)為原始機構(gòu)，對組成機構(gòu)的各元素（運動副，構(gòu)件）進行各種性質(zhì)的改變或變換，而形成一種功能不同的機構(gòu)。2．各種性質(zhì)的改變或變換：機構(gòu)各元素形狀和尺寸上的改變，運動形式的變換，運動等效變換，組成原理的仿效。3．機構(gòu)演化與變異的主要方法：運動副及構(gòu)件形狀尺寸的改變，機架變換，機構(gòu)的等效變換，機構(gòu)結(jié)構(gòu)的仿效。4．變異機構(gòu)：通過演化與變異而獲得新功能的機構(gòu)第一節(jié)機構(gòu)的運動副演化與變異1．主要目的：（1）增強運動副元素的接觸強度（2）減小運動副元素的摩擦、磨損（3）改變機構(gòu)的受力狀態(tài)（4）改善機構(gòu)的運動和動力效果（5）開拓機構(gòu)的各種新功能（6）尋求演化新機構(gòu)的有效途徑2．主要方法：（1）改變運動副的尺寸（2）改變運動副的接觸性質(zhì)（3）改變運動副的形狀一、改變運動副的尺寸轉(zhuǎn)動副和移動副尺寸的增大1．轉(zhuǎn)動副的擴大：轉(zhuǎn)動副銷軸和銷軸孔直徑增大，機構(gòu)相對運動關(guān)系沒有改變實例：圖5-1旋轉(zhuǎn)泵機構(gòu)：曲柄搖桿機構(gòu)擴大轉(zhuǎn)動副B圖5-2活塞泵：曲柄滑塊機構(gòu)擴大轉(zhuǎn)動副B以上兩種變異的特點：轉(zhuǎn)動副擴大，構(gòu)件形狀發(fā)生變異，形成體積變化的腔。2．轉(zhuǎn)動副連續(xù)擴大后展直為移動副當(dāng)轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動半徑增大至無窮時，轉(zhuǎn)動副即演化為移動副

AB2AB222偏心泵機構(gòu)返回章二搖塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)3．移動副的擴大移動副的滑塊與導(dǎo)路尺寸變化，把機構(gòu)中其它運動副包含在其中，構(gòu)件間的相對運動關(guān)系并未改變。圖5-4為一沖壓機構(gòu)：正弦機構(gòu)擴大移動副圖5-5所示沖壓機構(gòu)：曲柄滑塊機構(gòu)擴大移動副圖5-6所示為往復(fù)凸輪分度機構(gòu)：移動副擴大將凸輪包含其中構(gòu)件1為主動件往復(fù)運動，從動件凸輪2間歇轉(zhuǎn)動。二、改變運動副元素的接觸性質(zhì)低副元素的接觸性質(zhì)為滑動接觸，摩擦大、易磨損高副元素的接觸性質(zhì)為滑動和滾動接觸。用滾動接觸代替滑動接觸可減小磨損。（1）移動副：→滾滑副圖5-7（2）轉(zhuǎn)動副：→滾動軸承（3）高副：凸輪從動件設(shè)計為滾子，槽輪的撥銷設(shè)計為滾子三、改變運動副的形狀運動副的性質(zhì)主要取決于運動副元素的形狀改變運動副的形狀——改變運動副的性質(zhì)——演化出不同機構(gòu)1．平面低副運動副元素形狀的改變轉(zhuǎn)動副可演變?yōu)橐苿痈睗L子替代滑塊變滑動接觸為滾動接觸，滾滑副,改變移動副元素的形狀，如導(dǎo)軌的形狀直線變曲線并讓帶有小滾子的轉(zhuǎn)動構(gòu)件為主動件反凸輪機構(gòu)（擺桿為主動件）應(yīng)用：圖5-8擺桿為主動件的反凸輪機構(gòu)實現(xiàn)運動的暫停圖5-9無死點位置機構(gòu)（移動凸輪機構(gòu)，擺動從動件）2．平面高副運動副元素的改變目的：演化變異出不同功能的平面高副改善高副機構(gòu)的性能：受力狀態(tài)，接觸強度，運動及動力特性等。（1）改變高副元素形狀可演化變異出不同功能的高副基本的高副機構(gòu)為凸輪機構(gòu)，凸輪機構(gòu)可看成由楔塊機構(gòu)變異而來，見圖5-10，圖5-11演化范例1：楔塊機構(gòu)普通凸輪機構(gòu)→鋸條凸輪機構(gòu)→齒輪機構(gòu)。演化范例2：擺動件為主動件的反凸輪機構(gòu)（若從動件凸輪為輪廓向徑有規(guī)律變化的圓盤狀構(gòu)件棘輪機構(gòu)演化范例3齒輪機構(gòu)半徑→∞齒輪齒條機構(gòu)

演化范例4間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)半徑→∞間歇移動機構(gòu)圖5-16移動式槽輪圖5-17移動式棘輪（2）改變高副元素形狀以改善機構(gòu)性能①齒輪機構(gòu)：改變齒廓曲線的形狀提高接觸強度，改善齒面摩擦以及機構(gòu)的受力狀態(tài)，常用齒廓有漸開線，擺線，圓弧曲線，螺旋漸開線，球面漸開線，齒廓（面）修形。②凸輪機構(gòu)：改變輪廓曲線，滿足運動及動力要求，圖5-6為實現(xiàn)分度功能的凸輪機構(gòu)改變從動件與凸輪的接觸方式，以增強接觸強度，減小磨損。③槽輪機構(gòu)：將徑向槽分布變?yōu)閭?cè)向分布，改善傳動平穩(wěn)性。3．螺旋副組成：由互相旋合的螺桿和螺母組成。矩形螺紋的類型梯形用于傳動鋸齒形三角形聯(lián)接螺旋傳動→將組成螺旋副的兩個運動副元素之一，螺桿的剖面形狀設(shè)計成一個有利于推進流體或粉狀物料的葉片形狀，將其密閉圓筒狀容器內(nèi)，螺旋輸送器，若將葉片上制成刃食物攪碎機構(gòu)。（物料相當(dāng)于螺母）第二節(jié)

機構(gòu)的構(gòu)件變異機構(gòu)構(gòu)件變異的主要目的：（1）改善機構(gòu)運動的不確定；（2）解決機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)原因無法正確運動問題；（3）開發(fā)新功能；（4）開發(fā)新機構(gòu)；（5）改善機構(gòu)的受力狀態(tài)，提高構(gòu)件強度或剛度。主要的演化變異方法：（1）利用構(gòu)件的運動性質(zhì)進行演化變異；（2）改變構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸；（3）在構(gòu)件上增加輔助結(jié)構(gòu)；（4）改變構(gòu)件運動性質(zhì)。一、利用構(gòu)件的運動性質(zhì)演化變異對某些往復(fù)運動的構(gòu)件，利用其單程的運動性質(zhì)，改變構(gòu)件的形狀以實現(xiàn)單程運動間歇地重復(fù)，從而演化出新機構(gòu)。范例：擺動導(dǎo)桿機構(gòu)變異為槽輪機構(gòu)二、改變構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸解決機構(gòu)運動不確定和機構(gòu)因結(jié)構(gòu)原因無法正常運動等問題B″（下曲柄與導(dǎo)路成鈍角）導(dǎo)路擺動方向與曲柄轉(zhuǎn)動方向相反。B′（上曲柄與導(dǎo)路成銳角）導(dǎo)路擺動方向與曲柄轉(zhuǎn)動方向相同。若以B點位置即以AB⊥OB的位置為分界線，把滾滑副的槽分割成兩部分，一部分如C圖所示，即使導(dǎo)路與曲柄的夾角成鈍角，得到轉(zhuǎn)動方向與曲柄的轉(zhuǎn)動方向相反的運動。為使傳動連續(xù)，將擺桿的形狀設(shè)計成一個沿以O(shè)B為半徑的軌跡圓上開了四個均布相同槽的圓盤，使?jié)L子在脫離一個槽后相隔一段時間又進入了另一個槽，將連續(xù)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成間歇的反向轉(zhuǎn)動，擺動導(dǎo)桿機構(gòu)外槽輪機構(gòu)。同理，被分割的另一部分則變異成了內(nèi)槽輪機構(gòu)。1．平行四邊形機構(gòu)的變異機構(gòu)運動到運動副呈一直線位置時，機構(gòu)運動不確定改變連架桿的形狀圖5-20a)b)平行四邊形聯(lián)軸器圖5-20c)2．雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)的變異雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)→十字滑塊聯(lián)軸器二、改變構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸解決機構(gòu)運動不確定和機構(gòu)因結(jié)構(gòu)原因無法正常運動等問題孔銷式聯(lián)軸器平行四邊形機構(gòu)（雙曲柄機構(gòu)的一個特例，具有相對構(gòu)件平行且相等，傳遞勻速轉(zhuǎn)動，但有死點位置）克服死點可采用圖b所示的兩個以上相同機構(gòu)的組合。若將連架桿設(shè)計成圓盤，將鉸鏈A和D、B和E分別鉸接在圓盤1和3上，圓盤的轉(zhuǎn)動中心分別為固定鉸O和C，采用多個連桿對稱布置在兩圓盤之間平行四邊形聯(lián)軸器把連桿2全部作成滾輪，將1盤上的A和D鉸位置全部作成以連桿2的長度為半徑的圓孔，孔的內(nèi)側(cè)與曲柄3上的滾輪滾動接觸孔銷式聯(lián)軸器滑塊1圓盤1（帶有凹槽）滑塊3圓盤3（帶有凹槽，與滑塊1上的凹槽呈垂直方向），連桿2兩邊帶有中心線互相垂直的凸榫的圓盤2，四構(gòu)件組成十字滑塊聯(lián)軸器。能傳遞等速運動。浮動盤式等速聯(lián)軸器。雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)的變異雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)→十字滑塊聯(lián)軸器雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)三、增加輔助結(jié)構(gòu)輔助結(jié)構(gòu)可解決機構(gòu)運動不確定問題，運動規(guī)律可調(diào)性問題1．轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)傳遞非勻速轉(zhuǎn)動，若將導(dǎo)桿的中心線置于曲柄的活動鉸B的軌跡圓上，如圖，則導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)速為曲柄的一半。但當(dāng)與導(dǎo)桿的回轉(zhuǎn)中心重合時，則機構(gòu)的運動將會不確定，為消除這一現(xiàn)象，采取加入第二個滑塊的辦法。增加一個滑塊可解決導(dǎo)桿運動不確定問題，并實現(xiàn)大載荷傳動2．凸輪機構(gòu)增加輔助結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)凸輪機構(gòu)從動件的運動規(guī)律（1）廓線可變的凸輪機構(gòu)圖5-23，圖5-24（2）推桿可調(diào)的凸輪機構(gòu)圖5-25，圖5-263．連桿機構(gòu)：改變構(gòu)件的長度以實現(xiàn)不同的運動規(guī)律。四、改變構(gòu)件的運動性質(zhì)凸輪機構(gòu)增大行程：改變凸輪作定軸轉(zhuǎn)動的運動性質(zhì)，使凸輪既轉(zhuǎn)又移，實現(xiàn)行程的增大。圖5-27，圖5-28，圖5-29

機構(gòu)的機架變換稱作機構(gòu)的倒置，機架變換后，機構(gòu)內(nèi)各構(gòu)件的相對運動關(guān)系不變，但絕對運動發(fā)生了改變。一、平面四桿機構(gòu)的機架變換1．鉸鏈四桿機構(gòu)的機架變化圖5-30第三節(jié)機構(gòu)的機架變換與創(chuàng)新曲柄搖桿機構(gòu)：具有急回運動特征雙曲柄機構(gòu)：例如平行四邊形機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)：例如等腰梯形機構(gòu)，車輛轉(zhuǎn)向。2．含有一個移動副的四桿機構(gòu)的機架變換圖5-31曲柄滑塊機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)（轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿，擺動導(dǎo)桿）搖塊機構(gòu)液壓缸機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)手動水壓機3．含有兩個移動副四桿機構(gòu)的機架變換圖5-32雙滑塊機構(gòu)橢園規(guī)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)十字滑塊聯(lián)軸器正弦機構(gòu)正切機構(gòu)數(shù)學(xué)運算器二、凸輪機構(gòu)的機架變換普通凸輪機構(gòu)圖5-33a)固定凸輪機構(gòu)：凸輪固定，從動件作復(fù)合運動。圖5-33b)應(yīng)用舉例：圖5-33c)凸輪-行星機構(gòu)圖5-33d)e)三、齒輪機構(gòu)及撓性件傳動機構(gòu)的機架變換普通齒輪傳動機構(gòu)—→行星齒輪機構(gòu)普通鏈傳動或齒形帶傳動—→行星傳動機構(gòu)撓性傳動機構(gòu)只有具有嚙合性質(zhì)的鏈傳動或齒形帶傳動才能進行這種變換。各種履帶運輸車輛的行走機構(gòu)就可看成是將鏈傳動機構(gòu)倒置而設(shè)計制成的。另外，將鏈傳動中的鏈固定成為機架，可代替造價昂貴的齒輪齒條機構(gòu)。

范例：外槽輪機構(gòu)的機架變換：外槽輪機構(gòu)的機架變換后與一個行星齒輪機構(gòu)串聯(lián)，1為主動件，1與2嚙合，2上固接著撥盤，當(dāng)撥盤上的圓銷進入槽輪的槽子時，系桿轉(zhuǎn)動輸出運動，當(dāng)圓銷退出槽子時，撥盤的鎖止弧與槽輪5的鎖止?。ㄍ箤Π迹╂i止，系桿2停歇。因為串聯(lián)了行星齒輪機構(gòu)，則可改善普通槽輪機構(gòu)的動力特性。普通間歇運動機構(gòu)四、間歇運動機構(gòu)的機架變換棘輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)組合機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)的機架變換不完全齒輪機構(gòu)的機架變換后串聯(lián)一行星齒輪機構(gòu)，系桿只有在具有一個齒的齒輪3與固定的不完全齒輪5相嚙合期間才輸出轉(zhuǎn)動，當(dāng)進入所止弧嚙合期間，系桿停止回轉(zhuǎn)。第四節(jié)機構(gòu)的等效變換與創(chuàng)新機構(gòu)的等效變換可稱作機構(gòu)的同性異形變換。指輸入、輸出的運動特性相同或等效，但結(jié)構(gòu)不同的一組機構(gòu)。獲得同性異性機構(gòu)的三種途徑一、利用運動副的等效代換創(chuàng)新同性異形機構(gòu)組成機構(gòu)的各種運動副相互轉(zhuǎn)換或替代，而又不改變機構(gòu)運動的輸入和輸出特性，如機構(gòu)的自由度、相應(yīng)構(gòu)件的運動特征。常見的運動副的等效代換的形式如下：1．空間運動副與平面運動副的等效代換（1）球面副與轉(zhuǎn)動副的等效代換圖5-36a)（2）圓柱副與轉(zhuǎn)動副加移動副的等效代換圖5-36b)球面副匯交于球心的三個轉(zhuǎn)動副萬向聯(lián)軸器就是球面副

由三個轉(zhuǎn)動副等效代換的例子。b圖為圓柱副平面移動副、轉(zhuǎn)動副

2．平面高副與平面低副的等效代換（參見機械原理）平面機構(gòu)的高副低代法高副低代的目的高副低代必須滿足的條件：①替代前后機構(gòu)的自由度相同；②替代前后機構(gòu)的運動特性相同。平面機構(gòu)中兩構(gòu)件的高副約束作用是限制沿接觸點的公法線方向的相對移動其約束數(shù)為1，即F=-1，如果用一個低副運動鏈來代替約束數(shù)為1的作用，則該低副運動鏈須滿足下列條件：F=-1=3n-2PL=-1∴n=1?PL=2是最簡單的運動鏈ο1ο2ααββο1ο2CAB、AC、A至切點等之間的距離保持不變，故附加一個長為AB、AC并使其在A、B、C處分別與原機構(gòu)的構(gòu)件1與2組成轉(zhuǎn)動副和移動副，這樣就構(gòu)造出各自的同性異形機構(gòu)。當(dāng)過高副接觸點的二曲線曲率半徑之和為常數(shù)時，可用低副機構(gòu)代替高副機構(gòu)。若曲率半徑之和不為常數(shù)，只能瞬時代替。βο1ο2C二、利用瞬心軌線創(chuàng)新同性異形機構(gòu)1．鉸鏈四桿機構(gòu)的瞬心線同性異形結(jié)構(gòu)圖5-39a)定瞬心線，動瞬心線2．反平行四邊形機構(gòu)的同性異形結(jié)構(gòu)圖5-403．曲柄與連桿等長的曲柄滑塊機構(gòu)的同性異形機構(gòu)圖5-41

三、利用周轉(zhuǎn)輪系的不同結(jié)構(gòu)創(chuàng)新同性異構(gòu)（形）機構(gòu)若有兩個周轉(zhuǎn)輪系，他們的轉(zhuǎn)化機構(gòu)傳動比的大小和方向均相同，則這兩個周轉(zhuǎn)輪系是一組同性異構(gòu)機構(gòu)。兩個互作平面平行運動的構(gòu)件上瞬時速度相同的重合點稱為瞬心。瞬心在與運動構(gòu)件固結(jié)的平面上的軌跡稱為定瞬心線。瞬心在固定平面上的軌跡稱為定瞬心線，在與運動構(gòu)件固結(jié)平面上的軌跡稱為動瞬心線。P12S1動瞬心線S2靜瞬心線S2與s1兩條瞬心線稱為相對瞬心線兩構(gòu)件的相對瞬心線必隨著兩構(gòu)件的相對運動作無滑動的純滾動。反之，兩瞬心線作純滾動，必然得到兩構(gòu)件原來的相對運動。瞬心和瞬心線的概念：圖c表示了附著在連桿2上的動瞬心線與附著在機架4上的定瞬心線在四桿機構(gòu)的圖示位置上正好相切，如果把桿4和桿2各自加工成瞬心線的實際形狀，使動瞬心線在定瞬心線上實現(xiàn)無滑動的純滾動，并拆掉1和2，則2的運動與原來的運動完全等效。1、鉸鏈四桿機構(gòu)的瞬心線同性異形結(jié)構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)：兩兩對桿長度相等，但不平行。當(dāng)以長邊為機架時，兩曲柄等速反向轉(zhuǎn)動。用于車門開閉機構(gòu)，如圖所示。當(dāng)以短邊為機架時，其性能和一般雙曲柄機構(gòu)相似。如圖所示。2、反平行四邊形機構(gòu)的同性異形結(jié)構(gòu)

反平行車門機構(gòu)P14ABCD1234P12P43P23P131234P13P12P23P14P43P13P12P23P14P43根據(jù)三心定理，AC和BD的交點即為瞬心

，按機構(gòu)倒置的方法，可分別以桿1和桿3作機架，作出桿1和桿3的相對瞬心線，使其相對瞬心線作純滾動，便可得到兩構(gòu)件原來的運動，從而可得到反平行四邊形機構(gòu)的同性異形機構(gòu)橢圓齒輪機構(gòu)。P13當(dāng)1桿固定時，則連桿3的瞬心P13如圖，當(dāng)1桿固定時，則連桿3的瞬心P13位于2桿和4桿的交點處。P14ABCD1234P12P43P23P13即動點P13到兩定點的距離之和為常數(shù)，所以瞬心P13的軌跡為一以Α、B為焦點的橢圓。同理，可得另一以C、D為焦點的橢圓，把這兩個橢圓瞬心線作為兩個橢圓齒輪的節(jié)線，兩橢圓齒輪分別以繞Α、C回轉(zhuǎn)，則此橢圓齒輪機構(gòu)為反平行四邊形機構(gòu)的同性異形機構(gòu)。3、曲柄與連桿等長的曲柄滑塊機構(gòu)的同性異形機構(gòu)特點：曲柄若能轉(zhuǎn)一周，則滑塊的位移是曲柄長度的4倍。但當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)至鉛垂位置時，B與ｏ點重合，機構(gòu)處于死點位置，利用瞬心線來構(gòu)造同性異形機構(gòu)可改變此狀態(tài)。①作2的定瞬心線，由圖中幾何關(guān)系得，且P24至定點ｏ的距離為一常數(shù)2ｏΑ，故2的定瞬心線為一圓（圓心是ｏ，半徑為2ｏΑ。）②作2的動瞬心線。利用原機構(gòu)的倒置機構(gòu)即2相對固定，4運動，描繪P24的軌跡，得到一個以Α為圓心，ｏΑ長為半徑的圓。③當(dāng)動圓在定圓內(nèi)作純滾動時，動圓上的B點為一直線。（與原機構(gòu)一致。）該瞬心線機構(gòu)與正置曲柄滑塊機構(gòu)為同性異形機構(gòu)。也稱卡當(dāng)圓機構(gòu)。若把兩個瞬心線圓看作是兩齒輪的節(jié)圓，4為固定內(nèi)齒輪，圓心是ｏ，2為行星輪，軸心為Α，并且而原曲柄1作系桿，當(dāng)1轉(zhuǎn)動時，2上的任一點的軌跡均為通過定點ｏ的直線。如圖，在B、C、D處分別鉸接直移桿，就可把系桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成任意方向的移動，此卡當(dāng)運動機構(gòu)與正置曲柄滑塊機構(gòu)為同性異形機構(gòu)。瞬心線為卡當(dāng)圓（Ｋardankreis）的機構(gòu)稱為卡當(dāng)圓機構(gòu)若將固定齒輪4拆掉，在通過ｏ的直線方向上安置固定導(dǎo)路，則機構(gòu)就演化成卡當(dāng)運動機構(gòu)的同性異形機構(gòu)。三、利用周轉(zhuǎn)輪系的不同結(jié)構(gòu)創(chuàng)新同性異形機構(gòu)①用同性異形的周轉(zhuǎn)輪系創(chuàng)新同性異形機構(gòu)

為結(jié)構(gòu)緊湊，將內(nèi)嚙合外嚙合，并加一惰輪，確保方向不變。內(nèi)嚙合的

外嚙合∴外嚙合的周轉(zhuǎn)輪系與內(nèi)嚙合的周轉(zhuǎn)輪系是同性異形機構(gòu)，若在2上固接一桿，并使ｏΑ=ΑB，如圖，當(dāng)系桿轉(zhuǎn)動時，B點輸出移動，則該機構(gòu)為卡當(dāng)運動機構(gòu)的另一同性異形機構(gòu)。②用撓性機構(gòu)代換齒輪機構(gòu)創(chuàng)新同性異形機構(gòu)如圖所示的撓性件周轉(zhuǎn)輪系在2上固接一桿，同樣使ｏΑ=ΑB，B點輸出移動且行程為1的桿長的4倍，這個卡當(dāng)運動機構(gòu)的一同性異形機構(gòu)常用于擴大行程的運動中。第五節(jié)機構(gòu)運動原理的仿效與創(chuàng)新機構(gòu)運動原理仿效：一些相同的運動原理可以用到不同的機構(gòu)中去，例如運動的差動原理，諧波傳動原理等。一、差動原理的仿效差動原理常用在齒輪機構(gòu)中組成差動輪系，還可以用于凸輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、棘輪機構(gòu)以及槽輪機構(gòu)等。圖5-46齒輪差動機構(gòu)圖5-47凸輪差動機構(gòu)圖5-48螺旋差動機構(gòu)同軸單螺旋同軸雙螺旋，螺母固定同軸雙螺旋，螺母移動差動原理常用于齒輪系中，被稱作差動輪系用于運動的分解或合成。如圖：汽車差速機構(gòu)把發(fā)動機輸出的運動分解給兩個車輪，使車輪的轉(zhuǎn)動與直行或拐彎運動相適應(yīng)。差動原理還可用于凸輪機構(gòu)螺旋機構(gòu)棘輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)差動輪系的基本型如圖所示，凸輪差動機構(gòu)由外凸輪1、內(nèi)凸輪3、推桿2、機架組成外凸輪輪緣上均布有11個齒槽，內(nèi)凸輪輪緣上均布有13個齒槽，推桿沿內(nèi)外凸輪之間圓周布置，一般布置偶數(shù)個帶有滾子的推桿推桿的個數(shù)為兩凸輪齒槽數(shù)量之和的約數(shù)：機構(gòu)工作時，沿圓周連在一起的推桿和兩個凸輪之一輸出轉(zhuǎn)動，另一凸輪則輸出轉(zhuǎn)動。差動螺旋機構(gòu)同軸單螺旋機構(gòu)同軸雙螺旋機構(gòu)同軸雙螺旋機構(gòu)兩個螺母，分別固定、移動兩個螺母，兩個移動螺桿轉(zhuǎn)動，螺母也轉(zhuǎn)動，結(jié)果螺母實現(xiàn)差動移動，即螺桿轉(zhuǎn)Δn周，則螺母移距大小為s±Δs，s-導(dǎo)程，正號表示兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同，則移距為二者移距之和，負號表示兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反，則移距為二者移距之差，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)微動和快速移動。兩個螺母一個移動，一個固定。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，移動螺母可實現(xiàn)快速或慢速移動，即螺桿轉(zhuǎn)一周，移動螺母移動s1±s2（s1、s2為兩螺旋的導(dǎo)程，旋向相同時為正，螺母快速移動，反之，螺母慢速移動。）同軸雙螺旋傳動，兩螺母同時與機架組成移動副，工作時螺桿轉(zhuǎn)動，兩螺母實現(xiàn)移動，兩段螺旋線螺距相同，單懸想相反，該機構(gòu)常用于車輛之間的聯(lián)接，可使車鉤較快的聯(lián)結(jié)和脫開二、諧波傳動原理的仿效諧波傳動是一種靠中間撓性構(gòu)件（柔輪）的彈性變形來實現(xiàn)運動和動力的傳遞。常用于齒輪傳動和動力的傳遞。常用于齒輪傳動中，也可用于螺旋及摩擦傳動中。1．諧波齒輪傳動圖5