1、第五章機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新, 隨著機(jī)械化和自動化程度的不斷提高，對機(jī)構(gòu)輸出的運動學(xué)和動力學(xué)特性的要求也變得更加復(fù)雜多樣。 連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等基本機(jī)構(gòu)往往不能滿足各種復(fù)雜多樣的要求。, 為了滿足一些特定的要求，常常將各種基本機(jī)構(gòu)以一定的方式加以組合后使用，稱為組合機(jī)構(gòu)。,概述,第一節(jié) 機(jī)構(gòu)組合的基本概念,一、基本機(jī)構(gòu)的概念,1、最簡機(jī)構(gòu) 把由2個構(gòu)件和1個運動副組成的開鏈機(jī)構(gòu)稱為最簡單的機(jī)構(gòu)，簡稱最簡機(jī)構(gòu)。其要素是組成機(jī)構(gòu)的最多構(gòu)件為2且為開鏈機(jī)構(gòu)。,原動機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖為最簡機(jī)構(gòu),2、基本機(jī)構(gòu) 把含有3個構(gòu)件以上、且不能再進(jìn)行拆分的閉鏈機(jī)構(gòu)稱為基本機(jī)構(gòu)。其要素是閉鏈且不可拆分性。,3、基本機(jī)構(gòu)的

2、應(yīng)用 1） 基本機(jī)構(gòu)的單獨使用 基本機(jī)構(gòu)可以直接應(yīng)用在機(jī)械裝置中，只有一些簡單機(jī)械中才包含一個基本機(jī)構(gòu)，如空氣壓縮機(jī)中包含一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 2 ）互不連接的基本機(jī)構(gòu)的組合,若干個互不連接、單獨工作的基本機(jī)構(gòu)可以組成復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。各基本機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行運動協(xié)調(diào)設(shè)計。,圖示壓片機(jī)由三個獨立 工作的機(jī)構(gòu)組成，各機(jī) 構(gòu)之間的運動必須滿足 協(xié)調(diào)關(guān)系,3）各基本機(jī)構(gòu)互相連接的組合 各基本機(jī)構(gòu)通過某種連接方法組合在一起，形成一個較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，這類機(jī)械是工程中應(yīng)用最廣泛、也是最普遍的。,基本機(jī)構(gòu)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(yīng)用最普遍的組合。,機(jī)構(gòu)的組合原理

3、，是指將幾個基本機(jī)構(gòu)按一定的原則或規(guī)律，組合成一個復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，這個復(fù)雜的機(jī)構(gòu)有兩種形式，一種是由幾種基本機(jī)構(gòu)融合成性能更加完善、運動形式更加多樣化的新機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)；另一種則是由幾種基本機(jī)構(gòu)組合在一起，組合體的各基本機(jī)構(gòu)還保持各自特性，但需要各個機(jī)構(gòu)的運動或動作協(xié)調(diào)配合，以實現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱為機(jī)構(gòu)的組合。 基本機(jī)構(gòu)主要是指機(jī)械中最常用的、最簡單的一些機(jī)構(gòu)，如四連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運動機(jī)構(gòu)等。利用這些基本機(jī)構(gòu)的良好性能，改善它們的不良特性，運用機(jī)構(gòu)組合原理構(gòu)造出既滿足工作要求，又具有良好運動和動力性能的機(jī)構(gòu)。,總結(jié),常用的機(jī)構(gòu)組合方法如下。 1、利用機(jī)構(gòu)的組成原理，不斷連接

4、各類桿組 2、按照串聯(lián)規(guī)則組合基本機(jī)構(gòu) 3、按照并聯(lián)規(guī)則組合基本機(jī)構(gòu) 4、按照疊加規(guī)則組合基本機(jī)構(gòu) 5、按照封閉規(guī)則組合基本機(jī)構(gòu) 6、上述方法的混合連接， 可得到復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。,串聯(lián)組合,并聯(lián)組合,第二節(jié) 機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計,一、II級桿組的類型 n=2，Pl=3的桿組，為II級桿組。 當(dāng)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,II級桿組分類圖,內(nèi)接副為轉(zhuǎn)動副,內(nèi)接副為移動副, 級桿組分類圖,3R桿組(以三個內(nèi)接副開始),2RP桿組,R2P桿組,3P桿組,三、機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計 1、機(jī)構(gòu)組成原理 把基本桿組依

5、次連接到原動件和機(jī)架上，可以組成新機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組合原理為創(chuàng)新設(shè)計一系列的新機(jī)構(gòu)提供了明確的途徑。,2、機(jī)構(gòu)組成原理與機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)上，可以組成基本機(jī)構(gòu)；再把各種II級桿組和III級桿組連接到基本機(jī)構(gòu)的從動件上，可以組成復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。,+,RRP桿組連接到原動件和機(jī)架上,連接級桿組,+,+,=,RRR桿組連接到原動件和機(jī)架上,RRR桿組連接機(jī)構(gòu)的從動件 和機(jī)架上,連接級桿組到一個原動件和機(jī)架上,3R3R桿組連接到三個原動件(并聯(lián)機(jī)構(gòu)),3R2RP桿組連接到一個原動件和機(jī)架上,桿組類型很多,把基本桿組連接到原動件和 機(jī)架上可組成新機(jī)構(gòu)。把基本桿組再

6、連接到 機(jī)構(gòu)的從動件和機(jī)架上可組成復(fù)雜機(jī)構(gòu)。,第三節(jié) 機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計 一、機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合 1、基本概念 前一個機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件與后一個機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件剛性連接在一起，稱之為串聯(lián)組合。前一個機(jī)構(gòu)稱為前置機(jī)構(gòu)，后一個機(jī)構(gòu)稱為后置機(jī)構(gòu)。其特征是前置機(jī)構(gòu)和后置機(jī)構(gòu)都是單自由度的機(jī)構(gòu)。,2、串聯(lián)組合分類,二、串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新 1.串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的原理與創(chuàng)新方法 串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合是指若干個單自由度的基本機(jī)構(gòu)順序聯(lián)接，以前一個機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件作為后一個機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件的機(jī)構(gòu)組合方式。 2.串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的主要功能分析 (1)型串聯(lián)式組合 1)前置子機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件一般是連架桿，它能實現(xiàn)往

7、復(fù)擺動、往復(fù)移動及變速轉(zhuǎn)動輸出，可具有急回特性。常采用的后置子機(jī)構(gòu)有：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)。,例 圖示的縫紉機(jī)梭心擺動機(jī)構(gòu)，前置子機(jī)構(gòu)為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，后置子機(jī)構(gòu)為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其中導(dǎo)桿OBC與搖桿OBB聯(lián)為一體。當(dāng)主動曲柄OAA回轉(zhuǎn)時，從動搖桿OBB作往復(fù)擺動，其最大擺角為3，該擺角滿足不了縫紉機(jī)梭心擺動的擺角要求，為此，通過串聯(lián)一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，則搖桿OCC的擺角5可達(dá)200左右，增大了輸出擺角，即可滿足縫紉機(jī)梭心的擺動要求。該串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合實現(xiàn)了輸出擺角增大作用。,例 圖示連桿齒輪齒條行程倍增機(jī)構(gòu)，前置子機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)，后置子機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)。主動曲柄1轉(zhuǎn)動，推動齒輪3

8、與上、下齒條4、5嚙合傳動，上齒條4固定，下齒條5作往復(fù)移動，其行程H=4R，即把連桿機(jī)構(gòu)的輸出行程擴(kuò)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(jī)構(gòu)的曲柄可縮小一半，從而可縮小整個機(jī)構(gòu)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(dāng) 時，H4R。該串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合，實現(xiàn)了輸出行程成倍增大作用。,2)前置子機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)通常后置子機(jī)構(gòu)利用凸輪機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的運動規(guī)律，改善后置子機(jī)構(gòu)的運動特性，或使其運動行程增大。后置子機(jī)構(gòu)可以是連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。,例 增大運動行程的凸輪連桿機(jī)構(gòu)，前置子機(jī)構(gòu)為

9、擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)，后置子機(jī)構(gòu)為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)的從動件與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的主動件聯(lián)為一體。該機(jī)構(gòu)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。,3)前置子機(jī)構(gòu)為齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu)的輸出通常為轉(zhuǎn)動或移動。后置子機(jī)構(gòu)可以是各種類型的基本機(jī)構(gòu)，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(jī)構(gòu)，前置子機(jī)構(gòu)為齒輪機(jī)構(gòu)，后置子機(jī)構(gòu)為圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。齒輪2與凸輪3、5固定聯(lián)接，齒輪1轉(zhuǎn)動時，齒輪2帶動凸輪一起轉(zhuǎn)動，但由于凸輪機(jī)構(gòu)54中的從動件4不能左右移動，故凸輪5邊轉(zhuǎn)邊移，凸輪3也

10、邊轉(zhuǎn)邊移，帶動從動件6往復(fù)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(jī)構(gòu)為行程增大機(jī)構(gòu)；曲線槽反向時用負(fù)號，即機(jī)構(gòu)為行程減小機(jī)構(gòu)。,(2)型串聯(lián)式組合 后置子機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件，一般與前置子機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運動的連桿在某一點聯(lián)接。利用前置子機(jī)構(gòu)與后置子機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件獲得某些特殊的運動規(guī)律，如停歇、行程兩次重復(fù)等。,例 圖示六桿機(jī)構(gòu)，在一個運動循環(huán)內(nèi)，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

11、，構(gòu)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(dǎo)路移動。這樣，當(dāng)曲柄1回轉(zhuǎn)一周時，滑塊5可往復(fù)移動兩次。,三、機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合基本思路 1、實現(xiàn)后置機(jī)構(gòu)的運動規(guī)律的變換 2、實現(xiàn)后置機(jī)構(gòu)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）,I型串聯(lián)組合,II型串聯(lián)組合,前置機(jī)構(gòu)中做簡單運動的構(gòu)件與后置機(jī)構(gòu)的 原動件連接。,前置機(jī)構(gòu)中做復(fù)雜運動的構(gòu)件與后置機(jī)構(gòu)的 原動件連接。,減少連桿機(jī)構(gòu)的速度,改變滑塊的運動規(guī)律,組合實例：,例 帶有近似停歇的往復(fù)運動機(jī)構(gòu) (一種串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)),組合機(jī)構(gòu)的實例, 設(shè)計一個往復(fù)運動機(jī)構(gòu)。在滑塊運動到最遠(yuǎn)點時，有一段時間近似停歇。 設(shè)想，若用一

12、個做一般平面運動的連桿來帶動滑塊。 要產(chǎn)生近似停歇，則連桿的左端點在一段時間應(yīng)走出一段近似圓弧。, 什么樣的機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生一段圓弧呢？ 旋輪線, 一個小圓在一個大圓內(nèi)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。, 機(jī)構(gòu)的設(shè)計,一種齒輪連桿機(jī)構(gòu),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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu),一個周轉(zhuǎn)齒輪機(jī)構(gòu) 一個二桿組,串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu) 將兩個或更多的單自由度機(jī)構(gòu)前后相接，前一個機(jī)構(gòu)的輸出即作為后一個機(jī)構(gòu)的輸入。,第四節(jié) 機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計 一、機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合 1、基本概念 若干個單

13、自由度的基本機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件連接在一起，保留各自的輸出運動；或若干個單自由度機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件連接在一起，保留各自的輸入運動；或輸入構(gòu)件連接在一起、輸出構(gòu)件也連接在一起；均稱為并行連接。其特征是各基本機(jī)構(gòu)均是單自由度機(jī)構(gòu)。,INPUT,2、并聯(lián)組合分類,3、并聯(lián)組合實例,I型并聯(lián)機(jī)構(gòu),II型并聯(lián)機(jī)構(gòu),III型并聯(lián)機(jī)構(gòu),二、并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新 1.并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合原理與創(chuàng)新方法 兩個或兩個以上基本機(jī)構(gòu)并列布置，稱為并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合。 型并聯(lián)各個基本機(jī)構(gòu)有共同的輸入構(gòu)件，但卻有各自的輸出構(gòu)件。； 型并聯(lián)各個基本機(jī)構(gòu)具有各自的輸入構(gòu)件，而有共同的輸出構(gòu)件 型并聯(lián)各個基本機(jī)構(gòu)有共同的輸入與輸出構(gòu)件； 按輸出運

14、動的性質(zhì)劃分： 簡單型并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合，輸入或輸出運動的性質(zhì)是簡單的移動、轉(zhuǎn)動或擺動。 復(fù)雜型并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合 ，主要用于實現(xiàn)復(fù)雜的運動或動作要求，它的輸出形式一般按功能要求而設(shè)定。,2.并聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合的主要功能分析 (1)型并聯(lián)式組合相當(dāng)于運動的合成，設(shè)計時要求兩個并聯(lián)的機(jī)構(gòu)要協(xié)調(diào)，以滿足所要求的輸出運動。 例 圖示多缸發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，由多個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合而成。各曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄為,制成一體的曲軸，當(dāng)運動由各曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的活塞輸入時，曲柄即可實現(xiàn)無止點位置的定軸回轉(zhuǎn)運動，且具有良好的平衡、減振作用。,(2)型并聯(lián)式組合相當(dāng)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。

15、 例 圖示間歇傳送機(jī)構(gòu)，由兩個齒輪機(jī)構(gòu)和兩個連桿機(jī)構(gòu)組成。齒輪1經(jīng)兩個齒輪2與2帶動一對曲柄3與3同步轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)將齒輪機(jī)構(gòu)的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為間歇運動，運動可靠，常用于自動機(jī)的物料間歇送進(jìn)。,(3)型并聯(lián)組合相當(dāng)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(fù)雜的工藝動作。 例 圖示沖壓機(jī)凸輪連桿機(jī)構(gòu)，輸入機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)，凸輪1和擺桿3組成擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)凸輪1-1轉(zhuǎn)動時，推桿2實現(xiàn)

16、左右移,動，同時，擺桿3實現(xiàn)擺動，并帶動連桿機(jī)構(gòu)運動，使從動構(gòu)件滑塊5沿固聯(lián)在推桿2上的滑道上下移動。設(shè)計凸輪時應(yīng)注意推桿2與滑塊5的時序關(guān)系。,三、并聯(lián)組合的基本思路,1、對稱并聯(lián)相同的機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的平衡。 2、實現(xiàn)運動的分解與合成 3、改善機(jī)構(gòu)受力狀態(tài),組合實例 例 電影片抓片機(jī)構(gòu) （一種并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)）,一種齒輪連桿機(jī)構(gòu),把這個機(jī)構(gòu)分解一下：,它可以分為：一個五桿機(jī)構(gòu) 一個齒輪機(jī)構(gòu),二自由度機(jī)構(gòu),F = 34 - 25 2,并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)：以一個多自由度機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，將一個或多個單自由度機(jī)構(gòu)（這里統(tǒng)稱為附加機(jī)構(gòu)）的某些輸出構(gòu)件同時接入基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的運動規(guī)律是基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)輸入運

17、動規(guī)律的合成。,第五節(jié) 機(jī)構(gòu)的疊加組合與創(chuàng)新設(shè)計 一、 機(jī)構(gòu)的疊加組合 1、基本概念 機(jī)構(gòu)疊加組合是指在一個基本機(jī)構(gòu)的可動構(gòu)件上再安裝一個以上基本機(jī)構(gòu)的組合方式。把支撐其它機(jī)構(gòu)的基本機(jī)構(gòu)稱為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，安裝在基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)可動構(gòu)件上面的基本機(jī)構(gòu)稱為附加機(jī)構(gòu)。,1) I型疊加機(jī)構(gòu),2、機(jī)構(gòu)的疊加組合分類,2) II型疊加機(jī)構(gòu),1) I型疊加機(jī)構(gòu),基礎(chǔ)機(jī)構(gòu),附加機(jī)構(gòu),2) II型疊加機(jī)構(gòu),基礎(chǔ)機(jī)構(gòu),附加機(jī)構(gòu),二、疊加式機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新 1.疊加式機(jī)構(gòu)組合原理與創(chuàng)新方法 將一個機(jī)構(gòu)安裝在另一機(jī)構(gòu)的某個運動構(gòu)件上的組合形式，稱為疊加式機(jī)構(gòu)組合。 疊加式機(jī)構(gòu)組合的主要功能，是實現(xiàn)特定的輸出，完成復(fù)雜動作。 各子機(jī)

18、構(gòu)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(dá)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(jī)構(gòu)等；實現(xiàn)垂直移動，選擇移動式液壓缸或氣缸、“X”形連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等；實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，采用齒輪機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)或鏈傳動機(jī)構(gòu)等；實現(xiàn)平動，采用平行四邊形機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)等。,2.疊加式機(jī)構(gòu)組合的主要功能分析 (1)運動獨立式各機(jī)構(gòu)的運動關(guān)系是相互獨立的，其最后一個子機(jī)構(gòu)往往動作要求比較復(fù)雜,例 圖示電動玩具馬的主體運動機(jī)構(gòu)，能模仿馬飛奔前進(jìn)的運動形態(tài)。工作時分別由轉(zhuǎn)動構(gòu)件4和曲柄1輸入轉(zhuǎn)動，使曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中導(dǎo)桿2的搖擺

19、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(jī)構(gòu)作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)使馬作前進(jìn)運動，三種運動形態(tài)合成馬飛奔前進(jìn)的運動形態(tài)。,(2)運動相關(guān)式各機(jī)構(gòu)之間的運動有一定的影響，通常設(shè)定一個子機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，另一子機(jī)構(gòu)為附加機(jī)構(gòu)，通過附加機(jī)構(gòu)疊加在基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的一個活動構(gòu)件上，同時附加機(jī)構(gòu)的從動件又與基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的另一活動構(gòu)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(fù)合運動。 例 圖示搖頭電扇的傳動機(jī)構(gòu)。電動機(jī)安裝在,雙搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿上，向蝸桿輸入轉(zhuǎn)動，雙搖桿機(jī)構(gòu)的主動構(gòu)件是由電動機(jī)軸通過蝸桿蝸輪傳動的，兩個機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)動的同時又以較慢的

20、速度擺動。,三、 機(jī)構(gòu)疊加組合的關(guān)鍵問題,2、II型疊加組合機(jī)構(gòu)中，動力源安裝在基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的可動構(gòu)件上，驅(qū)動附加機(jī)構(gòu)的一個可動構(gòu)件，按附加機(jī)構(gòu)數(shù)量依次連接即可。,1、選定附加機(jī)構(gòu)與基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，確定附加機(jī)構(gòu)與基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)之間的連接方法?；蛘吒郊訖C(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件與基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的哪一個構(gòu)件連接。,3、I型疊加機(jī)構(gòu)的連接方式較為復(fù)雜，但也有規(guī)律性。,圖中,附加機(jī)構(gòu)的蝸輪與基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的行星輪連接,組合實例 例 風(fēng)扇擺頭機(jī)構(gòu), 如何能讓風(fēng)扇擺頭？用什么機(jī)構(gòu)好呢？ 擺動讓我們想起了曲柄搖桿機(jī)構(gòu),均可產(chǎn)生擺動,3,3,用雙搖桿機(jī)構(gòu)便于獲得動力。, 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)在這里應(yīng)用的比較,3,1,1,3,疊加式組合機(jī)構(gòu)：將一

21、個機(jī)構(gòu)（包括動力源）安裝在另一個機(jī)構(gòu)的構(gòu)件上，兩個機(jī)構(gòu)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,第六節(jié) 機(jī)構(gòu)的封閉組合與創(chuàng)新設(shè)計 一、機(jī)構(gòu)的封閉組合 1、基本概念 一個兩自由度機(jī)構(gòu)中的兩個輸入構(gòu)件或兩個輸出構(gòu)件或一個輸入構(gòu)件和一個輸出構(gòu)件用單自由度的機(jī)構(gòu)連接起來，形成一個自由度的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱為封閉式連接。其特征是基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)為二自由度機(jī)構(gòu)，附加機(jī)構(gòu)為單自由度機(jī)構(gòu)。,II 型封閉組合機(jī)構(gòu),III 型封閉組合機(jī)構(gòu),I 型封閉組合機(jī)構(gòu),2、分類,3、封閉組合示例,差動輪系 I型封閉機(jī)構(gòu) III型封閉組合機(jī)構(gòu),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）,二、 封閉組合的基本

22、思路 封閉組合的前提是兩自由度的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)和單自由度的的組合，組合而成的新機(jī)構(gòu)是組合機(jī)構(gòu)，基本組合思路如下。 1、常見的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主要有五桿機(jī)構(gòu)和差動輪系機(jī)構(gòu)，附加封閉機(jī)構(gòu)可以是齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)，有時也用間歇運動機(jī)構(gòu)作為封閉機(jī)構(gòu)。,2、附加機(jī)構(gòu)封閉基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的兩個輸入運動或兩個輸出運動簡便易行，工程中的應(yīng)用最為廣泛。 3、附加機(jī)構(gòu)封閉基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的一個輸入構(gòu)件和一個輸出構(gòu)件，把輸出運動再反饋回輸入構(gòu)件。,III 型封閉組合機(jī)構(gòu),I 型封閉組合機(jī)構(gòu),封閉組合實例,組合實例 例 滾齒機(jī)分度蝸輪誤差補償機(jī)構(gòu),分度蝸輪, 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(guān)系來運動。 被加工工件安

23、裝在工作臺上，工作臺下部安裝著分度蝸輪。,分度蝸輪, 齒輪的加工精度取決于它在機(jī)床上轉(zhuǎn)動的均勻性。而這在很大程度上取決于分度蝸輪的精度。 分度蝸輪制造雖很精密，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(zhuǎn)一些或少轉(zhuǎn)一些來補償。,滾齒機(jī)分度蝸輪誤差補償機(jī)構(gòu), 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(zhuǎn)一些或少轉(zhuǎn)一些。,A,1,2,S1, 凸輪廓線根據(jù)測量得的蝸輪誤差來設(shè)計。,封閉式組合機(jī)構(gòu)：以一個多自由度機(jī)構(gòu)II為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，但基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)中某個輸入構(gòu)件的運動是通過一個單自由度附加機(jī)構(gòu)I從基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的輸出構(gòu)件反饋得到的。,2,S1,第七節(jié) 其他類型的機(jī)

24、構(gòu)組合與創(chuàng)新 設(shè)計 一、機(jī)構(gòu)的混合組合方法 工程中的實用機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中，經(jīng)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。,二、附加約束組合法,附加約束組合法是指在多自由度機(jī)構(gòu)中，人為地增加約束條件，從而達(dá)到創(chuàng)新設(shè)計的目的。,用凸輪機(jī)構(gòu)約束五桿機(jī)構(gòu)C點的運動,三、復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新 1.復(fù)合式機(jī)構(gòu)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(chǔ)機(jī)構(gòu)和一個附加機(jī)構(gòu)并接在一起的組合形式稱為復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合。 基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的輸入運動除來自自身的主動構(gòu)件外，必有一個來自附加機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)組合中的基礎(chǔ)構(gòu)件一般為二自由度機(jī)構(gòu)：如五桿機(jī)構(gòu)、差動齒輪機(jī)構(gòu)等；附加機(jī)構(gòu)則為各種基本機(jī)構(gòu)及其串聯(lián)式組合。 復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合一般是不同類型的基本機(jī)構(gòu)的組合，且各種基本機(jī)構(gòu)有機(jī)地融合為一體，成為一種新機(jī)構(gòu)，如齒輪連桿機(jī)構(gòu)、凸輪連桿機(jī)構(gòu)、齒輪凸輪機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)、加速、減速、前進(jìn)、倒退等。,2.復(fù)合式機(jī)構(gòu)組合主要功能分析 例 圖示滾齒機(jī)工作臺校正機(jī)構(gòu)，基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)為差動凸輪機(jī)構(gòu)，即由齒輪1、2、凸輪4、從動搖桿3及行星架H組成，附加機(jī)構(gòu)為齒輪1、6、5、4組成的定軸輪系。當(dāng)運動由齒輪1輸入差動凸輪機(jī)構(gòu)的同時，又由齒輪1經(jīng)定軸輪系將運動輸入差動凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪4，使凸輪4在滾齒機(jī)工作臺旋轉(zhuǎn)一周時，比齒