第三章機構組合與創新設計基本機構及其運動特性基本機構及其組合的概念機構組成原理與機構創新設計機構的串聯組合與創新設計機構的并聯組合與創新設計機構的疊加組合與創新設計機構的封閉組合與創新設計其它類型的機構組合與創新設計一、基本機構的概念§3-1基本機構及其運動特性

本章把連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等結構最簡單且不能再進行分割的閉鏈機構稱為基本機構，或稱為機構的基本型。工程中，基本機構雖然有著廣泛的應用，但由基本機構組合在一起而形成的機構系統的應用更為廣泛?；緳C構是創新設計機構系統的基礎。常用基本型（一）連桿機構的基本型1.曲柄搖桿機構3.雙搖桿機構2.雙曲柄機構4.曲柄滑塊機構7.擺動導桿機構5.曲柄搖塊機構6.轉動導桿機構8.移動導桿機構(定塊機構)10.正切機構9.正弦機構11.雙轉塊機構12.雙滑塊機構常用基本型（二）齒輪類機構的基本型1.圓柱齒輪機構3.蝸桿機構2.圓錐齒輪機構用于垂直不相交軸之間的等速轉動到等速轉動的運動變換，實現機構的大速比減速傳動。一般情況下蝸桿傳動機構具有自鎖性。常用基本型（三）凸輪類機構的基本型1.直動從動件盤形凸輪機構2.擺動從動件盤形凸輪機構3.直動從動件圓柱凸輪機構4.擺動從動件圓柱凸輪機構常用基本型（四）間歇運動機構的基本型1.

(外)棘輪機構2.

槽輪機構

槽輪機構是把連續等速轉動轉化為間歇轉動的常用機構。主動轉臂轉動一周，從動槽輪可以轉過的角度可由槽輪的結構和轉臂的個數確定。1.(內)棘輪機構3.

不完全齒輪機構

4.凸輪間歇運動機構圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構常用基本型（五）其它常用機構的基本型1.

螺旋機構

2.

(雙)萬向機構常用基本型（六）撓性傳傳動機構的基基本型主、從動件之之間靠撓性構構件連接起來來，常稱為撓撓性傳動機構構。典型的撓撓性傳動機構構有帶傳動機機構、鏈傳動動機構和繩索索傳動機構。。二、基本機構構的運動特點點分析（一）轉動到到轉動的運動動特性分析1.齒輪機機構2.帶傳動機構3.鏈傳動機構用于速度或方方向的運動變變換，即可實實現減速也可可增速傳動。。結構緊湊，，運轉平穩，，傳動比大，，機械效率高高，使用壽命命長，可靠性性好。是最常常用的轉動到到轉動的速度度變換機構。。特別是組成成各種輪系后后，其應用更更加廣泛。常用于兩轉動動軸中心距較較大時的運動動速度的變換換，即可實現現減速也可增增速傳動。運運轉平穩，傳傳動比較大，，但傳動比不不準確，過載載時發生打滑滑。是最常用用的大中心距距時轉動到轉轉動的速度變變換機構。常用于兩轉動動軸中心距較較大時的運動動速度的變換換，即可實現現減速也可增增速傳動。傳傳動比較大，，壓軸力較小小，但瞬時傳傳動比不準確確，不適合在在高速場合應應用。也是在在低速時最常常用的大中心心距轉動到轉轉動的速度變變換機構。由于完成相同同運動變換的的機構類型往往往不止一種種，因此必須須充分了解它它們的運動與與動力特性，，才能更好地地選擇基本機機構的類型。。4.摩擦輪機構5.雙曲柄機構與與轉動導桿機機構6.雙轉塊機構7.萬向機構用于速度或方方向的運動變變換，即可實實現減速也可可增速傳動。。結構緊湊簡簡單，運轉平平穩，但傳動動比不準確，，只能在小功功率且傳動比比要求不是很很準確的場合合應用。利用主動件等等速轉動、從從動件的不等等速轉動的特特點實現特殊殊工作要求。。主動轉塊與從從動轉塊同速速轉動，但它它們的轉動軸軸線平行。可可用于軸線不不重合且要求求平行傳動的的場合。單萬向機構的的輸入與輸出出速度不相等等，采用雙萬萬向機構可實實現同速輸出出，雙萬向機機構常用于汽汽車發動機到到后橋之間的的傳動軸。（二）轉動到到往復擺動的的運動特性分分析1.曲柄搖桿機構構2.擺動導桿桿機構3.曲柄搖塊塊機構4.擺動從動動件凸輪機構構曲柄搖桿機構構中的曲柄等等速轉動可實實現搖桿的往往復擺動，其其擺動角度大大小與各構件件尺寸有關，，往復擺動速速度的差異與與行程速比系系數有關。擺動導導桿機機構也也能實實現擺擺桿的的往復復擺動動，其其運動動特點點與曲曲柄搖搖桿機機構相相似，，但其其結構構緊湊湊，故故在工工程中中的應應用廣廣泛。。與上述述機構構的運運動特特點相相似，，但作作往復復擺動動的是是塊狀狀構件件，用用在特特定的的工作作環境境中。。擺動從從動件件凸輪輪機構構的特特點是是從動動件的的運動動規律律具有有多樣樣性。。按給給定的的擺動動規律律設計計凸輪輪后，，既可可實現現該運運動要要求。。（三））轉動動到往往復移移動的的運動動特性性分析析曲柄滑滑塊機機構、、正弦弦機構構、移移動導導桿機機構、、齒輪輪齒條條機構構、直直動從從動件件凸輪輪機構構、螺螺旋傳傳動機機構均均可實實現轉轉動到到往復復移動動的運運動變變換。。它們們的運運動變變換相相同，，但運運動特特性卻卻存在在很大大的差差別。。其中，，曲柄柄滑塊塊機構構、正正弦機機構、、移動動導桿桿機構構中的的移動動構件件作往往復變變速移移動；；直動動從動動件凸凸輪機機構中中的移移動桿桿的運運動規規律可可實現現運動動特性性的多多樣化化；齒齒輪齒齒條機機構和和螺旋旋傳動動機構構可實實現移移動件件的等等速運運動。。（四））轉動動到間間隙轉轉動的的運動動特性性分析析槽輪機機構、、不完完全齒齒輪機機構、、分度度凸輪輪機構構都能能實現現等速速轉動動到間間歇轉轉動的的運動動要求求。（五））擺動動到連連續轉轉動的的運動動特性性分析析曲柄搖搖桿機機構、、擺動動導桿桿機構構中的的搖桿桿和擺擺桿為為主動動件時時，可可實現現曲柄柄的連連續轉轉動。。這種種運動動變換換過程程中，，要注注意克克服機機構運運動中中的死死點位位置。。（六））移動動到連連續轉轉動的的運動動特性性分析析曲柄滑塊機機構齒輪齒條機機構不自鎖的螺螺旋傳動機機構機構是機器器中執行機機械運動的的主體裝置置，機構的的類型與復復雜程度與與機器的性性能、成本本、制造工工藝、使用用壽命、工工作可靠性性等有密切切關系。因因此機構的的設計在機機械設計的的全過程中中占有極其其重要的地地位。工程程中的實用用機械，很很少由一個個簡單的基基本機構組組成，大都都由若干個個基本機構構通過各種種連接方法法組合而成成的一個機機構系統組組成?！?-2基本機構及其組合的概念常用的機構構組合方法法有:利利用機構的的組成原理理，不斷連連接各類桿桿組，得到到復雜機構構系統;按按照串聯聯/并聯/疊加/封封閉等規則則組合基本本機構，得得到復雜機機構系統。。簡單機械的的示意圖復雜的機械械裝置/平壓模切切機§3-3機構組成原理與機構創新設計一、機構組組成原理1基本桿桿組的定義義機構具有有確定運運動的條條件：自由度數數=原動件數數◆定義：把機構構中最后后不能再再拆的自自由度為為零的構構件組稱稱為機構構的基本本桿組。。機架+原原動件：：F=1再拆成更更簡單的的F=0的桿組從動構件件組：F=0對于全低低副的桿桿組：n個構件、、pl個低副◆基本桿組組的分類類n和pl為整數n=2,4,6…桿組應該該滿足的的條件條條件:運動副數數構件數討論各基本桿的的幾種情情況：n=2,pl=3的雙雙桿組：：又叫Ⅱ級桿組組常見Ⅱ級級桿組的的形式有有5種種(應應用最廣廣且最簡簡單)內接副——連接桿組組內部構構件的運運動副外接副——與桿組外外部構件件連接的的運動副副Ⅱ級桿組組1個內接接副2個外接接副(2)n=4,pl=6的多多桿組，，又叫Ⅲ級桿組組特征:桿組中具具有一個個三副構構件。常見的三三種形式式為（含含有3個內接副副）(3)更高級別別的桿組組n>4已無實例例了!第四種形形式稱為為IV級組組。特征:有兩個三三副桿，，且4個個構件構構成四邊邊形結構構。（含有4內內接副）◆機構組成成原理：：任何機構構都是由由若干個個基本桿桿組依次次連接于于原動件件和機架架上所組組成的系系統。2機機構的組組成原理理機構＝基基本機構構＋基本本桿組牛頭刨床床的組合合過程動畫演示示◆機構組成成過程◆機構創新新設計應應遵循的的原則利用機構構組成原原理進行行機構創創新時，，在滿足足相同工工作要求求的條件件下，機機構的結結構越簡簡單、桿桿組的級級別越低低、構件件數和運運動副數數越少越越好?！魴C構命名名方式：：按所含最最高桿組組級別命命名，如如Ⅱ級機構，，Ⅲ級機構等。(Ⅰ級機機構：只只由機架架和原動動件組成成的機構構。例：：杠桿機機構、斜斜面機構構)◆結構構分析目目的3平面面機構的的結構分分析了解機構的組組成，確定機機構的級別。。把機構分解為為基本桿組、、機架和原動動件。◆結構分析析的過程拆桿組從離原動件最最遠的構件開開始試拆，先先拆II級組組，若不成，，再拆III級組，每拆拆出一個桿組組后，機構的的剩余部分仍仍應是一個與與原機構有相相同自由度的的機構，直到到只剩原動件件為止?！魲U桿組組拆拆分分原原則則◆機機構構結結構構分分析析步步驟驟★確確定定機機構構級級別別1、、正正確確計計算算機機構構的的自自由由度度；；2、、根根據據機機構構拆拆分分原原則則進進行行拆拆分分3、、最最后后定定出出機機構構的的級級別別。。桿組組拆拆分分示示例例解：：該該機機構構無無虛虛約約束束和和局局部部自自由由度度F=3××5－－2××7=1該機機構構為為II級級機機構構（一一））II級級桿桿組組的的類類型型Ⅱ級級桿桿組組結結構構形形式式二、、桿桿組組的的基基本本類類型型（二二））III級級桿桿組組的的類類型型(1/2)3R內內接接副副類類III級級桿桿組組2RP內內接接副副類類III級級桿桿組組R2P內內接接副副類類III級級桿桿組組（二二））III級級桿桿組組的的類類型型(2/2)3P內內接接副副類類III級級桿桿組組三、、按按機機構構組組合合原原理理進進行行機機構構創創新新設設計計機構構組組成成原原理理為創創新新設設計計一一系系列列的的新新機機構構提提供供了了明明確確的的途途徑徑。。II級級桿桿組組和和III級級桿桿組組連連接接到到原原動動件件和和機機架架上上，，可可以以組組成成簡單機機構；再把把各種種II級桿桿組和和III級級桿組組連接接到簡簡單機機構的的從動動件上上，可可以組組成復雜機機構。依此此類推推，可可以組組成各各種各各樣的的、能能實現現不同同功能能目標標的新新機構構。利用機機構組組成原原理進進行機機構創創新設設計(屬于于機構構運動動方案案的創創新設設計范范疇,原動動件以以作定定軸轉轉動力力主)，概念念清楚楚，方方法簡簡單，，可操操作性性好。。但要要真正正滿足足功能能要求求，還還必須須通過過尺度度綜合合，確確定待待連接接桿組組與基基本機機構輸輸出構構件的的連接接點位位置。。（一））連接接II級桿桿組1.連連接接RRR桿桿組2.連連接接RRP型型桿組組3.RRR與與RRP桿桿組的的混合合連接接（二））連接接III級級桿組組圖示機機構為為原動動件和和機架架連接接3R3R和3R2RP型III級桿桿組組組成機機構的的示意意圖。。四、利利用機機構組組合原原理進進行機機構創創新設設計的的基本本思路路利用機機構組組合原原理進進行機機構創創新設設計可可遵循循下列列原則則。1.II級機機構的的綜合合方法法、分分析方方法已已經成成熟，，可優優先考考慮II級級桿組組進行行機構構的組組合設設計。。2.掌掌握握II級桿桿組的的6種種基本本形式式，學學會II級級桿組組的變變異設設計。。3.II級桿桿組的的一個個外接接副連連接活活動構構件，，另一一個外外接副副連接接機架架。4.根根據據機構構輸出出運動動的方方式選選擇桿桿組類類型。。輸出出運動動為轉轉動或或擺動動時，，可優優先選選擇帶帶有兩兩個轉轉動副副的桿桿組，，如RRR、RPR、PRR等桿桿組；；輸出出運動動為移移動時時，可可優先先選擇擇帶有有移動動副的的桿組組。5.連連接接桿組組法只只能實實現機機構運運動方方案的的創新新設計計，實實現具具體的的機構構功能能要求求還需需進行行機構構的尺尺度綜綜合。。綜合合過程程與桿桿組的的連接接位置置的確確定有有時需需要反反復進進行，，才能能得到到滿意意的設設計結結果。。6.連連接接桿組組法也也適合合齒輪輪、凸凸輪等等其它它機構構的組組合設設計。。合理選擇齒數z1、z2，可生成任意行星曲線。本例中的行星曲線為三段近似圓弧，連接一RRP桿組，可得到滑塊具有三個停頓位置的輸出運動。行星輪系RRP桿組+§3-4機構的串聯組合與創新設計一、機機構的的串聯聯組合合方法法1.基基本本概念念前一個個機構構(稱稱為前前置機機構)的輸輸出構構件與與后一一個機機構(稱為為后置置機構構)的的輸入入構件件剛性性連接接在一一起，，稱之之為串串聯組組合。。特征:前前置置機構構和后后置機機構都都是單單自由由度機機構。。2.分分類類機構1機構2前置機構后置機構機構1機構2前置機構后置機構(a)I型串串聯(b)II型串串聯機構的的串聯聯組合合框圖圖串聯在在簡簡單運運動構構件上上串聯在在平平面運運動構構件上上3.組組合示示例滿足O1O2=AB=CD鉸鏈四桿機構ABCD滑塊機構DEF前置機構后置機構ω1ω3v5123456ω1平行四邊形機構ABCD齒輪機構z1、z2前置機構后置機構ω1v2ω11ω12345二、串串聯組組合的的基本本思路路1、I型型串聯聯連桿機構連桿機構凸輪機構齒輪機構槽輪機構棘輪機構不改變傳動角的情況下實現增程增力變速凸輪、移動凸輪獲得大行程擺動或移動/增減速減小槽輪速度波動撥動棘輪機構運動凸輪機構連桿機構凸輪機構齒輪機構槽輪機構運用前置凸輪從動件的任意運動規律，改善后置機構的運動特性或通過后置機構增大運動行程可以演化為固定凸輪的凸輪機構齒輪機構連桿機構凸輪機構齒輪機構槽輪機構棘輪機構2、II型串串聯II型型串聯聯機構構一般般利用用連桿桿機構構中的的連桿桿或周周轉輪輪系中中的行行星齒齒輪作作為前前置機機構的的輸出出構件件，利利用聯聯接處處的特特殊軌軌跡，，使輸輸出件件實現現所需需要的的運動動規律律。自動上上料機機1.實實現現后置置機構構的速速度變變換實現連連桿機機構/凸輪輪機構構等后后置機機構速速度變變換的的串聯聯組合合示意意圖工程中中應用用的原原動機機大都都采用用輸出出轉速速較高高的電電動機機或內內燃機機。為為滿足足后置置機構構低速速或變變速的的工作作要求求，前前置機機構常常采用用各種種齒輪輪機構構、齒齒輪機機構與與V帶帶傳動動或鏈鏈傳動動機構構。其其中齒齒輪機機構已已經標標準化化、系系列化化，是是應用用最為為廣泛泛的實實現速速度變變換的的前置置機構構。2.實實現后后置機機構的的運動動變換換改變后后置機機構運運動規規律的的組合合示意意圖單一機機構的的運動動規律律受到到機構構類型型的限限制，，如曲曲柄滑滑塊機機構的的滑塊塊或曲曲柄搖搖桿機機構的的搖桿桿很難難獲得得等速速運動動。串串聯一一個前前置連連桿機機構，，并通通過適適當的的尺度度綜合合，可可使后后置連連桿機機構獲獲得預預期的的運動動規律律。在滿足運動要要求的前提下下，運動鏈盡盡量短串聯組合系統統的總機械效效率等于各機機構的機械效效率連乘積，，運動鏈過長長會降低系統統的機械效率率，同時也會會導致傳動誤誤差的增大。。在進行機構構的串聯組合合時應力求運運動鏈最短。。注意：§3-5機構的并聯組合與創新設計一、機構的并并聯組合方法法1.基本概概念若干個單自由由度的基本機機構的輸入(或輸出)構構件連接在一一起，保留各各自的輸出(或輸入)運運動；或有共共同的輸入構構件與輸出構構件的連接，，稱為并行連連接。特征：各基本機構構均是單自由由度機構。2.分類機構1機構i機構1機構i機構1機構i(a)I型型并聯(b)II型并聯(c)III型并聯(并行聯接)機構并聯組合合框圖3.組合示例例兩曲柄搖桿機機構的并聯組組合兩曲柄滑塊機機構的并聯組組合I型并聯組合合機構可實現現機構的慣性性力完全平衡衡或部分平衡衡，還可實現現運動的分流流。I型并聯組合合機構II型并聯組組合機構Ⅱ型并聯組合合機構可實現現運動的合成成，這類組合合方法是設計計多缸發動機機的理論依據據。四個主動滑塊塊的移動共同同驅動一個曲曲柄的輸出圖示壓床機構構為III型型并聯組合機機構。圖中，，共同的輸入入構件為以O為圓心的小小帶輪，共同同的輸出構件件為滑塊KF。III型并聯聯組合機構III型并聯聯組合機構常常應用在壓力力機中。二、并聯組合合的基本思路路1.對稱并并聯相同機構構，實現機構構的平衡通過對稱并聯聯同類機構，，可以實現機機構慣性力的的部分平衡與與完全平衡。。利用I型并聯組合合可實現此類目目的。2.實現運運動的分解與與合成I型并聯組合合可以實現運運動的分解，，II型并聯聯組合可以實實現運動的合合成。3.改善機構構受力狀態(1/2)III型并聯聯組合機構可可使機構的受受力狀況大大大改善，因而而在沖床、壓壓床機構中得得到廣泛的應應用。曲柄驅動兩套套相同的串聯聯機構，再通通過滑塊輸出出動力，不但但減小了邊路路機構的受力力，而且使滑滑塊受力均衡衡。3.改善機構構受力狀態(2/2)將三組圖3-34b所示示的平動齒輪輪機構并聯組組合后，可得得到圖3-40所示的三三環減速器機機構。三個平平動齒輪共同同驅動一個外外齒輪減速輸輸出，不但增增加了運動平平穩性，而且且改善了傳力力性能。平動齒輪機構4.不同類類機構也可以以并聯組合這為并聯組合合的設計提供供了廣泛的應應用前景?！?-6機構的疊加組合與創新設計一、機構的的疊加組合方方法1.基本概概念機構疊加組合合是指在一個個機構的可動動構件上再安安裝一個以上上機構的組合合方式。其中中，支撐其它它機構的機構構稱為基礎機構，安裝在基礎礎機構可動構構件上面的機機構稱為附加機構。機構的疊加組組合(運動獨獨立式)是機機構組合理論論的重要組成成部分，是機機構創新設計計的重要途徑徑。2.分類附加機構基礎機構附加機構基礎機構(a)I型型疊加機構(b)II型疊加機構構機構的疊加組組合此組合中，驅驅動力作用在在附加機構上上(或者說主主動機構為附附加機構/或或由附加機構構輸入運動)。附加機構構在驅動基礎礎機構運動的的同時，也可可以有自己的的運動輸出。。附加機構安安裝在基礎機機構的可動構構件上，同時時附加機構的的輸出構件驅驅動基礎機構構的某個構件件。此組合中，附附加機構和基基礎機構分別別有各自的動動力源(或有有各自的運動動輸入構件)，最后由附附加機構輸出出運動。特點:附加加機構安裝在在基礎機構的的可動構件上上，再由設置置在基礎機構構可動構件上上的動力源驅驅動附加機構構運動。進行行多次疊加時時，前一個機機構即為后一一個機構的基基礎機構。3.組合示例例(I型)蝸桿傳動機構構安裝在行星星輪系機構的的系桿H上，由蝸輪給給行星輪提供供輸入運動，，帶動系桿緩緩慢轉動。附附加機構驅動動扇葉轉動，，并通過基礎礎機構的運動動實現附加機機構360°°全方位慢速速轉動。I型疊加機構構附加機構基礎機構蝸桿傳動機構行星輪系機構輪系系桿上疊疊加蝸桿機構構該機構可設計計出理想的電電風扇，扇葉葉轉數可通過過電動機調速速調整。附加加機構的機架架(基礎機構構的系桿)轉轉動速度為調整齒輪的齒齒數可改變附附加機構機架架的轉數。n1:電動機轉轉數nH:系桿轉數數3.組合示例例(I型)附加機構基礎機構齒輪機構連桿機構附加機構基礎機構齒輪機構齒輪機構常用電風扇的的機構簡圖雙重輪系機構構附加機構:齒齒輪l/2/3/系桿h組成的輪系系?；A機構構:齒輪4/5/系桿H組成的行星星輪系。附加加機構的系桿桿h與基礎機機構的齒輪4連接，實現現附加機構向向基礎機構的的運動傳遞。。戶外攝影車機構3.組合示例例(II型)機械手機構附加機構基礎機構ABCDCDEF缸1缸2AD二、機構疊疊加組合的關關鍵問題1.確定附附加機構與基基礎機構之間間的運動傳遞遞，或者附加加機構的輸出出構件與基礎礎機構的哪一一個構件連接接。2.動力源源安裝位置。。3.連接方方式Ⅱ型：動力源源在基礎機構構的可動構件件上，驅動附附加機構一可可動構件，按按附加機構數數量依次連接接即可。Ⅱ型型疊加機構間間的連接方式式較為簡單，，且規律性強強，應用最為為普遍。Ⅰ型:較復復雜，但有規規可循。如齒輪(附加)+連桿(基基礎)時，連接點:在輸出齒齒輪和輸入連連桿上。如齒輪(附加)+行星輪系系(基礎)時，可把附加加機構安置在在基礎輪系機機構的系桿上上，附加機構構的齒輪或系系桿與基礎機機構的齒輪連連接即可。機構疊加組合合成的新機構構具有很多優優點，可實現現復雜的運動動要求，機構構的傳力性能能較好，減小小了傳動功率率，但設計構構思難度較大大。疊加組合方法法為創建疊加加機構提供了了理論基礎。?！?-7機構的封閉組合與創新設計一、機構的封封閉組合方法法1.基本概概念一個兩自由度度機構中的兩兩個輸入構件件(或兩個輸輸出構件或一一個輸入一個個輸出構件)用單自由度度的機構連接接起來，形成成一個單自由由度的機構系系統，稱為封封閉式連接。。特征:基礎機構為二自由度機構構，附加機機構為單自自由度機構構。兩自由度的的基礎機構構共有3個個運動(2輸入1輸輸出)。當當附加機構構連接了二二自由度基基礎機構中中兩構件的的運動后，，限制了被被連接構件件的1個獨獨立運動，，使組合機機構系統的的自由度減減少1個。。因此，封封閉組合機機構的自由由度為1。。設計時，，不能分別別單獨設計計基礎機構構和附加機機構，必須須把基礎機機構和附加加機構看作作一個整體體考慮其設設計方法。。2.分類基礎機構和和附加機構構的種類不不同，所得得到的組合合機構不同同，其設計計方法也有有所不同。。根據封封閉式機構構輸入與輸輸出特性的的不同，共共有3種封封閉組合方方法。附加機構基礎機構附加機構基礎機構附加機構附加機構基礎機構單自由度2自由度III型封封閉組合機機構(1個單自自由度附加加機構封閉閉基礎機構構的I/O各1個個)Ⅰ型封閉組組合機構(1個單自自由度附加加機構封閉閉基礎機構構的兩個IorO)II型封閉閉組合機構構(2個單自自由度附加加機構封閉閉基礎機構構的兩個IorO)3.封閉組組合示例(a)差差動輪系(b)I型封閉閉機構(c)III型封封閉組合機機構2自由度差差動輪系給給定任何兩兩個輸入運運動(如如齒輪1、、3)可實實現系桿的的預期輸出出運動。在齒輪1、、3間組合合附加定軸軸輪系(齒齒輪4/5/6組成成)后，可可獲得Ⅰ型型封閉組合合機構。調調整定軸輪輪系傳動比比，可得任任意預期系系桿轉數。。把系桿H的的輸出運動動通過定軸軸輪系(齒齒輪4/5/6)反反饋到輸入入構件(齒齒輪3)后后，可到ⅢⅢ型封閉組組合機構。。差動輪系(由齒輪1/2/3/系桿H組成)為為基礎機構構，差動輪輪系的系桿桿和齒輪1經連桿機機構ABCD和齒輪機構構z1、z4封閉，四四桿機構和和定軸齒輪輪機構組成成兩個附加加機構，形形成Ⅱ型齒齒輪連桿封封閉組合機機構。2自由度五五桿機構OABCD為基礎機機構，凸輪輪機構為封封閉機構。。五桿機構構的兩個連連架桿分別別與凸輪和和推桿固接接，形成ⅠⅠ型凸輪連連桿封閉組組合機構。。凸輪機構封封閉了2自自由度蝸桿桿機構的蝸蝸輪轉動(基礎機構構的輸出運運動)和蝸蝸桿的移動動(基礎機機構的一個個輸入運動動)，是典典型的III型封閉閉組合機構構。III型封封閉組合機機構注意：機構的封封閉式組合合將產生組組合機構，，組合機構構可實現優優良的運動動特性，但但是有時會會產生機構構內部的封封閉功率流流，降低了了機械效率率。所以，，傳力封閉閉組合機構構要進行封封閉功率的的判別。二、封閉閉組合的基基本思路1.任意意兩個自由由度的機構構均可作為為基礎機構構，而單自自由度的機機構則可作作為附加封封閉機構。。常見的基礎礎機構主要要有五桿機機構和差動動輪系機構構，附加封封閉機構可可以是齒輪輪機構、凸凸輪機構和和四桿機構構，有時也也用間歇運運動機構作作為封閉機機構。如基基礎機構為為連桿機構構，封閉機機構可為連連桿機構、、齒輪機構構、凸輪機機構和間歇歇運動機構構等，這時時可組成連連桿-連桿桿組合機構構、連桿-齒輪組合合機構、連連桿-凸輪輪組合機構構、連桿-槽輪組合合機構等。。2.附加加封閉機構構封閉基礎礎機構的兩兩個輸入運運動或兩個個輸出運動動簡便易行行，應用最最為廣泛。。3.附加加封閉機構構封閉基礎礎機構的一一個輸入構構件和一個個輸出構件件，把輸出出運動再反反饋回輸入入構件。組合機構與與機構組合合疊加桿組法法、串聯機機構法、并并聯機構法法和疊加機機構法形成成的機構系系統是機構的組合合系統，在該系統統中，各基基本機構均均保持原有有特性，其其分析與綜綜合方法也也與原基本本機構相同同。機構的封閉閉式組合將將導致形成成組合機構構。組合機構構中的各基基本機構不不能單獨進進行分析與與綜合，必必須在一個個整體機構構系統的環環境中考慮慮基本機構構的分析與與綜合。這這是組合機機構與機構構組合的不不同點?！?-8其它類型的機構組合與創新設計一、機構的的混合組合合方法牛頭刨床機機構可看作齒輪輪機構與導導桿機構串串聯后，再再連接Ⅱ級級桿組DE。沖(壓)床床機構帶傳動機構構、齒輪機機構和連桿桿機構串聯聯后，再連連接Ⅱ級桿桿組CE組組成的機構構系統。二、附加約約束組合法法附加約束組組合法是指指在多自由由度機構中中，人為地地增加約束束條件(工程中的附附加約束一一般采用具具有復雜曲曲線結構的的高副)，從而達達到機構創創新設計的的目的。五桿機構ABCDE為一2自由由度機構，，用一個凸凸輪高副(凸輪固定定)約束C點的運動。。改變凸輪輪的輪廓線線形狀，可可實現滑塊塊的預期運運動。凸輪輪-連連桿桿組組合合機機構構廣泛泛應應用用于于紡紡織織和和印印刷刷機機械械中中例題題1試試對對下下圖圖所所示示的的雙雙曲曲柄柄－－槽槽輪輪機機構構進進行行分分析析。。原因是是主動動撥盤盤一般般作勻勻速轉轉動，，并且且回轉轉半徑徑不變變。當當運動動傳遞遞給槽槽輪時時，由由于主主動撥撥盤的的滾銷銷在槽槽輪的的傳動動槽內內沿徑徑向相相對滾滾移，，致使使槽輪輪受力力作用用點也也沿徑徑向發發生變變化。。若滾滾銷以以不變變的圓圓周速速度傳傳遞運運動時時，導導致槽槽輪在在一次次轉位位過程程中，，角速速度由由小變變大，，又由由大變變小。。圖例中中，采采用雙雙曲柄柄機構構與槽槽輪機機構的的串聯聯式組組合方方式。。槽輪輪機構構的主主動撥撥盤固固接在在雙曲曲柄機機構ABCD的的從動動曲柄柄上，，從動動曲柄柄上E點的的變化化速度度能夠夠中和和槽輪輪的轉轉速變變化，，使槽槽輪能能近似似等速速轉位位。。解:串串聯(雙曲柄柄+槽輪機機構)槽輪機機構常常用于于轉位位和分分度的的機械械裝置置中，，但它它的運運動和和動力力特性性不太太理想想，尤尤其在在槽數數較少少的外外槽輪輪機構構中，，其角角速度度和角角加速速度的的波動動均達達到很很大數數值，，造成成工作作臺轉轉位不不穩定定。雙曲柄柄槽輪輪機構構與普普通槽槽輪機機構的的角速速度曲曲線α:槽槽輪輪動程程時的的轉角角i:從從動槽槽輪與與其主主動構構件的的角度度比串聯組組合的的槽輪輪機構構的運運動特特性和和動力力特性性能有有較大大改善善類似改改變槽槽輪運運動和和動力力特性性的機機構串串聯組組合形形式還還有轉轉動導導桿槽槽輪機機構、、凸輪輪槽輪輪機構構、橢橢圓齒齒輪槽槽輪機機構，，以及及雙槽槽輪機機構的的串聯聯等1曲柄柄2導導桿3主動動撥盤盤4撥銷銷5槽輪輪凸輪槽槽輪機機構1主動動撥盤盤2槽輪輪3固固定凸凸輪4彈簧簧A撥銷銷轉動導桿槽槽輪機構1主動橢圓圓齒輪2帶有轉臂臂的橢圓齒齒輪3槽輪A撥銷銷1主動撥盤盤(前置槽輪輪機構)2前置槽輪輪3后后置槽輪A/B撥銷橢圓凸輪槽槽輪機構雙槽輪機構構的串聯2試對對圖示沖壓壓機凸輪連連桿機構進進行機構分分析解：圖示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和轉動時，推桿2實現左右移動；同時擺桿3實現擺動，并由擺桿的擺動帶動連桿4運動，使從動件滑塊5實現上下移動。根據所設計的凸輪，推桿2與滑塊5可實現對應的時序關系。3試對對圖示液壓壓挖掘機進進行機構分分析第一套液壓壓