第四章機構變異與創新設計第一節機構的倒置（機架變換）第二節運動副的變異與演化第三節構件的變異與演化第四節機構的擴展第五節機構的等效代換第六節運動原理的移植Page1第一節機構的倒置（機架變換）1111222233334444曲柄搖桿雙曲柄曲柄搖桿雙搖桿?全轉動副四桿機構（1）連桿機構Page2?含一個移動副的四桿機構1111222233334444曲柄滑塊轉動導桿曲柄搖塊定塊Page3?含二個移動副的副四桿機構1111222233334444雙滑塊雙轉塊正弦機構正切機構Page4（2）凸輪機構凸輪機構固定凸輪浮動凸輪Page5123ABC反凸輪機構實例固定凸輪Page6（4）撓性件傳動機構（3）齒輪機構Page7圖示是一個用于清洗汽車玻璃窗的撓性件行星傳動機構。其中撓性件1連接固定帶輪4和行星帶輪3，轉臂2的運動由連桿5傳入。當轉臂2擺動時，與行星輪3固結的桿a及其上的刷子做復雜平面運動，實現清洗工作。

Page8

ABCD123擴大BABCD123第二節運動副的演化與變異一、運動副元素尺寸的變異?擴大轉動副Page9?擴大移動副擴大CAB123CPage10δαω1v曲柄導桿機構——頂鍛機構Page11分度機構Page12二、運動副元素形狀的變異擴大AABAB簡化AB?展直A展直BPage13?繞曲在移動平面內繞曲Page14在移動平面的垂直平面上繞曲Page15

?重復再現

擺動從動件圓柱凸輪機構——蝸桿凸輪間歇機構Page16移動從動件圓柱凸輪機構——圓柱凸輪間歇機構工作原理Page17

運動副的替代Page18

滾滑副代替移動副平面低副與平面高副的等效代換1212Page19為了減小蝸桿傳動工作時齒面間的磨損，采用圓柱滾子活齒代替蝸輪上的固定齒；圖2是采用圓錐滾子活齒代替固定齒。使機構傳動效率得到提高。該機構在汽車轉向器中得到廣泛應用。仿照滾動螺旋傳動的原理，在蝸桿上嵌入鋼球，變滑動摩擦為滾動摩擦。以提高傳動效率。

Page20球面副與三個轉動副的等效代換Page21（1）構件的拆分與合并ABoC拆分CCooAA外槽輪內槽輪第三節構件的演化與變異

Page22

合并共軛凸輪Page23平行分度凸輪機構

(合并)變廓凸輪（合并）Page24

（2）改變構件的形狀與尺寸AAAABBBBCCCCDDDD平行連桿機構增加虛約束改變連架桿的形狀為圓盤聯軸器Page25雙轉塊機構十字滑塊聯軸器凸輪的形狀：盤狀、圓柱狀、圓錐狀、平板狀等

齒輪的形狀：圓柱形、圓錐形、扇形、非圓形等Page26第四節機構的擴展

引入虛約束1：4的無聲傳動Page27變換運動副Page28第五節機構的等效代換（1）運動副等效代換Page29（2）機構功能的等效代換鋼帶滾輪機構齒輪齒條機構Page30纖維連桿機構彈性間歇機構Page31纖維連桿轉動變移動Page32?基本原理：兩構件的相對運動可用與這兩構件相固連的一對相對瞬心線的純滾動來實現（3）利用瞬心線構造等效機構Page33AB=CDBD=AC1主動勻速轉動2從動變速轉動1固定時，3的瞬心線是橢圓33固定時，1的瞬心線是橢圓1P為該位置的瞬心ABCD1324

反平行四邊形機構——橢圓齒輪機構

（可改善反平行四邊性機構的死點位置）?瞬心線在創造新機構中的應用PPage34正曲柄滑塊機構——卡當機構

（可改善機構的死點位置）P是該位置的瞬心4固定時，2的瞬心線為行星輪2固定時，4的瞬心線為中心輪3的行程為1長的4倍AC1243BP代換后，在行星輪緣上任意點鉸接一直移桿都Page35（4）利用周轉輪系的不同結構進行等效代換

i241=（n2-n1）/（n4-n1）=z4/z2=2124412Page36卡當機構的同性異構機構Page37第六節機構運動原理的移植差動原理：差動齒輪、差動凸輪、差動螺旋諧波原理：諧波齒輪、諧波螺旋嚙合原理：齒輪嚙合、齒形帶、齒形鏈滾滑原理：Page38(1)普通螺旋機構的運動分析一、差動螺旋(2)差動螺旋當螺桿轉過

φ1，螺母轉動φ2時，沿其軸向移動的距離為：+表示螺桿與螺母轉動方向相同；-表示兩者相反同軸單螺旋傳動：s＝lφ/(2π)其中l為螺旋的導程；當螺桿轉過φ時，螺母沿其軸向移動的距離為:s＝（φ

1±φ2

）l/(2π)Page39（3）同軸雙螺旋傳動--微動螺旋機構設螺旋機構中A、B段的螺旋導程分別為lA、lB

,且兩端螺旋的旋向相同（即同為左旋或右旋），則當螺桿1轉過φ時，螺母2的位移s為螺桿螺母A段螺紋B段螺紋機架123s＝(lA－lB)φ/(2π）因lA、lB相差很小時，位移s可能很小，故這種螺旋機構稱為微動螺旋機構。動畫Page40如:用于調節鏜刀進刀量的螺旋機構。常用于測微計、分度機構及調節機構中。（4）同軸雙螺旋傳動--復式螺旋機構如果螺旋機構的兩段螺旋導程分別為lA、lB，且兩端螺旋的旋向相反。這種螺旋機構稱為復式螺旋機構。s＝(lA＋lB)φ/(2π）則此種螺旋機構常用于車輛的連接。123AB動畫Page41二、諧波傳動—諧波齒輪諧波傳動的組成：波發生器、柔輪、剛輪。三個構件可任意固定一個，其余兩個一為主動、