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第八章第八章 机构的组合与创新设计机构的组合与创新设计第第1 1节节 机构组合的基本概念机构组合的基本概念第第2 2节节 机构组成原理与机构创新设计机构组成原理与机构创新设计第第3 3节节 机构串联组合与创新设计机构串联组合与创新设计第第4 4节节 机构并联组合与创新设计机构并联组合与创新设计第第6 6节节 机构叠加组合与创新设计机构叠加组合与创新设计1 1 1 1第第5 5节节 机构复合组合与创新设计机构复合组合与创新设计2021/9/231机构组合原理：机构组合原理：机构组合机构组合机构组合机构组合：将几种基本机构组合在一起，组合体的各基本机将几种基本机构组合在一起，组合体的各基本机将几种基本机构组合在一起，组合体的各基本机将几种基本机构组合在一起，组合体的各基本机构还保持各自特性，但需要各个机构的运动或动作协调配合，构还保持各自特性，但需要各个机构的运动或动作协调配合，构还保持各自特性，但需要各个机构的运动或动作协调配合，构还保持各自特性，但需要各个机构的运动或动作协调配合，以实现组合的目的。以实现组合的目的。以实现组合的目的。以实现组合的目的。（相对容易些）（相对容易些）（相对容易些）（相对容易些）指将几个基本机构按一定的原则或指将几个基本机构按一定的原则或指将几个基本机构按一定的原则或指将几个基本机构按一定的原则或规律组合成一个复杂的机构。规律组合成一个复杂的机构。规律组合成一个复杂的机构。规律组合成一个复杂的机构。组合机构组合机构组合机构组合机构：将几种基本机构融合成性能更加完善、运动形式将几种基本机构融合成性能更加完善、运动形式将几种基本机构融合成性能更加完善、运动形式将几种基本机构融合成性能更加完善、运动形式更加多样化的新机构。更加多样化的新机构。更加多样化的新机构。更加多样化的新机构。（相对难）（相对难）（相对难）（相对难）基本机构：基本机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等。连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等。连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等。连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等。组合方式：组合方式：串联式、并联式、复合式、叠加式串联式、并联式、复合式、叠加式串联式、并联式、复合式、叠加式串联式、并联式、复合式、叠加式基本概念基本概念22021/9/232第第1 1节节 机构组合的基本概念机构组合的基本概念一、最简机构一、最简机构 把由把由2 2个构件和个构件和1 1个运动副组成的开链机个运动副组成的开链机构称为最简单的机构，简称构称为最简单的机构，简称最简机构最简机构。其要。其要素是组成机构的最多构件为素是组成机构的最多构件为2 2且为开链机构。且为开链机构。2 21 11 12 2原动机的机构简图为最简机构原动机的机构简图为最简机构3 3 3 32021/9/233二、基本机构二、基本机构 把含有把含有3 3个构件以上、且不能再进行拆分个构件以上、且不能再进行拆分的闭链机构称为的闭链机构称为基本机构基本机构。其要素是闭链且。其要素是闭链且不可拆分性。不可拆分性。CBDAz1z2o1o2HCAB4 42021/9/234三、基本机构的应用三、基本机构的应用 1 1 基本机构的单独使用基本机构的单独使用 基本机构可以直接应用在机械装置中，只有一基本机构可以直接应用在机械装置中，只有一基本机构可以直接应用在机械装置中，只有一基本机构可以直接应用在机械装置中，只有一些简单机械中才包含一个基本机构，如空气压缩机些简单机械中才包含一个基本机构，如空气压缩机些简单机械中才包含一个基本机构，如空气压缩机些简单机械中才包含一个基本机构，如空气压缩机中包含一个曲柄滑块机构。中包含一个曲柄滑块机构。中包含一个曲柄滑块机构。中包含一个曲柄滑块机构。2 2 互不连接的基本机构的组合互不连接的基本机构的组合 若干个互不连接、单独工作的基本机构可以组若干个互不连接、单独工作的基本机构可以组若干个互不连接、单独工作的基本机构可以组若干个互不连接、单独工作的基本机构可以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行运动协成复杂的机械系统。各基本机构之间进行运动协成复杂的机械系统。各基本机构之间进行运动协成复杂的机械系统。各基本机构之间进行运动协调设计。调设计。调设计。调设计。5 5 5 52021/9/235 图示压片机由三个独立工作的机构组成，各机构之间的运动必须满足协调关系。6 6第第1 1节节 机构组合的基本概念机构组合的基本概念2021/9/2363 3 各基本机构互相连接的组合各基本机构互相连接的组合 各基本机构通过某种连接方法组合在各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形成一个较复杂的机械系统，这类一起，形成一个较复杂的机械系统，这类机械是工程中应用最广泛、最普遍的。机械是工程中应用最广泛、最普遍的。基本机构的连接组合方式主要有：串基本机构的连接组合方式主要有：串联组合、并联组合、叠加组合和封闭组合联组合、并联组合、叠加组合和封闭组合等。其中串联组合是应用最普遍的组合。等。其中串联组合是应用最普遍的组合。7 7 7 7第第1 1节节 机构组合的基本概念机构组合的基本概念2021/9/237四、常用的机构组合方法四、常用的机构组合方法 1 1 1 1 利用机构的组成原理，不断连接各类杆组利用机构的组成原理，不断连接各类杆组利用机构的组成原理，不断连接各类杆组利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2 2 2 2 按照串联规则组合基本机构按照串联规则组合基本机构按照串联规则组合基本机构按照串联规则组合基本机构 3 3 3 3 按照并联规则组合基本机构按照并联规则组合基本机构按照并联规则组合基本机构按照并联规则组合基本机构 4 4 4 4 按照叠加规则组合基本机构按照叠加规则组合基本机构按照叠加规则组合基本机构按照叠加规则组合基本机构 5 5 5 5 按照封闭规则组合基本机构按照封闭规则组合基本机构按照封闭规则组合基本机构按照封闭规则组合基本机构 6 6 6 6 上述方法的混合连接，可得到复杂的机构系统。上述方法的混合连接，可得到复杂的机构系统。上述方法的混合连接，可得到复杂的机构系统。上述方法的混合连接，可得到复杂的机构系统。8 8 8 8第第1 1节节 机构组合的基本概念机构组合的基本概念2021/9/238C CB BD DA Az z1 1z z2 2o o1 1o o2 2C CA AB BB BC C串联组合并联组合9 9 9 92021/9/239第第2 2节节 机构组成原理与机构创新设计机构组成原理与机构创新设计一、一、级杆组的类型级杆组的类型 n=2，pl l=3的杆组，为的杆组，为级杆组。级杆组。当当内接副为转动副时，两个外接副可同时为内接副为转动副时，两个外接副可同时为转动副，也可以一个为转动副，另一个为转动副，也可以一个为转动副，另一个为移动副，或者两个外接副同时为移动副。移动副，或者两个外接副同时为移动副。101010102021/9/2310级杆组分类图级杆组分类图 R RR RR RP PR RR RR RR RP PR RP PP PP PR RR RP PP PR RR RP PR R内接副为转动副内接副为转动副内接副为移动副内接副为移动副11111111RRRRRRRRPRRPPRPPRPRPRRPRPPRPPR2021/9/2311 二、二、级杆组类型级杆组类型 3R3R杆组（以三个内接副开始）杆组（以三个内接副开始）3R3R3R3RP PR RR RR RR RR RR RR RR RR RP PP PR RR RP PP PR RP P3R2RP3R2RP3RR2P3RR2P3R3P3R3P12121212第第2 2节节 机构组成原理与机构创新设计机构组成原理与机构创新设计2021/9/23122RP3R2RP3R2RP2RP2RP2RP2RPR2P2RPR2P2RP3P2RP3P2RP2RP杆组杆组R2PR2P杆组杆组R2P3RR2P3RR2P2RPR2P2RPR2PR2PR2PR2PR2P3PR2P3P131313132021/9/23133P3P杆组杆组3P3R3P3R3PR2P 3PR2P 3P3P 3P3P 3P2RP3P2RP14141414 二、二、级杆组类型级杆组类型 3R3R杆组（以三个内接副开始）杆组（以三个内接副开始）第第2 2节节 机构组成原理与机构创新设计机构组成原理与机构创新设计2021/9/2314三、机构组成原理与机构创新设计三、机构组成原理与机构创新设计 1 1、机构组成原理、机构组成原理 把基本杆组依次连接到原动件和机架上，可以把基本杆组依次连接到原动件和机架上，可以把基本杆组依次连接到原动件和机架上，可以把基本杆组依次连接到原动件和机架上，可以组成新机构。机构组合原理为创新设计一系列的新组成新机构。机构组合原理为创新设计一系列的新组成新机构。机构组合原理为创新设计一系列的新组成新机构。机构组合原理为创新设计一系列的新机构提供了明确的途径。机构提供了明确的途径。机构提供了明确的途径。机构提供了明确的途径。15151515 2 2、机构组成原理与机构创新、机构组成原理与机构创新 把前述的各种把前述的各种把前述的各种把前述的各种级杆组和级杆组和级杆组和级杆组和级杆组连接到原动级杆组连接到原动级杆组连接到原动级杆组连接到原动件和机架上，可以组成基本机构；再把各种件和机架上，可以组成基本机构；再把各种件和机架上，可以组成基本机构；再把各种件和机架上，可以组成基本机构；再把各种级杆级杆级杆级杆组和组和组和组和级杆组连接到基本机构的从动件上，可以组级杆组连接到基本机构的从动件上，可以组级杆组连接到基本机构的从动件上，可以组级杆组连接到基本机构的从动件上，可以组成复杂的机构系统。成复杂的机构系统。成复杂的机构系统。成复杂的机构系统。2021/9/2315B BC CA A+=B BC CA AD DE E+D DE E=B BC CA ARRP杆组连接到原动件和机架上杆组连接到原动件和机架上连接连接级级杆组杆组16161616第第2 2节节 机构组成原理与机构创新设计机构组成原理与机构创新设计2021/9/2316B BC CD DA AB BC CD DA AE EF FGG+B BC CD DA AE EF FGG=B BE EF FGGC CD DA ARRRRRR杆组连接到原动件和机架上杆组连接到原动件和机架上RRRRRR杆组连接机构的从动件杆组连接机构的从动件和机架上和机架上171717172021/9/2317连接连接级级杆组到一个原动件和机架上杆组到一个原动件和机架上A AB BC CF FGGD DE EA AB BC CF FGGD DE E=+A AB BC CF FGGD DE E=+A AB BC CF FGGD DE EH HK KK KH H3R3R3R3R杆组连接到三个原动件杆组连接到三个原动件(并联机构并联机构)181818182021/9/2318A A+F FGGC CE EB BD D=A AF FGGC CE EB BD D3R2RP3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上杆组连接到一个原动件和机架上 杆组类型很多杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件把基本杆组连接到原动件和机架上可组成新机构。把和机架上可组成新机构。把基本杆组再连接基本杆组再连接到机构的从动件和机架上可组成复杂机构。到机构的从动件和机架上可组成复杂机构。19191919第第2 2节节 机构组成原理与机构创新设计机构组成原理与机构创新设计2021/9/2319第第3 3节节 机构的串联组合与创新设计机构的串联组合与创新设计一、机构的串联组合一、机构的串联组合 1 1、基本概念、基本概念 前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件刚性连接在一起，称之为刚性连接在一起，称之为刚性连接在一起，称之为刚性连接在一起，称之为串联组合串联组合串联组合串联组合。前一个机构称为。前一个机构称为。前一个机构称为。前一个机构称为前置机构前置机构前置机构前置机构，后一个机构称为，后一个机构称为，后一个机构称为，后一个机构称为后置机构后置机构后置机构后置机构。其特征是前置。其特征是前置。其特征是前置。其特征是前置机构和后置机构都是单自由度的机构。机构和后置机构都是单自由度的机构。机构和后置机构都是单自由度的机构。机构和后置机构都是单自由度的机构。202020202021/9/2320机构机构机构机构1 1机构机构机构机构2 2机构机构机构机构1 1机构机构机构机构2 2前置机构前置机构前置机构前置机构后置机构后置机构后置机构后置机构 型串联型串联 前置机构前置机构前置机构前置机构后置机构后置机构后置机构后置机构型串联型串联2、串联组合分类、串联组合分类21212121连接点连接点 简单运动简单运动连接点连接点 复杂平面运动复杂平面运动第3节 机构的串联组合与创新设计2021/9/2321B BC CD DA AE EF FZ Z1 1C CA AB BD DZ Z2 2型串联组合型串联组合型串联组合型串联组合 前置机构中做简单运动的构件与后置机前置机构中做简单运动的构件与后置机构的原动件连接。构的原动件连接。前置机构中做复杂运动的构件与后置机前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的原动件连接。构的原动件连接。22222222连接点连接点 简单运动简单运动连接点连接点 复杂平面运动复杂平面运动2021/9/2322二、机构串联组合基本思路二、机构串联组合基本思路 1 1、实现后置机构的速度变换、实现后置机构的速度变换、实现后置机构的速度变换、实现后置机构的速度变换 2 2、实现后置机构的运动变换、实现后置机构的运动变换、实现后置机构的运动变换、实现后置机构的运动变换 3 3、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）23232323第3节 机构的串联组合与创新设计2021/9/2323C CB BD DA Az z1 1z z2 2E EA AC CB BD D减少连杆机构的速度减少连杆机构的速度改变滑块的运动规律改变滑块的运动规律组合实例：组合实例：242424242021/9/232425252021/9/2325第第3节节 机构的串联组合与创新设计机构的串联组合与创新设计串联定义串联定义 指若干个单自由度的基本机构指若干个单自由度的基本机构A A、B B、C C等按等按顺序联接，每一个前置机构的输出运动是后置机顺序联接，每一个前置机构的输出运动是后置机构的输入。构的输入。联接点设在前置机构中作联接点设在前置机构中作平面复杂平面复杂平面复杂平面复杂运动的构件上运动的构件上型串联：型串联：型串联：型串联：联接点设在前置机构中作联接点设在前置机构中作简单运动简单运动简单运动简单运动的连架杆上的连架杆上262021/9/2326型串联组合型串联组合两个两个基本机构基本机构的串联组合。的串联组合。前置前置子机构子机构后置子后置子机构机构1.1.连杆连杆 机构机构连杆机构连杆机构凸轮机构凸轮机构齿轮机构齿轮机构槽轮机构槽轮机构棘轮机构棘轮机构其它基本机构其它基本机构 可利用变速转动的输入获得等速转动的输出，可利用变速转动的输入获得等速转动的输出，可利用变速转动的输入获得等速转动的输出，可利用变速转动的输入获得等速转动的输出，还可利用杠杆原理，确定合适的铰接位置，在不还可利用杠杆原理，确定合适的铰接位置，在不还可利用杠杆原理，确定合适的铰接位置，在不还可利用杠杆原理，确定合适的铰接位置，在不减小机构传动角的情况下实现增程和增力。减小机构传动角的情况下实现增程和增力。减小机构传动角的情况下实现增程和增力。减小机构传动角的情况下实现增程和增力。可获得变速凸轮、移动凸轮，使后置子机构可获得变速凸轮、移动凸轮，使后置子机构可获得变速凸轮、移动凸轮，使后置子机构可获得变速凸轮、移动凸轮，使后置子机构的从动件获得更多的运动规律。的从动件获得更多的运动规律。的从动件获得更多的运动规律。的从动件获得更多的运动规律。利用摆动和移动输入，获得从动齿轮或齿条利用摆动和移动输入，获得从动齿轮或齿条利用摆动和移动输入，获得从动齿轮或齿条利用摆动和移动输入，获得从动齿轮或齿条的大行程摆动或移动，还可利用变速转动的输入的大行程摆动或移动，还可利用变速转动的输入的大行程摆动或移动，还可利用变速转动的输入的大行程摆动或移动，还可利用变速转动的输入进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。利用变速转动输入，减小槽轮转位的速度波动。利用变速转动输入，减小槽轮转位的速度波动。利用变速转动输入，减小槽轮转位的速度波动。利用变速转动输入，减小槽轮转位的速度波动。利用往复摆动和移动拨动棘轮间歇转动。利用往复摆动和移动拨动棘轮间歇转动。利用往复摆动和移动拨动棘轮间歇转动。利用往复摆动和移动拨动棘轮间歇转动。功用功用272021/9/2327型串联组合型串联组合两个两个基本机构基本机构的串联组合。的串联组合。2.2.凸轮凸轮机构机构各种类型的各种类型的基本机构基本机构 后置子机构利用凸轮机构输出后置子机构利用凸轮机构输出后置子机构利用凸轮机构输出后置子机构利用凸轮机构输出构件的运动规律改善后置子机构的构件的运动规律改善后置子机构的构件的运动规律改善后置子机构的构件的运动规律改善后置子机构的运动持性，或使其运动行程增大。运动持性，或使其运动行程增大。运动持性，或使其运动行程增大。运动持性，或使其运动行程增大。3.3.齿轮齿轮机构机构各种类型的各种类型的基本机构基本机构 获得各种减速、增速以及其它获得各种减速、增速以及其它获得各种减速、增速以及其它获得各种减速、增速以及其它的功能要求。的功能要求。的功能要求。的功能要求。型串联组合型串联组合 常用于改善输出构件的运动和动常用于改善输出构件的运动和动常用于改善输出构件的运动和动常用于改善输出构件的运动和动力特性，或用于运动或力的放大。力特性，或用于运动或力的放大。力特性，或用于运动或力的放大。力特性，或用于运动或力的放大。前置前置子机构子机构后置子后置子机构机构 功用功用282021/9/2328型串联组合示例：型串联组合示例：1问题问题现象现象解决解决方案方案 槽轮机构常用于转位和分度的机械装置中，但它槽轮机构常用于转位和分度的机械装置中，但它槽轮机构常用于转位和分度的机械装置中，但它槽轮机构常用于转位和分度的机械装置中，但它的运动和动力特性不太理想，尤其在槽数较少的外槽的运动和动力特性不太理想，尤其在槽数较少的外槽的运动和动力特性不太理想，尤其在槽数较少的外槽的运动和动力特性不太理想，尤其在槽数较少的外槽轮机构中，其轮机构中，其轮机构中，其轮机构中，其角速度和角加速度角速度和角加速度角速度和角加速度角速度和角加速度的的的的波动波动波动波动均达到很大数均达到很大数均达到很大数均达到很大数值，造成工作台转位不稳定。值，造成工作台转位不稳定。值，造成工作台转位不稳定。值，造成工作台转位不稳定。图例图例双曲柄机构与槽轮机构的串联式组合。双曲柄机构与槽轮机构的串联式组合。分析分析原因原因 主动拨盘作匀速转动时，其滚销在槽轮的传动槽主动拨盘作匀速转动时，其滚销在槽轮的传动槽主动拨盘作匀速转动时，其滚销在槽轮的传动槽主动拨盘作匀速转动时，其滚销在槽轮的传动槽内沿径向位置相对滚移，致使槽轮受力作用点也沿径内沿径向位置相对滚移，致使槽轮受力作用点也沿径内沿径向位置相对滚移，致使槽轮受力作用点也沿径内沿径向位置相对滚移，致使槽轮受力作用点也沿径向位置发生变化。导致槽轮在一次转位过程中，角速向位置发生变化。导致槽轮在一次转位过程中，角速向位置发生变化。导致槽轮在一次转位过程中，角速向位置发生变化。导致槽轮在一次转位过程中，角速度由小变大，又由大变小。度由小变大，又由大变小。度由小变大，又由大变小。度由小变大，又由大变小。292021/9/2329型串联组合示例：型串联组合示例：1其它解决其它解决方案方案图例图例 转动导杆槽轮机转动导杆槽轮机转动导杆槽轮机转动导杆槽轮机构构构构、凸轮槽轮机构、凸轮槽轮机构、凸轮槽轮机构、凸轮槽轮机构、椭圆齿轮槽轮机构、椭圆齿轮槽轮机构、椭圆齿轮槽轮机构、椭圆齿轮槽轮机构、双槽轮机构的串联等。双槽轮机构的串联等。双槽轮机构的串联等。双槽轮机构的串联等。302021/9/2330型串联组合示例：型串联组合示例：2图例图例目的：目的：目的：目的：使牛头刨床的从动件使牛头刨床的从动件使牛头刨床的从动件使牛头刨床的从动件4 4 4 4实现近似匀速往复移动。实现近似匀速往复移动。实现近似匀速往复移动。实现近似匀速往复移动。解决方案：解决方案：解决方案：解决方案：转动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构ABDABDABDABD为前置子机构为前置子机构为前置子机构为前置子机构，曲柄，曲柄，曲柄，曲柄1 1 1 1为主动件，绕固定为主动件，绕固定为主动件，绕固定为主动件，绕固定轴轴轴轴A A A A匀速转动，使该机构的从动件匀速转动，使该机构的从动件匀速转动，使该机构的从动件匀速转动，使该机构的从动件2 2 2 2输出非匀速转动。输出非匀速转动。输出非匀速转动。输出非匀速转动。六杆机构六杆机构六杆机构六杆机构BCEFGBCEFGBCEFGBCEFG为后为后为后为后置子机构置子机构置子机构置子机构，主动构件为曲柄，主动构件为曲柄，主动构件为曲柄，主动构件为曲柄BEBEBEBE（即前置子机构的输出构件（即前置子机构的输出构件（即前置子机构的输出构件（即前置子机构的输出构件2 2 2 2），因），因），因），因2 2 2 2构件输构件输构件输构件输入的是非匀速转动，所以中和了后续机构的转速变化。故当曲柄入的是非匀速转动，所以中和了后续机构的转速变化。故当曲柄入的是非匀速转动，所以中和了后续机构的转速变化。故当曲柄入的是非匀速转动，所以中和了后续机构的转速变化。故当曲柄1 1 1 1匀速转动匀速转动匀速转动匀速转动时，滑块时，滑块时，滑块时，滑块4 4 4 4在某区段内实现近似匀速往复移动。在某区段内实现近似匀速往复移动。在某区段内实现近似匀速往复移动。在某区段内实现近似匀速往复移动。312021/9/2331型串联组合示例：型串联组合示例：3图例图例目的：目的：使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮连杆机构的使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮连杆机构的使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮连杆机构的使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮连杆机构的从动件从动件从动件从动件5 5 5 5 近似实近似实近似实近似实现匀速移动现匀速移动现匀速移动现匀速移动。解决方案：解决方案：前置子机构前置子机构前置子机构前置子机构为输出非匀速转动的为输出非匀速转动的为输出非匀速转动的为输出非匀速转动的椭圆齿轮机构椭圆齿轮机构椭圆齿轮机构椭圆齿轮机构，通过一，通过一，通过一，通过一对齿轮串联后置机构，使对齿轮串联后置机构，使对齿轮串联后置机构，使对齿轮串联后置机构，使后置子机构后置子机构后置子机构后置子机构的主动曲柄的主动曲柄的主动曲柄的主动曲柄3 3 3 3输入非匀速转动，而使输入非匀速转动，而使输入非匀速转动，而使输入非匀速转动，而使从动件从动件从动件从动件5 5 5 5满足工作要求。满足工作要求。满足工作要求。满足工作要求。322021/9/2332型串联组合的主要设计内容型串联组合的主要设计内容设计内容：设计内容：（1 1）按照后置子机构输出的运动规律实际按照后置子机构输出的运动规律实际按照后置子机构输出的运动规律实际按照后置子机构输出的运动规律实际要求，确定前置子机构应输出的运动规律。要求，确定前置子机构应输出的运动规律。要求，确定前置子机构应输出的运动规律。要求，确定前置子机构应输出的运动规律。（2 2）按已经确定的运动规律，对前置子机按已经确定的运动规律，对前置子机按已经确定的运动规律，对前置子机按已经确定的运动规律，对前置子机构进行尺寸综合。构进行尺寸综合。构进行尺寸综合。构进行尺寸综合。目的一：目的一：改善输出构件运动特性改善输出构件运动特性目的二：目的二：对输出构件的对输出构件的增力、增程、增速增力、增程、增速根据增力、增程及增速的具体要求选择不同根据增力、增程及增速的具体要求选择不同根据增力、增程及增速的具体要求选择不同根据增力、增程及增速的具体要求选择不同的方法，若选择的方法，若选择的方法，若选择的方法，若选择连杆机构连杆机构连杆机构连杆机构，则按杠杆原理确，则按杠杆原理确，则按杠杆原理确，则按杠杆原理确定支点的位置，即确定相关杆的长度比；若定支点的位置，即确定相关杆的长度比；若定支点的位置，即确定相关杆的长度比；若定支点的位置，即确定相关杆的长度比；若选择选择选择选择齿轮机构齿轮机构齿轮机构齿轮机构，就需要确定适当的齿数比。，就需要确定适当的齿数比。，就需要确定适当的齿数比。，就需要确定适当的齿数比。设计内容：设计内容：参见下面的示例参见下面的示例参见下面的示例参见下面的示例参见上面的示例参见上面的示例参见上面的示例参见上面的示例33332021/9/2333型串联组合示例：型串联组合示例：4图例图例目的：目的：增加输出构件滑块增加输出构件滑块E E的冲压能力。的冲压能力。解决方案：解决方案：前置子机构前置子机构为铰链四杆机构为铰链四杆机构ABCDABCD，后置子机构后置子机构为摇杆滑块机构为摇杆滑块机构DCEDCE。若。若设连杆设连杆BCBC所受力为所受力为F F，连杆，连杆CECE所受力所受力为为P P，则滑块所产生的压力，则滑块所产生的压力Q Q为：为：Q QP Pcoscos F F L L/S S coscos。减小减小 和和S S、增大、增大L L均能增大均能增大Q Q力。力。设计时可根据要求确定设计时可根据要求确定、S S和和L L。34342021/9/2334型串联组合示例：型串联组合示例：5图例图例目的：目的：增大织机开口机构上构件增大织机开口机构上构件增大织机开口机构上构件增大织机开口机构上构件 9 9的行程的行程的行程的行程。解决方案：解决方案：解决方案：解决方案：共轭凸轮连杆机构共轭凸轮连杆机构共轭凸轮连杆机构共轭凸轮连杆机构 （凸轮机构与连杆机构的串联）（凸轮机构与连杆机构的串联）（凸轮机构与连杆机构的串联）（凸轮机构与连杆机构的串联）在轴在轴在轴在轴OOOO安装一对共扼凸轮，主凸轮安装一对共扼凸轮，主凸轮安装一对共扼凸轮，主凸轮安装一对共扼凸轮，主凸轮1 1 1 1和回凸和回凸和回凸和回凸轮轮轮轮2 2 2 2分别与摆杆分别与摆杆分别与摆杆分别与摆杆5 5 5 5上的滚子上的滚子上的滚子上的滚子MMMM和和和和N N N N接触，接触，接触，接触，铰链四铰链四铰链四铰链四杆机构杆机构杆机构杆机构ABCDABCDABCDABCD和曲柄滑块机构和曲柄滑块机构和曲柄滑块机构和曲柄滑块机构DEFDEFDEFDEF依次与该共依次与该共依次与该共依次与该共扼凸轮机构串联扼凸轮机构串联扼凸轮机构串联扼凸轮机构串联。由于四杆机构中构件由于四杆机构中构件由于四杆机构中构件由于四杆机构中构件5 5 5 5的的的的AMAMAMAM（或（或（或（或ANANANAN）段长）段长）段长）段长度小于度小于度小于度小于ABABABAB段长度，以及曲柄滑块机构中构件段长度，以及曲柄滑块机构中构件段长度，以及曲柄滑块机构中构件段长度，以及曲柄滑块机构中构件7 7 7 7的的的的DCDCDCDC长度小于长度小于长度小于长度小于DEDEDEDE长度，所以该凸轮机构与两长度，所以该凸轮机构与两长度，所以该凸轮机构与两长度，所以该凸轮机构与两套连杆机构串联后，产生两次扩大从动滑块套连杆机构串联后，产生两次扩大从动滑块套连杆机构串联后，产生两次扩大从动滑块套连杆机构串联后，产生两次扩大从动滑块9 9 9 9行行行行程的作用。程的作用。程的作用。程的作用。35352021/9/2335型串联组合示例：型串联组合示例：6图例图例利用齿轮齿条的大行程直移机构。利用齿轮齿条的大行程直移机构。利用齿轮齿条的大行程直移机构。利用齿轮齿条的大行程直移机构。机构是由两个齿轮齿条机构串联组合而成。机架上装有固定齿条机构是由两个齿轮齿条机构串联组合而成。机架上装有固定齿条机构是由两个齿轮齿条机构串联组合而成。机架上装有固定齿条机构是由两个齿轮齿条机构串联组合而成。机架上装有固定齿条1 1 1 1，移动台，移动台，移动台，移动台上装有活动齿条上装有活动齿条上装有活动齿条上装有活动齿条2 2 2 2。气缸。气缸。气缸。气缸4 4 4 4中活塞杆移动时推动齿轮中活塞杆移动时推动齿轮中活塞杆移动时推动齿轮中活塞杆移动时推动齿轮3 3 3 3在固定齿条在固定齿条在固定齿条在固定齿条1 1 1 1上滚动，同时上滚动，同时上滚动，同时上滚动，同时与与与与3 3 3 3齿轮同轴的齿轮齿轮同轴的齿轮齿轮同轴的齿轮齿轮同轴的齿轮5 5 5 5带动活动齿条带动活动齿条带动活动齿条带动活动齿条2 2 2 2移动。活动齿条移动。活动齿条移动。活动齿条移动。活动齿条2 2 2 2的行程的行程的行程的行程B B B B=2=2=2=2 z z z z5 5 5 5/z/z/z/z3 3 3 3 A A A A（A A A A为活塞行程）。为活塞行程）。为活塞行程）。为活塞行程）。该机构在行程被放大的同时，速度也被放大，必要时应考虑速度缓冲问题。该机构在行程被放大的同时，速度也被放大，必要时应考虑速度缓冲问题。该机构在行程被放大的同时，速度也被放大，必要时应考虑速度缓冲问题。该机构在行程被放大的同时，速度也被放大，必要时应考虑速度缓冲问题。若在定齿条与动齿条之间只设置一个齿轮则可使行程与速度增倍。若在定齿条与动齿条之间只设置一个齿轮则可使行程与速度增倍。若在定齿条与动齿条之间只设置一个齿轮则可使行程与速度增倍。若在定齿条与动齿条之间只设置一个齿轮则可使行程与速度增倍。36362021/9/2336型串联组合型串联组合两个两个基本机构基本机构的串联组合。的串联组合。前置子机构前置子机构后置子机构后置子机构1.1.连杆机构连杆机构各种类型的各种类型的基本机构基本机构连杆机构中的连杆。连杆机构中的连杆。连杆机构中的连杆。连杆机构中的连杆。前后前后联结点联结点2.2.周转轮系周转轮系周转轮系中的行星轮。周转轮系中的行星轮。周转轮系中的行星轮。周转轮系中的行星轮。功用功用 利用前置子机构与后置子机构联接点处利用前置子机构与后置子机构联接点处的特殊运动轨迹，使机构的输出构件实现所的特殊运动轨迹，使机构的输出构件实现所要求的运动规律。要求的运动规律。37372021/9/2337型串联组合示例：型串联组合示例：1图例图例 所示为一具有运动停歇的多杆机构。在铰链四杆机构所示为一具有运动停歇的多杆机构。在铰链四杆机构所示为一具有运动停歇的多杆机构。在铰链四杆机构所示为一具有运动停歇的多杆机构。在铰链四杆机构OABDOABDOABDOABD中，连杆中，连杆中，连杆中，连杆E E E E点的轨迹上有一段近似直线（图中虚线点的轨迹上有一段近似直线（图中虚线点的轨迹上有一段近似直线（图中虚线点的轨迹上有一段近似直线（图中虚线所示），以所示），以所示），以所示），以F F F F点为转动中心的导杆，在图示位置，其导向点为转动中心的导杆，在图示位置，其导向点为转动中心的导杆，在图示位置，其导向点为转动中心的导杆，在图示位置，其导向槽与槽与槽与槽与E E E E点轨迹的近似直线段重合。当点轨迹的近似直线段重合。当点轨迹的近似直线段重合。当点轨迹的近似直线段重合。当E E E E点点点点沿直线部分运动沿直线部分运动沿直线部分运动沿直线部分运动时，导杆时，导杆时，导杆时，导杆停歇停歇停歇停歇。简记简记直线停歇直线停歇38382021/9/2338型串联组合示例：型串联组合示例：2图例图例 如图所示的多杆机构。在一个运动循环内，滑块可实现两个不如图所示的多杆机构。在一个运动循环内，滑块可实现两个不如图所示的多杆机构。在一个运动循环内，滑块可实现两个不如图所示的多杆机构。在一个运动循环内，滑块可实现两个不同的行程。在铰链四杆机构同的行程。在铰链四杆机构同的行程。在铰链四杆机构同的行程。在铰链四杆机构BCDEBCDEBCDEBCDE中，连杆中，连杆中，连杆中，连杆2 2 2 2的的的的A A A A点画出一个具有自点画出一个具有自点画出一个具有自点画出一个具有自交点的横向交点的横向交点的横向交点的横向8 8 8 8字形的连杆曲线（图中虚线所示），与连杆字形的连杆曲线（图中虚线所示），与连杆字形的连杆曲线（图中虚线所示），与连杆字形的连杆曲线（图中虚线所示），与连杆2 2 2 2铰接在铰接在铰接在铰接在A A A A点的构件点的构件点的构件点的构件4 4 4 4又和沿固定导路移动的滑块又和沿固定导路移动的滑块又和沿固定导路移动的滑块又和沿固定导路移动的滑块5 5 5 5在在在在F F F F点铰接。点铰接。点铰接。点铰接。这样就导致这样就导致这样就导致这样就导致曲柄曲柄曲柄曲柄1 1 1 1回转一周时回转一周时回转一周时回转一周时，滑块滑块滑块滑块5 5 5 5可可可可往复移动两次往复移动两次往复移动两次往复移动两次。简记简记自交曲线自交曲线39392021/9/2339型串联组合示例：型串联组合示例：3图例图例 利用行星轮系中的行星齿轮的平面复合运动输出特殊的运动轨迹，串联组合利用行星轮系中的行星齿轮的平面复合运动输出特殊的运动轨迹，串联组合利用行星轮系中的行星齿轮的平面复合运动输出特殊的运动轨迹，串联组合利用行星轮系中的行星齿轮的平面复合运动输出特殊的运动轨迹，串联组合后置子机构，使输出构件满足特殊的运动要求。后置子机构，使输出构件满足特殊的运动要求。后置子机构，使输出构件满足特殊的运动要求。后置子机构，使输出构件满足特殊的运动要求。在如图所示的行星齿轮连杆机构中，系杆在如图所示的行星齿轮连杆机构中，系杆在如图所示的行星齿轮连杆机构中，系杆在如图所示的行星齿轮连杆机构中，系杆1 1 1 1为输入构件，行星齿轮为输入构件，行星齿轮为输入构件，行星齿轮为输入构件，行星齿轮2 2 2 2与固定齿与固定齿与固定齿与固定齿轮轮轮轮5 5 5 5相啮合，当两齿轮的齿数满足相啮合，当两齿轮的齿数满足相啮合，当两齿轮的齿数满足相啮合，当两齿轮的齿数满足z z z z5 5 5 5=3=3=3=3 z z z z2 2 2 2时，轮时，轮时，轮时，轮2 2 2 2节圆上点的轨迹是节圆上点的轨迹是节圆上点的轨迹是节圆上点的轨迹是3 3 3 3段近似圆段近似圆段近似圆段近似圆弧的摆线，其圆弧的半径近似等于弧的摆线，其圆弧的半径近似等于弧的摆线，其圆弧的半径近似等于弧的摆线，其圆弧的半径近似等于8r8r8r8r2 2 2 2（r r r r2 2 2 2为齿轮为齿轮为齿轮为齿轮2 2 2 2的节圆半径）。的节圆半径）。的节圆半径）。的节圆半径）。所以当连杆所以当连杆所以当连杆所以当连杆3 3 3 3的长度等于的长度等于的长度等于的长度等于8r8r8r8r2 2 2 2时，滑块时，滑块时，滑块时，滑块4 4 4 4与连杆与连杆与连杆与连杆3 3 3 3的铰接点近似位于圆心处，的铰接点近似位于圆心处，的铰接点近似位于圆心处，的铰接点近似位于圆心处，则滑块处于则滑块处于则滑块处于则滑块处于停歇停歇停歇停歇状态。状态。状态。状态。简记简记圆弧停歇圆弧停歇40402021/9/2340型串联组合的主要设计内容型串联组合的主要设计内容设计内容：设计内容：如何确定运动轨迹。如何确定运动轨迹。如何确定运动轨迹。如何确定运动轨迹。目的：目的：实现从动件的特定或特殊运动规律实现从动件的特定或特殊运