第六章 機構(gòu)構(gòu)型方案的創(chuàng)新設(shè)計

1、目 錄 第一節(jié)機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 第二節(jié)機構(gòu)的演化與變異 第三節(jié)廣義機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計 第五章第五章 機構(gòu)構(gòu)型方案的創(chuàng)新設(shè)計機構(gòu)構(gòu)型方案的創(chuàng)新設(shè)計 為了實現(xiàn)復雜的運動與動作，機械常由簡單的基為了實現(xiàn)復雜的運動與動作，機械常由簡單的基 本機構(gòu)組合而成。本機構(gòu)組合而成。 機構(gòu)的組合原理機構(gòu)的組合原理是指將幾個基本機構(gòu)按一定的是指將幾個基本機構(gòu)按一定的 原則或規(guī)律組合成一個復雜的機構(gòu)，這個復雜的原則或規(guī)律組合成一個復雜的機構(gòu)，這個復雜的 機構(gòu)一般有兩種形式，一種是幾種基本機構(gòu)融合機構(gòu)一般有兩種形式，一種是幾種基本機構(gòu)融合 成性能更加完善、運動形式更加多樣化的新機成性能更加完善、運動形式更加多樣化的新機 構(gòu)

2、，被稱為構(gòu)，被稱為組合機構(gòu)組合機構(gòu)；另一種則是幾種基本機構(gòu)；另一種則是幾種基本機構(gòu) 組合在一起，組合體的各基本機構(gòu)還保持各自特組合在一起，組合體的各基本機構(gòu)還保持各自特 性，但需要各個機構(gòu)的運動或動作協(xié)調(diào)配合，以性，但需要各個機構(gòu)的運動或動作協(xié)調(diào)配合，以 實現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱作為實現(xiàn)組合的目的，這種形式被稱作為機構(gòu)組合機構(gòu)組合。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 機構(gòu)是機器中執(zhí)行機械運動的主體裝置機構(gòu)是機器中執(zhí)行機械運動的主體裝置 機機 構(gòu)構(gòu) 的的 類類 型型 和和 復復 雜雜 程程 度度 機器的性能 機器的成本 機器的制造

3、工藝 機器的使用壽命 機器的工作可靠性 機構(gòu)的設(shè)計在機械設(shè)機構(gòu)的設(shè)計在機械設(shè) 計的整個過程中占有計的整個過程中占有 舉足輕重的地位舉足輕重的地位 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 任何復雜的機構(gòu)都是由基本機構(gòu)組合而成的任何復雜的機構(gòu)都是由基本機構(gòu)組合而成的 基本機構(gòu)： 1. 各類連桿機構(gòu) 2. 凸輪機構(gòu) 3. 齒輪機構(gòu) 4. 間歇運動機構(gòu) 5. 螺旋機構(gòu) 6. 帶傳動機構(gòu) 7. 摩擦輪機構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.1 基本機構(gòu)的應用：基本機構(gòu)的應用： （1）基本機構(gòu)單獨應用 （2）互不連接的基本機構(gòu) 的組合 A B C 3 2 1 4 壓片機 第一節(jié)第

4、一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.1基本機構(gòu)的應用：基本機構(gòu)的應用： （3）各基本機構(gòu)互相連接的組合 串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合和封閉組合等。 基本機構(gòu)的并聯(lián)組合 基本機構(gòu)的串聯(lián)組合 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.1基本機構(gòu)的應用：基本機構(gòu)的應用： （3）各基本機構(gòu)互相連接的組合 串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合和封閉組合等。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.2 常用機構(gòu)組合方法常用機構(gòu)組合方法 常用的機構(gòu)組合方式如下： 1.利用機構(gòu)的組成原理，不斷連接各類桿組，組成復雜的 機構(gòu)系統(tǒng)。 2.按照串聯(lián)規(guī)則組合基本機構(gòu)，組成復雜的串聯(lián)機構(gòu)系統(tǒng)。 3

5、.按照并聯(lián)規(guī)則組合基本機構(gòu)，組成復雜的并聯(lián)機構(gòu)系統(tǒng)。 4.按照疊加規(guī)則組合基本機構(gòu)，組成復雜的疊加機構(gòu)系統(tǒng)。 5.按照封閉規(guī)則組合基本機構(gòu)，組成復雜的封閉機構(gòu)系統(tǒng)。 6.上述方法的混合連接，可得復雜的機構(gòu)系統(tǒng)。 實際工作中，是上述方式的組合。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.2.1機構(gòu)的串聯(lián)組合機構(gòu)的串聯(lián)組合 概念概念：機構(gòu)的串聯(lián)組合是指若干個單自由度的：機構(gòu)的串聯(lián)組合是指若干個單自由度的 基本機構(gòu)順序聯(lián)接在一起。前一個機構(gòu)稱為基本機構(gòu)順序聯(lián)接在一起。前一個機構(gòu)稱為前前 置機構(gòu)置機構(gòu)，后一個機構(gòu)稱為，后一個機構(gòu)稱為后置機構(gòu)后置機構(gòu)。每一個前。每一個前 置機構(gòu)的輸出運動是后置

6、機構(gòu)的輸入。置機構(gòu)的輸出運動是后置機構(gòu)的輸入。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.2.1 機構(gòu)的串聯(lián)組合機構(gòu)的串聯(lián)組合 分類分類：根據(jù)參與組合的前后機構(gòu)連接點的不同：根據(jù)參與組合的前后機構(gòu)連接點的不同 進行劃分。聯(lián)接點可以設(shè)在前置機構(gòu)中作簡單進行劃分。聯(lián)接點可以設(shè)在前置機構(gòu)中作簡單 運動的連架桿上，稱其為運動的連架桿上，稱其為型串聯(lián)型串聯(lián)；聯(lián)接點也；聯(lián)接點也 可以設(shè)在前置機構(gòu)中作平面復雜運動的構(gòu)件上，可以設(shè)在前置機構(gòu)中作平面復雜運動的構(gòu)件上， 稱作稱作型串聯(lián)型串聯(lián)。 做往復直線運動或 定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件 連桿或行星輪 型串聯(lián)型串聯(lián) 型串聯(lián)型串聯(lián) 串聯(lián)機構(gòu)組合的示例串聯(lián)機構(gòu)組合的示

7、例 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu) 齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) ( (一一)I)I型串聯(lián)組合型串聯(lián)組合 齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 前置機構(gòu) 前置機構(gòu)后置機構(gòu) 后置機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu)與槽輪機構(gòu)的串聯(lián)組合雙曲柄機構(gòu)與槽輪機構(gòu)的串聯(lián)組合 前置機構(gòu) 后置機構(gòu) 牛頭刨床導桿機構(gòu)牛頭刨床導桿機構(gòu) 毛紡毛紡針梳機針梳機導條機構(gòu)導條機構(gòu) 前置機構(gòu) 后置機構(gòu) 前置機構(gòu) 后置機構(gòu) 使位移增加的凸輪使位移增加的凸輪連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)凸輪凸

8、輪連桿糖果連桿糖果 包裝機剪切機構(gòu)包裝機剪切機構(gòu) 前置機構(gòu) 后置機構(gòu) 前置機構(gòu) 后置機構(gòu) 連桿連桿齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu) 飛機高度表 飛機高度表 具有停歇的六桿機構(gòu)具有停歇的六桿機構(gòu)實現(xiàn)從動件兩次動程的六桿機構(gòu)實現(xiàn)從動件兩次動程的六桿機構(gòu) ( (一一) ) 型串聯(lián)式組合型串聯(lián)式組合 行星齒輪連桿機構(gòu)行星齒輪連桿機構(gòu) 一般直線軌跡或圓弧曲線軌跡可使后置一般直線軌跡或圓弧曲線軌跡可使后置 子機構(gòu)的輸出構(gòu)件實現(xiàn)運動的停歇，自交的子機構(gòu)的輸出構(gòu)件實現(xiàn)運動的停歇，自交的 曲線軌跡可使后置于機械的輸出構(gòu)件實現(xiàn)兩曲線軌跡可使后置于機械的輸出構(gòu)件實現(xiàn)兩 個行程。個行程。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)

9、新 串聯(lián)組合的基本思路串聯(lián)組合的基本思路 串聯(lián)組合的基本原則：串聯(lián)組合的基本原則： 1、實現(xiàn)后置機構(gòu)的速度變換。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 串聯(lián)組合的基本思路串聯(lián)組合的基本思路 串聯(lián)組合的基本原則：串聯(lián)組合的基本原則： 1、實現(xiàn)后置機構(gòu)的速度變換。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 串聯(lián)組合的基本思路串聯(lián)組合的基本思路 串聯(lián)組合的基本原則：串聯(lián)組合的基本原則： 2、實現(xiàn)后置機構(gòu)的運動變換。 獲得預期的運動軌跡。 曲柄滑塊機構(gòu)沒有急回特性 串聯(lián)了曲柄搖桿機構(gòu)后有急回特性 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 串聯(lián)組合的基本思路串聯(lián)組合的基本思路 串聯(lián)

10、組合的基本原則：串聯(lián)組合的基本原則： 3、在滿足運動要求的前提下， 運動鏈盡可能短。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 1.2.2 機構(gòu)的并聯(lián)組合機構(gòu)的并聯(lián)組合 兩個或多個基本機構(gòu)并列布置，稱為機構(gòu)的并聯(lián)組合。兩個或多個基本機構(gòu)并列布置，稱為機構(gòu)的并聯(lián)組合。 型并聯(lián)型并聯(lián) 型并聯(lián)型并聯(lián) 型并聯(lián)型并聯(lián) 并聯(lián)式機構(gòu)組合按輸出運動性質(zhì)可分為簡單型和復雜型。并聯(lián)式機構(gòu)組合按輸出運動性質(zhì)可分為簡單型和復雜型。 v v形雙缸發(fā)動形雙缸發(fā)動機機 襟翼操縱機構(gòu)襟翼操縱機構(gòu) 二、機構(gòu)并聯(lián)組合的示例二、機構(gòu)并聯(lián)組合的示例 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 縫紉機針桿傳動縫紉機針桿傳動

11、釘扣機針桿傳動釘扣機針桿傳動 二、機構(gòu)并聯(lián)組合的示例二、機構(gòu)并聯(lián)組合的示例 擺動導桿 曲柄滑塊 擺動凸輪 曲柄滑塊 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 絲織機構(gòu)開口機機構(gòu)絲織機構(gòu)開口機機構(gòu)沖壓機的凸輪連桿機構(gòu)沖壓機的凸輪連桿機構(gòu) 曲柄搖桿 搖桿滑塊 搖桿滑塊 移動從動件盤形凸輪 擺動從動件擺動滑塊 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 雙棘爪機構(gòu)雙棘爪機構(gòu) 活塞機的齒輪杠桿機構(gòu)活塞機的齒輪杠桿機構(gòu) 曲柄滑塊 曲柄滑塊 曲柄滑塊 曲柄滑塊 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 并聯(lián)組合的基本思路并聯(lián)組合的基本思路 串

12、聯(lián)機構(gòu)組合的目的：串聯(lián)機構(gòu)組合的目的：改變后置機構(gòu)的運動速度或運改變后置機構(gòu)的運動速度或運 動規(guī)律。動規(guī)律。 并聯(lián)機構(gòu)組合的目的：并聯(lián)機構(gòu)組合的目的：用于實現(xiàn)運動的分解或運動的用于實現(xiàn)運動的分解或運動的 合成，也可改變機構(gòu)的動力性能。合成，也可改變機構(gòu)的動力性能。 并聯(lián)組合的基本原則： 1. 對稱并聯(lián)相同的機構(gòu)可實現(xiàn)機構(gòu)的平衡。I型并聯(lián)組合可 實現(xiàn)慣性力的部分或完全平衡。 2. 實現(xiàn)運動的分解與合成。I型并聯(lián)組合可實現(xiàn)分流，II型并 聯(lián)組合可實現(xiàn)運動的合成。 3. 改善受力狀態(tài)。 4. 同類機構(gòu)可以并聯(lián)，不同類機構(gòu)也可以并聯(lián)。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 將一個或多個機構(gòu)安

13、裝在另一個機構(gòu)的將一個或多個機構(gòu)安裝在另一個機構(gòu)的某個某個 運動構(gòu)件上的組合形式為疊加式機構(gòu)組合，運動構(gòu)件上的組合形式為疊加式機構(gòu)組合，其其 輸出的運動是若干個機構(gòu)輸出運動的合成輸出的運動是若干個機構(gòu)輸出運動的合成。 基本概念： 分類一：分類一：疊加組合的運動關(guān)系有兩種情況，一種是各機疊加組合的運動關(guān)系有兩種情況，一種是各機 構(gòu)的運動關(guān)系是相互獨立的稱為構(gòu)的運動關(guān)系是相互獨立的稱為運動獨立式運動獨立式，常見于各，常見于各 種機械手；另一種則是各機構(gòu)之間的運動有一定的影響種機械手；另一種則是各機構(gòu)之間的運動有一定的影響 稱為稱為運動相關(guān)式運動相關(guān)式，如搖頭電扇的傳動機構(gòu)。，如搖頭電扇的傳動機構(gòu)。

14、 1.2.3. 機構(gòu)的疊加機構(gòu)的疊加 基礎(chǔ)機構(gòu)：支撐其它機構(gòu)的基本機構(gòu)。 附加機構(gòu)：安裝在基礎(chǔ)機構(gòu)可動構(gòu)件上的機構(gòu)。 1.2.3 機構(gòu)的疊加機構(gòu)的疊加 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 分類二：分類二：I型疊加組合和型疊加組合和II型疊加組合型疊加組合 附加機構(gòu) 基礎(chǔ)機構(gòu) 附加機構(gòu) 基礎(chǔ)機構(gòu) I型疊加機構(gòu)II型疊加機構(gòu) 動力源 動力源 動力源 主要功能：實現(xiàn)特定的輸出，完成復雜的工藝動作。主要功能：實現(xiàn)特定的輸出，完成復雜的工藝動作。 設(shè)計的主要問題設(shè)計的主要問題是根據(jù)所要求的運動和動作如何選擇各個是根據(jù)所要求的運動和動作如何選擇各個 附加機構(gòu)的類型，如何解決輸入運動的控制（借助

15、于機械、附加機構(gòu)的類型，如何解決輸入運動的控制（借助于機械、 液、氣壓、電磁等控制系統(tǒng)解決，使輸出的復雜工藝動作液、氣壓、電磁等控制系統(tǒng)解決，使輸出的復雜工藝動作 適度，符合工作要求。）適度，符合工作要求。） 選擇附加機構(gòu)的一般原則選擇附加機構(gòu)的一般原則：將附加機構(gòu)設(shè)計成單自由度，使：將附加機構(gòu)設(shè)計成單自由度，使 其運動的其運動的 輸入輸出形式簡單，以達到容易控制的目的。輸入輸出形式簡單，以達到容易控制的目的。 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 機構(gòu)疊加組合的示例機構(gòu)疊加組合的示例 1 1運動獨立式疊加機構(gòu)運動獨立式疊加機構(gòu) 電動玩具馬電動玩具馬 II型疊加 機構(gòu) 附加機構(gòu) 基礎(chǔ)

16、機構(gòu) 基礎(chǔ)機構(gòu) 液壓挖掘機機構(gòu)液壓挖掘機機構(gòu) 電風扇搖頭機構(gòu)電風扇搖頭機構(gòu) 2. 2. 運動相關(guān)式疊加機構(gòu)運動相關(guān)式疊加機構(gòu) I型疊加機構(gòu) 一、機構(gòu)的混合組合方式一、機構(gòu)的混合組合方式 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 工程中，串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合以及封閉組合等 方法經(jīng)常聯(lián)合應用，稱為混合組合法，如串聯(lián)后再并聯(lián)， 串聯(lián)后再疊加等。 二、附加約束組合法二、附加約束組合法 指在多自由度機構(gòu)中，人為地增加約束條件，從而達到創(chuàng) 新的目的。 1.2.4 1.2.4 其它類型的機構(gòu)組合與創(chuàng)新設(shè)計其它類型的機構(gòu)組合與創(chuàng)新設(shè)計 第一節(jié)第一節(jié) 機構(gòu)的組合與創(chuàng)新機構(gòu)的組合與創(chuàng)新 二、附加約束

17、組合法二、附加約束組合法 指在多自由度機構(gòu)中，人為地增加約束條件，從而達到創(chuàng) 新的目的。 五桿機構(gòu)中c點 增加凸輪約束 改變凸輪輪廓曲線， 可以改變滑塊的預期 運動。 凸輪-連桿 機構(gòu)印刷機 械和紡織機 械中常用。 第二節(jié)第二節(jié) 機構(gòu)演化與變異機構(gòu)演化與變異 1機構(gòu)的演化：以某機構(gòu)為機構(gòu)的演化：以某機構(gòu)為原始機構(gòu)原始機構(gòu)，對組成機構(gòu)的，對組成機構(gòu)的各各 元素元素（運動副，構(gòu)件）進行各種性質(zhì)的（運動副，構(gòu)件）進行各種性質(zhì)的改變或變換改變或變換，而形成，而形成 一種一種功能不同功能不同的機構(gòu)。的機構(gòu)。 2各種性質(zhì)的改變或變換：各種性質(zhì)的改變或變換：機構(gòu)各元素形狀和尺寸上的機構(gòu)各元素形狀和尺寸上的

18、改變改變，運動形式的變換，運動形式的變換，運動等效變換運動等效變換，組成原理的仿效。，組成原理的仿效。 3機構(gòu)演化與變異的主要方法：機構(gòu)演化與變異的主要方法：運動副及構(gòu)件形狀尺寸運動副及構(gòu)件形狀尺寸 的改變的改變，機架變換，機架變換，機構(gòu)的等效變換機構(gòu)的等效變換，機構(gòu)結(jié)構(gòu)的仿效。，機構(gòu)結(jié)構(gòu)的仿效。 4變異機構(gòu)：通過變異機構(gòu)：通過演化與變異演化與變異而獲得新功能的機構(gòu)而獲得新功能的機構(gòu) 曲柄搖桿機構(gòu)：具有急回運動特征曲柄搖桿機構(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。雙搖桿機構(gòu)：例如等腰梯形機構(gòu)，車輛轉(zhuǎn)向。 轉(zhuǎn)動副

19、變?yōu)榛瑒痈鞭D(zhuǎn)動副變?yōu)榛瑒痈?機構(gòu)的機架變換稱作機構(gòu)的機架變換稱作機構(gòu)的倒置機構(gòu)的倒置，機架變換，機架變換 后，機構(gòu)內(nèi)各構(gòu)件的后，機構(gòu)內(nèi)各構(gòu)件的相對運動關(guān)系相對運動關(guān)系不變不變，但，但絕對絕對 運動運動發(fā)生了發(fā)生了改變改變。 2.1.1 平面四桿機構(gòu)的機架變換平面四桿機構(gòu)的機架變換 1鉸鏈四桿機構(gòu)的機架變化鉸鏈四桿機構(gòu)的機架變化 2.1 2.1 機構(gòu)的機架變換與創(chuàng)新設(shè)計機構(gòu)的機架變換與創(chuàng)新設(shè)計 曲柄搖桿機構(gòu)：具有急回運動特征曲柄搖桿機構(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。雙搖桿機構(gòu)：例如等腰梯形機構(gòu)，車輛轉(zhuǎn)向。

20、 2含有一個移動副的四桿機構(gòu)的機架變換含有一個移動副的四桿機構(gòu)的機架變換 曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu) 導桿機構(gòu)導桿機構(gòu) （轉(zhuǎn)動導桿，擺動導桿）（轉(zhuǎn)動導桿，擺動導桿） 搖塊機構(gòu)搖塊機構(gòu) 液壓機構(gòu)液壓機構(gòu) 移動導桿機構(gòu)（定塊機構(gòu)）移動導桿機構(gòu)（定塊機構(gòu)） 手動水壓機手動水壓機 A B C 3 2 1 4 3含有兩個移動副四桿機構(gòu)的機架變換含有兩個移動副四桿機構(gòu)的機架變換 雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu) 雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu) 正弦機構(gòu)正弦機構(gòu) 橢園規(guī)橢園規(guī) 數(shù)學運算器數(shù)學運算器 2.1.2 齒輪機構(gòu)及撓性件齒輪機構(gòu)及撓性件 傳動機構(gòu)的機架變換傳動機構(gòu)的機架變換 普通齒輪傳動機構(gòu)普通齒輪傳動機構(gòu)行星行星 齒輪齒輪

21、機構(gòu)機構(gòu) 普通鏈傳動或齒形帶傳動普通鏈傳動或齒形帶傳動 行星傳動行星傳動機構(gòu)機構(gòu) 撓性傳動機構(gòu)只有具有嚙合性質(zhì)的撓性傳動機構(gòu)只有具有嚙合性質(zhì)的鏈傳動鏈傳動或或齒形帶傳動齒形帶傳動才才 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)。鏈固定成為機架，可代替造價昂貴的齒輪齒條機構(gòu)。 機架的變換 2.1.3凸輪機構(gòu)的機架變換凸輪機構(gòu)的機架變換 普通凸輪機構(gòu)普通凸輪機構(gòu) 圖圖 a) 固定凸輪機構(gòu)：固定凸

22、輪機構(gòu)：凸輪固定凸輪固定，從動件從動件作復合運動。圖作復合運動。圖 b) 應用舉例：圖應用舉例：圖 c) 凸輪凸輪-行星機構(gòu)行星機構(gòu) 圖圖 d) e) 范例：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)，個行星齒輪機構(gòu)串聯(lián)，1為主動件，為主動件，1與與2嚙合，嚙合，2上固接著撥盤，上固接著撥盤， 當撥盤上的圓銷進入槽輪的槽子時，系桿轉(zhuǎn)動輸出運動，當圓銷當撥盤上的圓銷進入槽輪的槽子時，系桿轉(zhuǎn)動輸出運動，當圓銷 退出槽子時，撥盤的鎖止弧與槽輪退出槽子時，撥盤的鎖止弧與槽輪5的鎖止?。ㄍ箤Π迹╂i止，的鎖止?。ㄍ箤Π迹╂i止

23、， 系桿系桿4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)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。的動力特性。 普通間普通間 歇運動歇運動 機構(gòu)機構(gòu) 2.1.4 間歇運動機構(gòu)的間歇運動機構(gòu)的 機架變換機架變換 棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu) 槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 組合機構(gòu)組合機構(gòu) 2.22.2 運動副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計運動副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計 1主要目的：主要目的： （1）增強增強運動副元素的運動副元素的接觸強度接觸強度 （2）減小減小運動副元素的摩擦、運動副元素的摩擦、磨損磨損 （3）改變改變機構(gòu)的機構(gòu)的受力狀態(tài)受力狀態(tài) （4）改善

24、機構(gòu)的運動和動力效果）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）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）尋求演化新機構(gòu)的有效途徑 2主要方法：主要方法： （1）改變運動副的）改變運動副的尺寸尺寸 （2）改變運動副的）改變運動副的接觸性質(zhì)接觸性質(zhì) （3）改變運動副的）改變運動副的形狀形狀 機構(gòu)的運動副演化與變異機構(gòu)的運動副演化與變異 2.2 2.2 運動副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計運動副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計 2.2.1 轉(zhuǎn)動副的變異設(shè)計轉(zhuǎn)動副的變異設(shè)計 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副B B的尺寸擴大包括的尺寸擴大包括A A轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副C C的尺寸擴大包括的尺寸擴大包括B B 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副D D的尺

25、寸擴大包括的尺寸擴大包括C C A B C D 曲柄滑塊機構(gòu)擴大轉(zhuǎn)動副曲柄滑塊機構(gòu)擴大轉(zhuǎn)動副B 2.2.2 移動副的變異設(shè)計移動副的變異設(shè)計 滑塊擴大將回轉(zhuǎn)副包含 2.2.2 移動副的變異設(shè)計移動副的變異設(shè)計 滑塊形狀變異和組合 2.3 運動副的等效代換與創(chuàng)新設(shè)計運動副的等效代換與創(chuàng)新設(shè)計 2.3.1 空間運動副與平面運動副的等效代換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）球面副與轉(zhuǎn)動副的等效代換 （2）圓柱副與轉(zhuǎn)動副加移動副的等效代換）圓柱副與轉(zhuǎn)動副加移動副的等效代換 運動副的等效代換運動副的等效代換是指組成機構(gòu)的各種運動是指組成機構(gòu)的各種運動 副相互轉(zhuǎn)換或替代，而

26、又不改變機構(gòu)運動的輸入相副相互轉(zhuǎn)換或替代，而又不改變機構(gòu)運動的輸入相 輸出特性，輸出特性，這些特性這些特性主要指機構(gòu)的自由度、機構(gòu)中主要指機構(gòu)的自由度、機構(gòu)中 各相應構(gòu)件的運動特征等。各相應構(gòu)件的運動特征等。 球面副球面副 匯交于球心的三個轉(zhuǎn)動副匯交于球心的三個轉(zhuǎn)動副 b圖為圓柱副圖為圓柱副 平面移動副、轉(zhuǎn)動副平面移動副、轉(zhuǎn)動副 2.3.1 空間運動副與平面運動副的等效代換空間運動副與平面運動副的等效代換 萬向聯(lián)軸器就是球面副萬向聯(lián)軸器就是球面副 由三個轉(zhuǎn)動副等效代換的例子。由三個轉(zhuǎn)動副等效代換的例子。 2.3.2 高副與低副的等效代換高副與低副的等效代換 AB、ACAC、A A至切點等之間的

27、距離保持不變，故附加一個長為至切點等之間的距離保持不變，故附加一個長為AB、AC并使其在并使其在A、B、C 處分別與原機構(gòu)的構(gòu)件處分別與原機構(gòu)的構(gòu)件1與與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)。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)。 高副低代高副低代必須滿足的條件：必須滿足的條件： 替代前后機構(gòu)的自由度相同；替代前后機構(gòu)的自由度相同；替代前后機構(gòu)的運動特替代前后機構(gòu)的運動特 性相同。性相同。 12 1 2 C 當過高副接觸點的二曲線曲率半徑之和為常數(shù)時，可用當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。能瞬時代替。 1 2 C 第三節(jié)廣義機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計 3.1 利用液、氣物理效應 利用液體、氣體作為工作介