第四章機(jī)構(gòu)演化變異

第四章機(jī)構(gòu)變異與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一節(jié)機(jī)構(gòu)的倒置（機(jī)架變換）第二節(jié)運(yùn)動副的變異與演化第三節(jié)構(gòu)件的變異與演化第四節(jié)機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展第五節(jié)機(jī)構(gòu)的等效代換第六節(jié)運(yùn)動原理的移植Page1第一節(jié)機(jī)構(gòu)的倒置（機(jī)架變換）1111222233334444曲柄搖桿雙曲柄曲柄搖桿雙搖桿?全轉(zhuǎn)動副四桿機(jī)構(gòu)（1）連桿機(jī)構(gòu)Page2?含一個移動副的四桿機(jī)構(gòu)1111222233334444曲柄滑塊轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿曲柄搖塊定塊Page3?含二個移動副的副四桿機(jī)構(gòu)1111222233334444雙滑塊雙轉(zhuǎn)塊正弦機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)Page4（2）凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)固定凸輪浮動凸輪Page5123ABC反凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)例固定凸輪Page6（4）撓性件傳動機(jī)構(gòu)（3）齒輪機(jī)構(gòu)Page7圖示是一個用于清洗汽車玻璃窗的撓性件行星傳動機(jī)構(gòu)。其中撓性件1連接固定帶輪4和行星帶輪3，轉(zhuǎn)臂2的運(yùn)動由連桿5傳入。當(dāng)轉(zhuǎn)臂2擺動時，與行星輪3固結(jié)的桿a及其上的刷子做復(fù)雜平面運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)清洗工作。

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ABCD123擴(kuò)大BABCD123第二節(jié)運(yùn)動副的演化與變異一、運(yùn)動副元素尺寸的變異?擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副Page9?擴(kuò)大移動副擴(kuò)大CAB123CPage10δαω1v曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)——頂鍛機(jī)構(gòu)Page11分度機(jī)構(gòu)Page12二、運(yùn)動副元素形狀的變異擴(kuò)大AABAB簡化AB?展直A展直BPage13?繞曲在移動平面內(nèi)繞曲Page14在移動平面的垂直平面上繞曲Page15

?重復(fù)再現(xiàn)

擺動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)——蝸桿凸輪間歇機(jī)構(gòu)Page16移動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)——圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)工作原理Page17

運(yùn)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(jī)構(gòu)傳動效率得到提高。該機(jī)構(gòu)在汽車轉(zhuǎn)向器中得到廣泛應(yīng)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(zhuǎn)動副的等效代換Page21（1）構(gòu)件的拆分與合并ABoC拆分CCooAA外槽輪內(nèi)槽輪第三節(jié)構(gòu)件的演化與變異

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合并共軛凸輪Page23平行分度凸輪機(jī)構(gòu)

(合并)變廓凸輪（合并）Page24

（2）改變構(gòu)件的形狀與尺寸AAAABBBBCCCCDDDD平行連桿機(jī)構(gòu)增加虛約束改變連架桿的形狀為圓盤聯(lián)軸器Page25雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)十字滑塊聯(lián)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(jié)機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展

引入虛約束1：4的無聲傳動Page27變換運(yùn)動副Page28第五節(jié)機(jī)構(gòu)的等效代換（1）運(yùn)動副等效代換Page29（2）機(jī)構(gòu)功能的等效代換鋼帶滾輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)Page30纖維連桿機(jī)構(gòu)彈性間歇機(jī)構(gòu)Page31纖維連桿轉(zhuǎn)動變移動Page32?基本原理：兩構(gòu)件的相對運(yùn)動可用與這兩構(gòu)件相固連的一對相對瞬心線的純滾動來實(shí)現(xiàn)（3）利用瞬心線構(gòu)造等效機(jī)構(gòu)Page33AB=CDBD=AC1主動勻速轉(zhuǎn)動2從動變速轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)——橢圓齒輪機(jī)構(gòu)

（可改善反平行四邊性機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置）?瞬心線在創(chuàng)造新機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用PPage34正曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——卡當(dāng)機(jī)構(gòu)

（可改善機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)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(diǎn)鉸接一直移桿都Page35（4）利用周轉(zhuǎn)輪系的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效代換

i241=（n2-n1）/（n4-n1）=z4/z2=2124412Page36卡當(dāng)機(jī)構(gòu)的同性異構(gòu)機(jī)構(gòu)Page37第六節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)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(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析一、差動螺旋(2)差動螺旋當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過

φ1，螺母轉(zhuǎn)動φ2時，沿其軸向移動的距離為：+表示螺桿與螺母轉(zhuǎn)動方向相同；-表示兩者相反同軸單螺旋傳動：s＝lφ/(2π)其中l(wèi)為螺旋的導(dǎo)程；當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)設(shè)螺旋機(jī)構(gòu)中A、B段的螺旋導(dǎo)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(dāng)螺桿1轉(zhuǎn)過φ時，螺母2的位移s為螺桿螺母A段螺紋B段螺紋機(jī)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(jī)構(gòu)稱為微動螺旋機(jī)構(gòu)。動畫Page40如:用于調(diào)節(jié)鏜刀進(jìn)刀量的螺旋機(jī)構(gòu)。常用于測微計(jì)、分度機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中。（4）同軸雙螺旋傳動--復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)如果螺旋機(jī)構(gòu)的兩段螺旋導(dǎo)程分別為lA、lB，且兩端螺旋的旋向相反。這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)。s＝(lA＋lB)φ/(2π）則此種螺旋機(jī)構(gòu)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(fā)生器、柔輪、剛輪。三個構(gòu)件可任意固定一個，其余兩個一為主動、