机构的组合创新概述
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基本机构主要是指机械中最常用的、最简单的一些 机构，如四连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇 运动机构等。利用这些基本机构的良好性能，改善 它们的不良特性，运用机构组合原理构造出既满足 工作要求，又具有良好运动和动力性能的机构。
常用的机构组合方法如下。 1、利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2、按照串联规则组合基本机构 3、按照并联规则组合基本机构 4、按照叠加规则组合基本机构 5、按照封闭规则组合基本机构 6、上述方法的混合连接， 可得到复杂的机构系统。
串联式机构组合是指若干个单自由度的基本机构顺 序联接，以前一个机构的输出构件作为后一个机构 的输入构件的机构组合方式。
2.串联式机构组合的主要功能分析
(1)Ⅰ型串联式组合
1)前置子机构为连杆机构 连杆机构的输出构件一 般是连架杆，它能实现往复摆动、往复移动及变速 转动输出，可具有急回特性。常采用的后置子机构 有：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、 棘轮机构。
例 图示的缝纫机梭心摆动机构，
前置子机构为铰链四杆机构，后置
子机构为导杆机构，其中导杆OBC
与摇杆OBB联为一体。当主动曲柄
OAA回转时，从动摇杆OBB作往复摆 动，其最大摆角为3，该摆角满足
不了缝纫机梭心摆动的摆角要求，
为此，通过串联一导杆机构，则摇
杆OCC的摆角5可达200°左右，增
大了输出摆角，即可满足缝纫机梭
D
E
D
E
H
F
F
H
+
B
C=
C B
A
K
G
A
G
K
3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上
+
A
E D G
C B
F
=
E D G
C B
A
F
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和 机架上可组成新机构。把基本杆组再连接到 机构的从动件和机架上可组成复杂机构。
第三节 机构的串联组合与创新设计
一、机构的串联组合
1、基本概念 前一个机构的输出构件与后一个机构的输
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
3）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、也是最普遍的。
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等。其中串联 组合是应用最普遍的组合。
BA
D C
H
z2
o1
A
3、基本机构的应用 1） 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。
2 ）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
以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行 运动协调设计。
第五章机构的创新
机构的组合创新
第一节 机构组合的基本概念
概述
▲ 随着机械化和自动化程度的不断提高，对机构输出 的运动学和动力学特性的要求也变得更加复杂多样。
▲ 连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等基本机构往往不 能满足各种复杂多样的要求。
▲ 为了满足一些特定的要求，常常将各种基本机构 以一定的方式加以组合后使用，称为组合机构。
R
R
R
R
R
R
P
RP
R
P P
内接副为移动副
R
P
R
P
R
R
P
P R
级杆组分类图
3R杆组(以三个内接副开始)
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
2RP杆组
2RP3R
R2P杆组
2RP2RP
2RPR2P
2RP3P
R2P3R
R2P2RP R2PR2P
C B
o1
A
D
z2
B
C
C
A
B
串联组合 并联组合
第二节 机构组成原理与机构创新设计
一、II级杆组的类型
3n2pl 0
n=2，Pl=3的杆组，为II级杆组。
当内接副为转动副时，两个外接副可同时为转 动副，也可以一个为转动副，另一个为移动副， 或者两个外接副同时为移动副
II级杆组分类图
内接副为转动副
心的摆动要求。该串联式机构组合
实现了输出摆角增大作用。
例 图示连杆齿轮齿条行程倍增机构，前置子机构
为连杆机构，后置子机构为齿轮齿条机构。主动曲
柄1转动，推动齿轮3与上、下齿条4、5啮合传动，
上齿条4固定，下齿条5作往复移动，其行程H=4R，
R2P3P
3P杆组
3P3R
3P2RP
3PR2P
3P3P
三、机构组成原理与机构创新设计 1、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。
2、机构组成原理与机构创新 把前述的各种II级杆组和III级杆组连接到
原动件和机构上，可以组成基本机构；再把各 种II级杆组和III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。
总结
机构的组合原理，是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，这个复杂的机 构有两种形式，一种是由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——组合 机构；另一种则是由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，以实现组合的目的，这 种形式被称为机构的组合。
一、基本机构的概念
1、最简机构 把由2个构件和1个运动副组成的开链机构称
为最简单的机构，简称最简机构。其要素是组 成机构的最多构件为2且为开链机构。
1 2
1 2
原动机的机构简图为最简机构
2、基本机构
把含有3个构件以上、且不能再进行拆分的闭
链机构称为基本机构。其要素是闭链且不可拆
分性。
B
C
z1 o2
入构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前 一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置 机构。其特征是前置机构和后置机构都是单自 由度的机构。
Байду номын сангаас
2、串联组合分类
机构1
机构2
前置机构 后置机构
I型串联
机构1 前置机构
机构2 后置机构
II型串联
二、串联式机构组合与创新
1.串联式机构组合的原理与创新方法
连接级杆组
RRP杆组连接到原动件和机架上
B
+
C
A
B C
A
+
D
E
= =
D B
E
A
C
RRR杆组连接到原动件和机架上
C
+B
A
C
B
=
D A
D+ E
RRR杆组连接机构的从动件 和机架上
F
CE
B
=
D
G
A
F E
B
A
F G
G C D
连接级杆组到一个原动件和机架上
D
E
F
+
C=
B
A
G
D F
B
A
E
C G
3R3R杆组连接到三个原动件(并联机构)
常用的机构组合方法如下。 1、利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2、按照串联规则组合基本机构 3、按照并联规则组合基本机构 4、按照叠加规则组合基本机构 5、按照封闭规则组合基本机构 6、上述方法的混合连接， 可得到复杂的机构系统。
串联式机构组合是指若干个单自由度的基本机构顺 序联接，以前一个机构的输出构件作为后一个机构 的输入构件的机构组合方式。
2.串联式机构组合的主要功能分析
(1)Ⅰ型串联式组合
1)前置子机构为连杆机构 连杆机构的输出构件一 般是连架杆，它能实现往复摆动、往复移动及变速 转动输出，可具有急回特性。常采用的后置子机构 有：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、 棘轮机构。
例 图示的缝纫机梭心摆动机构，
前置子机构为铰链四杆机构，后置
子机构为导杆机构，其中导杆OBC
与摇杆OBB联为一体。当主动曲柄
OAA回转时，从动摇杆OBB作往复摆 动，其最大摆角为3，该摆角满足
不了缝纫机梭心摆动的摆角要求，
为此，通过串联一导杆机构，则摇
杆OCC的摆角5可达200°左右，增
大了输出摆角，即可满足缝纫机梭
D
E
D
E
H
F
F
H
+
B
C=
C B
A
K
G
A
G
K
3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上
+
A
E D G
C B
F
=
E D G
C B
A
F
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和 机架上可组成新机构。把基本杆组再连接到 机构的从动件和机架上可组成复杂机构。
第三节 机构的串联组合与创新设计
一、机构的串联组合
1、基本概念 前一个机构的输出构件与后一个机构的输
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
3）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、也是最普遍的。
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等。其中串联 组合是应用最普遍的组合。
BA
D C
H
z2
o1
A
3、基本机构的应用 1） 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。
2 ）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
以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行 运动协调设计。
第五章机构的创新
机构的组合创新
第一节 机构组合的基本概念
概述
▲ 随着机械化和自动化程度的不断提高，对机构输出 的运动学和动力学特性的要求也变得更加复杂多样。
▲ 连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等基本机构往往不 能满足各种复杂多样的要求。
▲ 为了满足一些特定的要求，常常将各种基本机构 以一定的方式加以组合后使用，称为组合机构。
R
R
R
R
R
R
P
RP
R
P P
内接副为移动副
R
P
R
P
R
R
P
P R
级杆组分类图
3R杆组(以三个内接副开始)
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
2RP杆组
2RP3R
R2P杆组
2RP2RP
2RPR2P
2RP3P
R2P3R
R2P2RP R2PR2P
C B
o1
A
D
z2
B
C
C
A
B
串联组合 并联组合
第二节 机构组成原理与机构创新设计
一、II级杆组的类型
3n2pl 0
n=2，Pl=3的杆组，为II级杆组。
当内接副为转动副时，两个外接副可同时为转 动副，也可以一个为转动副，另一个为移动副， 或者两个外接副同时为移动副
II级杆组分类图
内接副为转动副
心的摆动要求。该串联式机构组合
实现了输出摆角增大作用。
例 图示连杆齿轮齿条行程倍增机构，前置子机构
为连杆机构，后置子机构为齿轮齿条机构。主动曲
柄1转动，推动齿轮3与上、下齿条4、5啮合传动，
上齿条4固定，下齿条5作往复移动，其行程H=4R，
R2P3P
3P杆组
3P3R
3P2RP
3PR2P
3P3P
三、机构组成原理与机构创新设计 1、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。
2、机构组成原理与机构创新 把前述的各种II级杆组和III级杆组连接到
原动件和机构上，可以组成基本机构；再把各 种II级杆组和III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。
总结
机构的组合原理，是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，这个复杂的机 构有两种形式，一种是由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——组合 机构；另一种则是由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，以实现组合的目的，这 种形式被称为机构的组合。
一、基本机构的概念
1、最简机构 把由2个构件和1个运动副组成的开链机构称
为最简单的机构，简称最简机构。其要素是组 成机构的最多构件为2且为开链机构。
1 2
1 2
原动机的机构简图为最简机构
2、基本机构
把含有3个构件以上、且不能再进行拆分的闭
链机构称为基本机构。其要素是闭链且不可拆
分性。
B
C
z1 o2
入构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前 一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置 机构。其特征是前置机构和后置机构都是单自 由度的机构。
Байду номын сангаас
2、串联组合分类
机构1
机构2
前置机构 后置机构
I型串联
机构1 前置机构
机构2 后置机构
II型串联
二、串联式机构组合与创新
1.串联式机构组合的原理与创新方法
连接级杆组
RRP杆组连接到原动件和机架上
B
+
C
A
B C
A
+
D
E
= =
D B
E
A
C
RRR杆组连接到原动件和机架上
C
+B
A
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B
=
D A
D+ E
RRR杆组连接机构的从动件 和机架上
F
CE
B
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A
F E
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F G
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连接级杆组到一个原动件和机架上
D
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A
E
C G
3R3R杆组连接到三个原动件(并联机构)