机构组合的创新设计

1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
• 可用于增程
φ
ψ
z2 z1
齿条6的行程是滑块 3的2倍，是曲柄1长 度的4倍
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
• 可实现特殊的运动规律
部分行程要求等速 、减速、停歇等 。图为实现等速 移动功能的牛头 刨床串联组合机 构。
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
2. 并联式组合 二、并联式组合机构功能
对称并联布置的曲柄滑块机构 对称并联活塞连杆机构
加压且摩擦阻力小
2. 并联式组合 二、并联式组合机构功能
2、实现特定的运动轨迹与规律
2. 并联式组合
①并列式
• 8为主动件， 往复一个行 程使工件周 期性转过900 并无空程。
2. 并联式组合
②合成式
• 输出运动互相影响或作用，完成复杂的运 动规律和轨迹要求。
两个凸轮分别 使输出构件左 右、上下移动
2. 并联式组合
②合成式
2. 并联式组合
③时序式
• 两上输出的运动具有一定的运动或动作的 协调。 图为一般用于工件 的输送装置，大滑 块在右端位置先接 受工件，左移，再 由小滑块将工件推 出，设计时须注意 两滑块运动的协调 与配合。
1输入， 2 输出
输入
机构1 机构2
时序式
输出 输出
输入 机构1 输入 机构2
合成式
输出 输入
机构1
机构2
并列式
输出
2. 并联式组合
①并列式
• 类型、尺寸相同，对称布置，主要用于改 善机构的受力状态、动力学特性、自身的 动平衡、死点问题、输出运动的可靠性。
两个移动电机 可独立完成任 务，增强了安 全可靠性。
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
节能 发动机
偏距为气缸直径的0~0.5倍。 刚性杆2（6）为L形，其夹角 λ可为60°~120°。该机构 对发动机而言，可使活塞的 实际行程增加5%~20%，使 发动机的实际排量增加 5%~20%；可使发动机的燃 油消耗率降低5%~20%；使 曲轴的平均输出扭矩增大 5%~35%。若用于压缩机， 也可使能源消耗明显下降。
•利用凸轮可输出特殊的运动规律来实现特定的工作要求
齐纸机构
1. 串联式组合 （3） 齿轮机构为前置机构
• 可利用椭圆齿轮机构的特殊运动规律
椭圆齿轮连杆机构
1. 串联式组合 （3） 齿轮机构为前置机构
毛纺针梳机导条机构
（椭圆齿轮连杆机构） 实现导杆5匀速往复运动
1. 串联式组合 （3） 齿轮机构为前置机构
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
•可改善后置机构的运动与动力特性
• 这些串联的转位机构可在较高速度条件下工作， 并且转位平稳、锁止可靠、结构简单。
1. 串联式组合 （2） 凸轮机构为前置机构
•利用凸轮可输出特殊的运动规律来实现特定的工作要求
1. 串联式组合 （2） 凸轮机构为前置机构
图中推点轨迹均为圆，用于送料机构，如糖 纸、糖块、钢料。
实现间歇传送运动
2. 并联式组合
以一个多自由度机构作为基础机构，将一个或 几个自由度为1的机构(可称为附加机构)的输出构 件接入基础机构，这种组合方式称为并联组合。
可实现机构的平衡，改善机构的动力学特性，完 成复杂的需要互相配合的动作与运动。
2. 并联式组合
①并列式
• 组合形式：两个齿轮齿条机构并联（共用齿轮），然后与 曲柄滑块机构串联（滑块与齿轮轴固接）
• 特点：两个移动电机可互不干扰地工作，其中一个发生故 障，另一个还能完成工作，安全可靠性强；连接襟翼的曲 柄可产生很大的力；齿轮的转动与滑块的移动无关。
2. 并联式组合
①并列式
• 加压且摩擦阻力小
• 可实现特殊的运动规律
• A轨迹8字形。 主动件1循环 运动一次，输 出件5往复移 动两次
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
•可改善后置机构的运动与动力特性
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
•可改善后置机构的运动与动力特性
• 槽轮机构常用于转位和分度机械装置中， 运动时会带来振动与冲击，造成工作台不 稳，尤其是槽数较少的外槽轮机构。采用 双曲柄机构（不是平行四边形机构）为前 置机构，改善了动力学特性。
一、机构组合与创新设计
第一节 串联式组合 第二节 并联式组合 第三节 封闭式组合 第四节 装载式组合
一、机构组合与创新设计
机构组合是指基本机构以不同的方式 连接，生成复杂机构的过程。 目的是改善基本机构的运动和动力特 性，实现更高要求。
一、机构组合与创新设计
基本机构
单环的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇 运动机构、螺旋机构、挠性件传动机构、以及 这些机构的倒置机构等
组合方式
串联式、并联式、封闭式、装载式
1. 串联式组合
两个及两个以上基本机构顺序连 接，每一个前置机构的输出为后 置机构的输入，用以满足工作要 求
输入
机构1
机构2
输出
1. 串联式组合
• 串联组合形式 前置机构可以是连杆机构、 凸轮机构、齿轮机构、非圆齿轮机构、间 歇运动机构、挠性件传动机构等。
• 可以实现增力、增程和各种特殊的运动规 律，并具有改善后置机构的运动与动力学 特性等功能。
2. 并联式组合
③时序式
• 由摆动从动件盘形凸轮 机构与摇杆滑块机构并 联组合
• 推杆2负责输送工件， 滑块5完成冲压，应按 照机构运动循环图进行 机构的尺寸综合。
2. 并联式组合
1、改善性能
二、并联式组合机构功能
双 棘 爪 棘 轮 机 构
使工件周期性转过900并无空程
机翼操纵机构
其中一个发生故障，另一个还能完成工作， 安全可靠性强；
2. 并联式组合
一、并联式组合形式
两个或多个基本机构并列布置，运动并行传递
一、并联式组合形式
1、并列式并联 2、合成式并联 3、时序式并联
结构形式
输入
机构1 机构2
输出
输入
机构1 输出 输出
机构2
输入 机构1 输入 机构2
输出
2. 并联式组合
一、并联式组合形式
1输入，2、4输出
1、2输入，3输出
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
随着滑块下移，α减小，L增
• 可用于增力——肘杆机构
大，S减小，在F不增大的情 况下，Q逐渐增大。
F
P
P
Q M cos
s
增力比：L/y
Q M L cos
ys
Байду номын сангаас
1. 串联式组合 （1） 连杆机构为前置机构
某压力机的主机构
θ α
当 0， 2 F大约是 F12的14倍