机构的组合与创新设计方案

二、 机构叠加组合的关键问题
2、II型叠加组合机构中，动力源安装在基础 机构的可动构件上，驱动附加机构的一个可动 构件，按附加机构数量依次连接即可。 (例如图5-32 机械手机构)
1) I型叠加机构
B C
附加机构
基础机构
电机
D
A
一般情况下，以齿轮机构为附加机构，连 杆机构或齿轮机构为基础机构的叠加方式 应用较普遍
2) II型叠加机构
户外摄影车机构
FE
基础机构：平行四边形ABCD机构 附加机构：平行四边形BCEF机构
附加机构
C
B
基础机构
DA
二、 机构叠加组合的关键问题
1、选定附加机构与基础机构，确定附加机构 与基础机构之间的连接方法。或者附加机构的 输出构件与基础机构的哪一个构件连接。
+B
A B
C
D E
B C
A
D
+
E
= =
A
C
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
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。
2、串联组合分类
输入
附加机构 基础机构
输出
输入 输入
来自基础机 构可动构件 上的动力源
附加机构
基础机构
输出
主动件： 附加机构
1) I型叠加机构
附加、基础机 构分别有自己
的动力源
2) II型叠加机构
1) I型叠加机构
Z2
Z1
电机
H
H
Z3
Z4
nH
Z1Z3 Z2Z4
n1
附加机构：蜗杆传动机构（z1，z2） 基础机构：行星轮系（z3，z4）
应用最普遍的组合
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。
C B
o1
A
D
z2
串联组合
B
C
C
并联组合
A
B
第二节 机构组成原理与机构创新设计
一、II级杆组的类型
3n 2 pl 0
n=2，Pl=3的杆组，为II级杆组。
II级杆组分类图 (2件3副) 内接副为转动副
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 1
2
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。
C
B
z1 o2
A
D
B
C
H
z2
o1
A
第五章 机构的组合与创新设计
第一节 机构组合的基本概念 第二节 机构组成原理与机构创新设计 第三节 机构串联组合与创新设计 第四节 机构并联组合与创新设计 第五节 机构叠加组合与创新设计 第六节 机构封闭组合与创新设计 第七节 其他类型的机构组合与创新设计
第一节 机构组合的基本概念
一、基本机构的概念
Z1
B2
B1
A B3
C1
C3
Z2
D
C2
第五节 机构的叠加组合与创新设计
一、 机构的叠加组合
1、基本概念 机构叠加组合是指在一个基本机构的可
动构件上再安装一个以上基本机构的组合方式。 把支撑其它机构的基本机构称为基础机构，安 装在基础机构可动构件上面的基本机构称为附 加机构。
2、机构的叠加组合分类
3、并联组合实例
B C
A B
I型并联组合机 构可实现机构 的惯性力平衡
C
I型并联机构
C4 B
C3
C1
A
II型并联机构
O
II型并联组合
C2
ห้องสมุดไป่ตู้
机构可实现 运动的合成
B2
C2
C1
B1
O2
E2
E1
A1
O1 E2
Ⅲ型并联机构
E1
Ⅲ型并联组合 机构可改善机 构的受力状况
二、并联组合的基本思路
1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡。 2、实现运动的分解与合成 3、改善机构受力状态
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。
3、基本机构的应用
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。
连接点选在前置机构作简单运 动的构件上（摇杆、曲柄或导
杆等）
机构1
机构2
前置机构 后置机构
机构1 前置机构
机构2 后置机构
I型串联
连接点选在前置机构作 复杂平面运动的构件上 （中间的连杆或行星轮
等）
II型串联
C
E
B
I型串联组合
A
D
F
前置机构中做简单运动的构件与后置机构的
原动件连接。
Z1
B
C
II型串联组合
这5种常用，而 PPP不常用
R
R
R
R
R
RRR
内接副为移动副
R
P
RP
RRP
R
P P PRP
R
P
R
P
R
R
RPR
P
P R
PPR
级杆组分类图（4件6副） 级杆工程应用不多，
但随着运动、受力等
3R杆组(以三个内接副开始)
分析方法的完善，正 在受到重视
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
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。
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
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
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
原动件和机架上，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。
Z2
A
D
前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的 原动件连接。
二、机构串联组合基本思路
1、实现后置机构的速度变换 2、实现后置机构的运动变换 3、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）
第四节 机构的并联组合与创新设计
一、机构的并联组合
1、基本概念
特征是各基本机构 均是单自由度机构
①若干个单自由度的基本机构的输入构件
连接在一起，保留各自的输出运动； 并
行
②若干个单自由度的基本机构的输出构件
连
连接在一起，保留各自的输入运动；
接
③输入构件连接在一起、
输出构件也连接在一起；
2、并联组合分类
机构1
机构2
INPUT
OUTPUT 1) I型并联机构系统
机构1 机构2
2）II型并联机构系统
机构1 机构2
3）III型并联机构系统