机构的组合与创新设计

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1、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。2112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

2、分性。CBDAz1z2o1o2HCAB3、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。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

3、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。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。CBDAz1z2o1o2CABBC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

4、为移动副，或者两个外接副同时为移动副II级杆组分类图RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR内接副为转动副内接副为移动副级杆组分类图3R杆组(以三个内接副开始)3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRRP3R2RP3RR2P3R3P2RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP杆组R2P杆组R2P3RR2P2RPR2PR2PR2P3P3P杆组3P3R3PR2P3P3P3P2RP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

5、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。BCA+=BCADE+DE=BCARRP杆组连接到原动件和机架上连接级杆组BCDABCDAEFG++BCDAEFG==BEFGCDARRR杆组连接到原动件和机架上RRR杆组连接机构的从动件和机架上连接级杆组到一个原动件和机架上ABCFGDEABCFGDE=+ABCFGDE=+ABCFGDEHKKH3R3

6、R杆组连接到三个原动件(并联机构)A+FGCEBD=AFGCEBD3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上杆组类型很多,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。机构1机构2机构1机构2前置机构后置机构I型串联前置机构后置机构II型串联2、

7、串联组合分类二、机构串联组合基本思路1、实现后置机构的速度变换2、实现后置机构的速度变换3、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）BCDAEFZ1CABDZ2I型串联组合II型串联组合前置机构中做简单运动的构件与后置机构的原动件连接。前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的原动件连接。CBDAz1z2EACBD减少连杆机构的速度改变滑块的运动规律组合实例：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；或若干个单自由度机构的输出构件连接在一

8、起，保留各自的输入运动；或输入构件连接在一起、输出构件也连接在一起；均称为并行连接。其特征是各基本机构均是单自由度机构。机构1机构j机构1机构j机构1机构j3）III型并联机构系统1)I型并联机构系统2）II型并联机构系统OUTPUTINPUT2、并联组合分类3、并联组合实例CABBCC4BAOC3C2C1I型并联机构II型并联机构A1B1B2