机构的组合与创新设计教材课件

第八章机构的组合与创新设计第1节机构组合的基本概念第2节机构组成原理与机构创新设计第3节机构串联组合与创新设计第4节机构并联组合与创新设计第6节机构叠加组合与创新设计1第5节机构复合组合与创新设计第八章机构的组合与创新设计第1节机构组合的基本概念第2节机构组合原理：机构组合：将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。（相对容易些）

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。组合机构：将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。（相对难）基本机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等。组合方式：串联式、并联式、复合式、叠加式基本概念2机构组合原理：机构组合：将几种基本机构组合在一起，组合体的各第1节机构组合的基本概念一、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3第1节机构组合的基本概念一、最简机构2112原动机的机构简二、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。CBDAz1z2o1o2HCAB4二、基本机构CBDAz1z2o1o2HCAB4三、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。

5三、基本机构的应用若干个互不连接、单独工作的基本机构可

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。6第1节机构组合的基本概念图示压片机由三个独立工作的机构组成，各机构之间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、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。7第1节机构组合的基本概念3各基本机构互相连接的组合基本机构的连接组四、常用的机构组合方法

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。8第1节机构组合的基本概念四、常用的机构组合方法8第1节机构组合的基本概念CBDAz1z2o1o2CABBC串联组合并联组合9CBDAz1z2o1o2CABBC串联组合并联组合9第2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，另一个为移动副，或者两个外接副同时为移动副。10第2节机构组成原理与机构创新设计一、Ⅱ级杆组的类型10Ⅱ级杆组分类图

RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR内接副为转动副内接副为移动副11RRRRRPPRPRPRPPRⅡ级杆组分类图RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR内

二、Ⅲ级杆组类型

3R杆组（以三个内接副开始）3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRP3R2RP3RR2P3R3P12第2节机构组成原理与机构创新设计二、Ⅲ级杆组类型3R杆组（以三个内接副开始）3R3RP2RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP杆组R2P杆组R2P3RR2P2RPR2PR2PR2P3P132RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP杆组R2P3P杆组3P3R3PR2P3P3P3P2RP14

二、Ⅲ级杆组类型

3R杆组（以三个内接副开始）第2节机构组成原理与机构创新设计3P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新机构提供了明确的途径。152、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。三、机构组成原理与机构创新设计152、机构组成原理与机构创BCA+=BCADE+DE=BCARRP杆组连接到原动件和机架上连接Ⅱ级杆组16第2节机构组成原理与机构创新设计BCA+=BCADE+DE=BCARRP杆组连接到原动件和机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17BCDABCDAEFG++BCDAEFG==BEFGCDAR连接Ⅲ级杆组到一个原动件和机架上ABCFGDEABCFGDE=+ABCFGDE=+ABCFGDEHKKH3R3R杆组连接到三个原动件(并联机构)18连接Ⅲ级杆组到一个原动件和机架上ABCFGDEABCFGDEA+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。19第2节机构组成原理与机构创新设计A+FGCEBD=AFGCEBD3R2RP杆组连接到一个原动第3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。20第3节机构的串联组合与创新设计20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、串联组合分类21连接点简单运动连接点复杂平面运动第3节机构的串联组合与创新设计机构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。22连接点简单运动连接点复杂平面运动BCDAEFZ1CABDZ2Ⅰ型串联组合Ⅱ型串联组合二、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）23第3节机构的串联组合与创新设计二、机构串联组合基本思路23第3节机构的串联组合与创新设CBDAz1z2EACBD减少连杆机构的速度改变滑块的运动规律组合实例：24CBDAz1z2EACBD减少连杆机构的速度改变滑块的运动规2525第3节机构的串联组合与创新设计串联定义

指若干个单自由度的基本机构A、B、C等按顺序联接，每一个前置机构的输出运动是后置机构的输入。联接点设在前置机构中作平面复杂运动的构件上Ⅰ型串联：Ⅱ型串联：联接点设在前置机构中作简单运动的连架杆上26第3节机构的串联组合与创新设计串联定义指若干个Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置子机构后置子机构1.

连杆机构连杆机构凸轮机构齿轮机构槽轮机构棘轮机构其它基本机构

可利用变速转动的输入获得等速转动的输出，还可利用杠杆原理，确定合适的铰接位置，在不减小机构传动角的情况下实现增程和增力。

可获得变速凸轮、移动凸轮，使后置子机构的从动件获得更多的运动规律。

利用摆动和移动输入，获得从动齿轮或齿条的大行程摆动或移动，还可利用变速转动的输入进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。利用变速转动输入，减小槽轮转位的速度波动。利用往复摆动和移动拨动棘轮间歇转动。

功用27Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置后置子机构1.连杆Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。2.

凸轮机构各种类型的基本机构

后置子机构利用凸轮机构输出构件的运动规律改善后置子机构的运动持性，或使其运动行程增大。3.

齿轮机构各种类型的基本机构

获得各种减速、增速以及其它的功能要求。Ⅰ型串联组合

常用于改善输出构件的运动和动力特性，或用于运动或力的放大。前置子机构后置子机构

功用28Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。2.凸轮机构各种类型的Ⅰ型串联组合示例：1问题现象解决方案

槽轮机构常用于转位和分度的机械装置中，但它的运动和动力特性不太理想，尤其在槽数较少的外槽轮机构中，其角速度和角加速度的波动均达到很大数值，造成工作台转位不稳定。图例双曲柄机构与槽轮机构的串联式组合。分析原因

主动拨盘作匀速转动时，其滚销在槽轮的传动槽内沿径向位置相对滚移，致使槽轮受力作用点也沿径向位置发生变化。导致槽轮在一次转位过程中，角速度由小变大，又由大变小。29Ⅰ型串联组合示例：1问题现象解决方案槽轮机构常Ⅰ型串联组合示例：1其它解决方案图例

转动导杆槽轮机构、凸轮槽轮机构、椭圆齿轮槽轮机构、双槽轮机构的串联等。30Ⅰ型串联组合示例：1其它解决方案图例转动导杆槽Ⅰ型串联组合示例：2图例目的：使牛头刨床的从动件4实现近似匀速往复移动。解决方案：转动导杆机构ABD为前置子机构，曲柄1为主动件，绕固定轴A匀速转动，使该机构的从动件2输出非匀速转动。六杆机构BCEFG为后置子机构，主动构件为曲柄BE（即前置子机构的输出构件2），因2构件输入的是非匀速转动，所以中和了后续机构的转速变化。故当曲柄1匀速转动时，滑块4在某区段内实现近似匀速往复移动。31Ⅰ型串联组合示例：2图例目的：使牛头刨床的从动件4实现近似匀Ⅰ型串联组合示例：3图例目的：使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮连杆机构的从动件5近似实现匀速移动。解决方案：前置子机构为输出非匀速转动的椭圆齿轮机构，通过一对齿轮串联后置机构，使后置子机构的主动曲柄3输入非匀速转动，而使从动件5满足工作要求。32Ⅰ型串联组合示例：3图例目的：使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮Ⅰ型串联组合的主要设计内容设计内容：（1）按照后置子机构输出的运动规律实际要求，确定前置子机构应输出的运动规律。（2）按已经确定的运动规律，对前置子机构进行尺寸综合。目的一：改善输出构件运动特性目的二：对输出构件的增力、增程、增速根据增力、增程及增速的具体要求选择不同的方法，若选择连杆机构，则按杠杆原理确定支点的位置，即确定相关杆的长度比；若选择齿轮机构，就需要确定适当的齿数比。设计内容：参见下面的示例参见上面的示例33Ⅰ型串联组合的主要设计内容设计内容：（1）按照后置子机构输出Ⅰ型串联组合示例：4图例目的：

增加输出构件滑块E的冲压能力。解决方案：

前置子机构为铰链四杆机构ABCD，后置子机构为摇杆滑块机构DCE。若设连杆BC所受力为F，连杆CE所受力为P，则滑块所产生的压力Q为：Q＝Pcosα＝F·L/S·cosα。减小α和S、增大L均能增大Q力。设计时可根据要求确定α、S和L。34Ⅰ型串联组合示例：4图例目的：34Ⅰ型串联组合示例：5图例目的：增大织机开口机构上构件

9的行程。解决方案：共轭凸轮连杆机构（凸轮机构与连杆机构的串联）

在轴O安装一对共扼凸轮，主凸轮1和回凸轮2分别与摆杆5上的滚子M和N接触，铰链四杆机构ABCD和曲柄滑块机构DEF依次与该共扼凸轮机构串联。

由于四杆机构中构件5的AM（或AN）段长度小于AB段长度，以及曲柄滑块机构中构件7的DC长度小于DE长度，所以该凸轮机构与两套连杆机构串联后，产生两次扩大从动滑块9行程的作用。35Ⅰ型串联组合示例：5图例目的：增大织机开口机构上构件35Ⅰ型串联组合示例：6图例利用齿轮齿条的大行程直移机构。

机构是由两个齿轮齿条机构串联组合而成。机架上装有固定齿条1，移动台上装有活动齿条2。气缸4中活塞杆移动时推动齿轮3在固定齿条1上滚动，同时与3齿轮同轴的齿轮5带动活动齿条2移动。活动齿条2的行程B=2·z5/z3·A（A为活塞行程）。该机构在行程被放大的同时，速度也被放大，必要时应考虑速度缓冲问题。若在定齿条与动齿条之间只设置一个齿轮则可使行程与速度增倍。36Ⅰ型串联组合示例：6图例利用齿轮齿条的大行程直移机构。36Ⅱ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置子机构后置子机构1.

连杆机构各种类型的基本机构连杆机构中的连杆。前后联结点2.

周转轮系周转轮系中的行星轮。功用

利用前置子机构与后置子机构联接点处的特殊运动轨迹，使机构的输出构件实现所要求的运动规律。37Ⅱ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置子机构后置子机构1.Ⅱ型串联组合示例：1图例

所示为一具有运动停歇的多杆机构。在铰链四杆机构OABD中，连杆E点的轨迹上有一段近似直线（图中虚线所示），以F点为转动中心的导杆，在图示位置，其导向槽与E点轨迹的近似直线段重合。当E点沿直线部分运动时，导杆停歇。简记直线停歇38Ⅱ型串联组合示例：1图例所示为一具有运动停歇的多Ⅱ型串联组合示例：2图例

如图所示的多杆机构。在一个运动循环内，滑块可实现两个不同的行程。在铰链四杆机构BCDE中，连杆2的A点画出一个具有自交点的横向8字形的连杆曲线（图中虚线所示），与连杆2铰接在A点的构件4又和沿固定导路移动的滑块5在F点铰接。这样就导致曲柄1回转一周时，滑块5可往复移动两次。简记自交曲线39Ⅱ型串联组合示例：2图例如图所示的多杆机构。在一Ⅱ型串联组合示例：3图例

利用行星轮系中的行星齿轮的平面复合运动输出特殊的运动轨迹，串联组合后置子机构，使输出构件满足特殊的运动要求。在如图所示的行星齿轮连杆机构中，系杆1为输入构件，行星齿轮2与固定齿轮5相啮合，当两齿轮的齿数满足z5=3×z2时，轮2节圆上点的轨迹是3段近似圆弧的摆线，其圆弧的半径近似等于8r2（r2为齿轮2的节圆半径）。

所以当连杆3的长度等于8r2时，滑块4与连杆3的铰接点近似位于圆心处，则滑块处于停歇状态。简记圆弧停歇40Ⅱ型串联组合示例：3图例利用行星轮系中的行星齿Ⅱ型串联组合的主要设计内容设计内容：如何确定运动轨迹。目的：实现从动件的特定或特殊运动规律

因为串联式机构组合的运动是通过各基本机构依次传递的。

所以，在进行运动分析时，可以从已知运动规律的第一个基本机构开始，按照运动的传递路线顺序解决的方法、求得最后一个基本机构的输出运动。串联式机构组合的位移关系是各基本机构位移函数的复合函数。设计思路：41Ⅱ型串联组合的主要设计内容设计内容：如何确定运动轨迹。目的：第4节机构的并联组合与创新设计并联定义指两个或多个基本机构并列布置。各个基本机构有共同的输入和输出构件。Ⅰ型并联：Ⅱ型并联：每个基本机构具有各自的输入构件，而共有一个输出构件。Ⅲ型并联：各个机构有共同的输入构件，但却有各自的输出构件。特点：两或多个子机构并列布置，运动并行传递。42第4节机构的并联组合与创新设计并联定义指两个或多个基本机并联式机构组合的分类简单型：

简单型要求并联的两个子机构类型、形状和尺寸完全相同，并且对称布置。

两个子机构常采用连杆机构或齿轮机构，它们共同的输入或输出构件一般是两个子机构共同具有的同一个构件。

输入或输出运动的性质是简单的移动、转动或摆动。改善机构的受力状态、动力特性、自身的动平衡，以及解决机构运动中的死点问题、输出运动的可靠性等问题。用途43并联式机构组合的分类简单型：简单型要求并联的两并联式机构组合的分类

复杂型输出运动的性质是复杂的、合成的运动，或者是两个简单的，但要求协调配合的运动。

并联的两个子机构可以是不同类型的基本机构，可以是同一类型，但具有不同的结构尺寸的基本机构，也可以是经过串联组合的机构。用于实现复杂的运动或动作要求（运动合成与分解），它的输出形式一般是按功能要求而设定。复杂型：用途44并联式机构组合的分类复杂型输出运动的性质是复杂Ⅰ型并联组合示例：1图例V形发动机的双曲柄滑块机构是有两个曲柄滑块机构并联组合而成。两气缸作V形布置，他们的轴线通过曲柄回转的固定轴线，当分别向两个活塞输入运动时，则曲柄可实现无死点的定轴回转运动。

并且还具有良好的平衡、减振作用。45Ⅰ型并联组合示例：1图例V形发动机的双曲柄滑块机Ⅰ型并联组合示例：2图例

某飞机上的襟翼操纵机构，它是由两个齿轮齿条机构并列组合而成，用两个直移电机输入运动，这样可以使襟翼摆动速度加快。若一个直移电机发生故障，另一个直移电机可以单独驱动（这时襟翼摆动速度减半），这样就增大了操纵系统的安全程度。

显然这两个例子均加强了输出构件运动的可靠性，但应注意，两个并联机构的结构尺寸须相同。46Ⅰ型并联组合示例：2图例某飞机上的襟翼操纵机构，Ⅰ型并联组合示例：3图例

可以实现从动件作复杂平面运动的两自由度机构。用于缝纫机中的针杆传动，它由凸轮机构和曲柄滑块机构并联组合而成，两个原动件分别为曲柄1和凸轮4，从动件是针杆3，可以实现上下往复移动和摆动的复杂平面运动。

若想改变摆角，可通过调整偏心凸轮的偏心距来实现。47Ⅰ型并联组合示例：3图例可以实现从动件作复杂平面Ⅰ型并联组合示例：4

钉扣机的针杆传动机构，由曲柄滑块机构和摆动导杆机构并联组合而成，两个原动件分别为曲柄1和曲柄6，从动件是针杆3，可以实现平面复杂运动，用以完成钉扣动作。设计要求

两个主动构件的运动一定要协调配合，要按照输出构件的复合的运动要求绘制运动循环图，按照运动循环图确定两个主动构件的初始位置。48图例Ⅰ型并联组合示例：4钉扣机的针杆传动机构，由曲柄Ⅱ型并联组合

将一个运动分解为两个运动，再将这两个运动合成为一个运动输出。主要功能与Ⅰ型并联式组合类似，也是用于改善输出构件的运动状态和运动轨迹.

同时还可以改善机构的受力状态，可以使机构获得自身的动平衡。设计要求两个并联的机构要协调配合，或完全对称布置。49Ⅱ型并联组合将一个运动分解为两个运动，再将这两个Ⅱ型并联组合示例：1图例

一个能使工件周期性转过90°无空程的棘轮机构。

由两个曲柄滑块机构并联组合，机构中对应构件的尺寸相等，即:OA＝OB，AC＝BC，AD＝BE

通过两个棘爪驱动一个四齿棘轮来实现间歇运动。运动过程：原动件8输入一定的位移，使摇杆1和3每次转过45°，当构件8往返一个行程时，两个棘爪轮会推动棘轮转过45°，结果棘轮得到双倍即90°角位移。50Ⅱ型并联组合示例：1图例一个能使工件周期性转过Ⅱ型并联组合示例：2图例

活塞机的齿轮杠杆机构，其中两个曲柄滑块机构ABE和CDE并联组合，同时与两个相啮合的齿轮机构连接，机构构件长度必须满足AB＝CD，BE＝DE，同时要求两齿轮的分度圆直径必须相等。

AB和CD与气缸的轴线形成的夹角相等且对称布置。齿轮转动时，活塞将沿气缸内壁作往复移动。若机构中的两齿轮和两连杆的质量分别相等，则气缸壁上将不会受到因构件的惯性力而引起的动压力。51Ⅱ型并联组合示例：2图例活塞机的齿轮杠杆机构，其Ⅱ型并联组合示例：3图例

压力机的螺旋杠杆机构，用以改善机构的受力状况。其中两个双滑块机构CBP和ABP并联组合，其中两个滑块同时与输入构件1组成导程相同、旋向相反的螺旋副，机构中构件长度必须满足AB＝BC。

机构的工作过程是，构件1输入转动，使滑块A和C向内或向外移动，从而使从动构件2沿导轨P上下移动，完成加压。52Ⅱ型并联组合示例：3图例压力机的螺旋杠杆机构，用Ⅱ型并联组合示例：4图例

一个自动输送机械装置，要求输送轨迹为矩形。工作过程：原动件的输入轴上分别安装有两个凸轮，其中端面凸轮1控制输送托架左右往复移动；盘形凸轮2控制输送托架上下运动，从而使被输送的物料5沿矩形轨迹运动。

由于每个凸轮机构各自使从动件完成一个方向的运动，因此其设计方法与单个凸轮机构相同，但应注意两个凸轮机构协调工作问题。53（偏心凸轮）（端面凸轮）Ⅱ型并联组合示例：4图例一个自动输送机械装置，要Ⅲ型并联组合

将一个运动分解为两个输出运动。其主要功能是实现两个运动输出，而这两个运动又相互配合，完成较复杂的工艺动作。例如复杂的传递、包装、编织等。设计要求两个并联机构动作的协调和时序的控制。54Ⅲ型并联组合将一个运动分解为两个输出运动。其Ⅲ型并联组合示例：1图例

一个双滑块驱动机构，凸轮机构与连杆机构并联组合，共同的输入构件是作往复摆动的主动杆1。一个从动件是大滑块2，杆1的滚子在大滑块的曲线形沟槽内运动，使大滑块左右往复移动。另一个从动构件是小滑块4，由摇杆1经连杆3推动，使其在导槽内往复移动。

因此大小滑块具有不同的运动规律。此机构一般用于工件输送装置。工作时，大滑块在右端位置先接受来自送料机构的工作，然后向左移送，再由小滑块将工件推出，使工件进入下一工位。

设计时需注意两个滑块的运动协调问题，其中大滑块摇杆机构相当于反凸轮机构，按凸轮机构的设计方法设计滑块中的沟槽曲线，使其实现所要求的行程和动停规律。55Ⅲ型并联组合示例：1图例一个双滑块驱动机构，凸轮Ⅲ型并联组合示例：2图例

丝织机的开口机构，两个摇杆滑块机构并联组合，共同连接于曲柄摇杆机构。

当主动构件曲柄1转动时，通过摇杆3将运动传给两个摇杆滑块机构，使两个从动件滑块5和7实现上下往复移动，完成丝织机织平纹丝织物的开口动作。

该机构与Ⅰ型并联组合的襟翼操纵机构、V型发动机机构结构相同，只是输入与输出构件进行了调换。56Ⅲ型并联组合示例：2图例丝织机的开口机构，两个摇Ⅲ型并联组合示例：3图例

冲压机凸轮连杆机构，由一个凸轮机构和一个凸轮连杆机构并联组合而成。两个盘状凸轮固接在一起，凸轮1和推杆2组成移动从动件盘状凸轮机构；凸轮1'和摆杆3组成摆动从动件盘状凸轮机构。

当机构的主动件凸轮1和1'转动时，推杆2实现左右移动；同时摆杆3实现摆动，并由摆杆的摆动而带动连杆4运动，使从动件滑块5实现上下移动。设计凸轮时应注意椎杆2与滑块5的时序关系。

并联的两个子机构中，有一个子机构是由凸轮与连杆机构串联组合而成。

所以设计较为复杂，必要时应绘制机构运动循环图。57Ⅲ型并联组合示例：3图例冲压机凸轮连杆机构，由一并联式机构组合的两种结构形式（一）并联的几个机构类型相同、尺寸相同、且对称布置，所构成的并联组合在工作时可互相抵消运动副的约束反力；可使机构整体平衡。（二）并联的几个机构类型尺寸不一定相同、也不是对称布置，但须满足一定时序要求、轨迹配合要求、运动形式配合要求、位置要求等。因此设计时一定要严格遵守所要求的尺寸、位置和时序关系，一般先应设计工作循环图，再根据循环图来设计各机构，否则将失去并联组合的实际使用价值。58并联式机构组合的两种结构形式（一）并联的几个机构类型相同、尺第5节机构的复合组合与创新设计

一般是不同类型的基本机构的组合，并且各种基本机构有机地融合为一体，成为一种新机构，如齿轮连杆机构、凸轮连杆机构、齿轮凸轮机构等。其主要功能是可以实现任意运动规律的输出，例如一定规律的停歇、逆转、加速、减速、前进、倒退等。机构功能：59第5节机构的复合组合与创新设计一般是不同类构件并接组合示例：1图例

凸轮-行星机构，可看成是具有两个自由度的差动轮系和摆动从动杆固定凸轮机构组合而成。机构中1为固定凸轮，从动杆2和行星齿轮3联在一起，其摆动中心和行星齿轮3的回转中心重合。差动轮系由中心轮5、系杆4和行星轮3构成。该组合机构中基础机构为差动轮系，附加机构为凸轮机构，摆杆与行星轮并接在一起，构件4既为差动轮系中的系杆又是凸轮机构中的活动机架。

当系杆4为主动件以等角速度转动时，中心轮5则因凸轮的轮廓曲线变化可获得极其多样化的运动规律。60构件并接组合示例：1图例凸轮-行星机构，可看成是构件并接组合示例：2图例

凸轮-连杆组合机构。基础机构为具有两个自由度的五杆机构ABCD，附加机构为固定凸轮机构。

凸轮机构中的摆杆CD和连杆机构中的连杆BC并接，主动件AB既是连杆机构中的曲柄，又是凸轮机构中的活动机架。

这种组合机构的设计，关键在于按输出的运动要求设计凸轮的轮廓。输出构件滑块D的行程比单一凸轮机构推杆行程增大几倍，而凸轮机构压力角仍可控制在许用值范围内。61构件并接组合示例：2图例凸轮-连杆组合机构。基础机构件并接组合示例：3图例

齿轮连杆机构。齿轮1、2和系杆3组成了一个自由度为2的差动轮系，曲柄滑块机构ABC作为附加机构。主动构件为3，连杆BC与行星轮2并接，输出构件为中心轮1。当BC＝2AB，z2/z1＝4/5时，中心轮1输出的运动线图如右图所示。可知，当主动构件3转动一周时，从动轮1步进转角为72°，并且在转位的开始和终了还有瞬时逆转现象。62构件并接组合示例：3图例齿轮连杆机构。齿轮1、2构件回接组合示例：4图例

一种齿轮加工机床的误差补偿机构，由具有两个自由度的蜗杆机构（蜗杆与机架组成的运动副是圆柱副）作为基础机构，主动构件为蜗杆1。

凸轮机构为附加机构，且附加机构的一个构件又回接到主动构件蜗杆1上。

从动构件是蜗轮2，输入的运动是蜗杆1的转动，从而使蜗轮2以及与蜗轮2并接的凸轮实现转动；凸轮的转动又使蜗杆1实现往复移动，从而使蜗轮2的转速根据蜗杆1的移动方向而增加或减小。63构件回接组合示例：4图例一种齿轮加工机床的误差补第6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。64第6节机构的叠加组合与创新设计64第6节机构的叠加组合与创新设计实现特定的输出，完成复杂的工艺动作。主要功能：设计要点：如何选择各个子机构的类型如何解决输入运动的控制

主要借助于机械、液、气压、电磁等控制系统解决，使得输出的复杂工艺动作适度，符合工作要求。

将各个子机构设计成单自由度的，使其运动的输入输出形式简单，以达到容易控制的目的。（简单原则）65第6节机构的叠加组合与创新设计实现特定的输出，完成复杂的工1)Ⅰ型叠加机构

2、机构的叠加组合分类2)Ⅱ型叠加机构附加机构基础机构输出输入输入附加机构基础机构输入输出661)Ⅰ型叠加机构

2、机构的叠加组合分类2)Ⅱ型叠加机BCDA电机1）Ⅰ型叠加机构基础机构附加机构67BCDA电机1）Ⅰ型叠加机构基础机构附加机构67EDCBAF2）Ⅱ型叠加机构基础机构附加机构68EDCBAF2）Ⅱ型叠加机构基础机构附加机构68

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。

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。69二、机构叠加组合的关键问题2、Ⅱ型叠加组合机构中，3、Ⅰ型叠加机构的连接方式较为复杂，但也有规律性。Z1HZ2Z3Z4

图中,附加机构的蜗轮与基础机构的行星轮连接，构成风力发电机组。703、Ⅰ型叠加机构的连接方式较为复杂，但也有规律性。Z1H第6节机构的叠加组合与创新设计简单原则的应用：实现水平移动：移动式油缸或气缸、齿轮齿条机构、或者履带传动等实现垂直移动：实现转动：实现平动：实现伸缩、仰俯、摆动：移动式油缸或气缸、X形连杆机构、或螺旋机构等齿轮机构，带、链等挠性件传动机构平行四边形导引机构摆动油缸(曲柄摇块机构)运动独立式的最后一个子机构：连杆机构，齿轮机构，液压机构及挠性件机构71第6节机构的叠加组合与创新设计简单原则的应用：实现水平移动第6节机构的叠加组合与创新设计运动相关式的叠加组合方式：

若由两个子机构所组成，则设定一个子机构为基础机构，另一个子机构为附加机构。进行组合时，附加机构叠加在基础机构的一个活动构件上，同时附加机构的从动件又与基础机构的另一个活动构件固接，致使输入一个独立运动，却获得输出两个运动合成的复合运动。72第6节机构的叠加组合与创新设计运动相关式的叠加组合方式：运动独立式叠加机构示例：1图例

电动玩具马的传动机构，由曲柄摇块机构ABC安装在两杆机构的转动构件4上组合而成的，机构工作时分别由转动构件4和曲柄1输入转动，致使马的运动轨迹是旋转运动和平面运动的叠加，产生了一种飞奔向前的动态效果。73运动独立式叠加机构示例：1图例电动玩具马的传动机运动独立式叠加机构示例：2图例

工业机械手的手指A为一开式运动链机构，安装在水平移动的气缸B上，而气缸B叠加在链传动机构的回转链轮C上。

链传动机构又叠加在X形连杆机构D的连杆上，使机械手的终端实现上下移动、回转运动、水平移动以及机械手本身的手腕转动和手指抓取的多自由度、多方位动作效果，以适应各种场合的作业要求。74运动独立式叠加机构示例：2图例工业机械手的手指A运动独立式叠加机构示例：3图例液压挖掘机由3套液压摆缸机构叠加组成。第一套液压摆缸机构1-2-3-4以机身1为机架，输出构件是大转臂4，实现大转臂4的仰俯动作。第二套液压摆缸机构是4-5-6-7，叠加在第一套机构的大转臂4上，输出构件是小转臂7，实现小转臂7伸缩摇摆。第三套液压摆缸机构是7-8-9-10，叠加在第二套机构的小转臂7上，最终使铲斗10完成复杂的挖掘动作。75运动独立式叠加机构示例：3图例液压挖掘机由3套液运动相关式叠加机构示例：4

一电风扇摇头机构，电动机安装在双摇杆机构的摇杆上，向蜗杆输入转动。

但两个机构的运动又通过蜗轮与连杆的固接互相影响，使得电扇在实现蜗杆快速转动的同时又以较慢的速度摆动。多次组合时需注意的问题：

多次组合会使机构的运动链加长，运动副增多，设计难度加大，并且积累的误差也会增大，机械的效率也会降低。76图例运动相关式叠加机构示例：4一电风扇摇头机构，电演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！第八章机构的组合与创新设计第1节机构组合的基本概念第2节机构组成原理与机构创新设计第3节机构串联组合与创新设计第4节机构并联组合与创新设计第6节机构叠加组合与创新设计78第5节机构复合组合与创新设计第八章机构的组合与创新设计第1节机构组合的基本概念第2节机构组合原理：机构组合：将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。（相对容易些）

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。组合机构：将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。（相对难）基本机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等。组合方式：串联式、并联式、复合式、叠加式基本概念79机构组合原理：机构组合：将几种基本机构组合在一起，组合体的各第1节机构组合的基本概念一、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80第1节机构组合的基本概念一、最简机构2112原动机的机构简二、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。CBDAz1z2o1o2HCAB81二、基本机构CBDAz1z2o1o2HCAB4三、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。

82三、基本机构的应用若干个互不连接、单独工作的基本机构可

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。83第1节机构组合的基本概念图示压片机由三个独立工作的机构组成，各机构之间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、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。84第1节机构组合的基本概念3各基本机构互相连接的组合基本机构的连接组四、常用的机构组合方法

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。85第1节机构组合的基本概念四、常用的机构组合方法8第1节机构组合的基本概念CBDAz1z2o1o2CABBC串联组合并联组合86CBDAz1z2o1o2CABBC串联组合并联组合9第2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，另一个为移动副，或者两个外接副同时为移动副。87第2节机构组成原理与机构创新设计一、Ⅱ级杆组的类型10Ⅱ级杆组分类图

RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR内接副为转动副内接副为移动副88RRRRRPPRPRPRPPRⅡ级杆组分类图RRRPRRRRPRPPPRRPPRRPR内

二、Ⅲ级杆组类型

3R杆组（以三个内接副开始）3R3RPRRRRRRRRRPPRRPPRP3R2RP3RR2P3R3P89第2节机构组成原理与机构创新设计二、Ⅲ级杆组类型3R杆组（以三个内接副开始）3R3RP2RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP杆组R2P杆组R2P3RR2P2RPR2PR2PR2P3P902RP3R2RP2RP2RPR2P2RP3P2RP杆组R2P3P杆组3P3R3PR2P3P3P3P2RP91

二、Ⅲ级杆组类型

3R杆组（以三个内接副开始）第2节机构组成原理与机构创新设计3P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新机构提供了明确的途径。922、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。三、机构组成原理与机构创新设计152、机构组成原理与机构创BCA+=BCADE+DE=BCARRP杆组连接到原动件和机架上连接Ⅱ级杆组93第2节机构组成原理与机构创新设计BCA+=BCADE+DE=BCARRP杆组连接到原动件和机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94BCDABCDAEFG++BCDAEFG==BEFGCDAR连接Ⅲ级杆组到一个原动件和机架上ABCFGDEABCFGDE=+ABCFGDE=+ABCFGDEHKKH3R3R杆组连接到三个原动件(并联机构)95连接Ⅲ级杆组到一个原动件和机架上ABCFGDEABCFGDEA+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。96第2节机构组成原理与机构创新设计A+FGCEBD=AFGCEBD3R2RP杆组连接到一个原动第3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。97第3节机构的串联组合与创新设计20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、串联组合分类98连接点简单运动连接点复杂平面运动第3节机构的串联组合与创新设计机构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。99连接点简单运动连接点复杂平面运动BCDAEFZ1CABDZ2Ⅰ型串联组合Ⅱ型串联组合二、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）100第3节机构的串联组合与创新设计二、机构串联组合基本思路23第3节机构的串联组合与创新设CBDAz1z2EACBD减少连杆机构的速度改变滑块的运动规律组合实例：101CBDAz1z2EACBD减少连杆机构的速度改变滑块的运动规10225第3节机构的串联组合与创新设计串联定义

指若干个单自由度的基本机构A、B、C等按顺序联接，每一个前置机构的输出运动是后置机构的输入。联接点设在前置机构中作平面复杂运动的构件上Ⅰ型串联：Ⅱ型串联：联接点设在前置机构中作简单运动的连架杆上103第3节机构的串联组合与创新设计串联定义指若干个Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置子机构后置子机构1.

连杆机构连杆机构凸轮机构齿轮机构槽轮机构棘轮机构其它基本机构

可利用变速转动的输入获得等速转动的输出，还可利用杠杆原理，确定合适的铰接位置，在不减小机构传动角的情况下实现增程和增力。

可获得变速凸轮、移动凸轮，使后置子机构的从动件获得更多的运动规律。

利用摆动和移动输入，获得从动齿轮或齿条的大行程摆动或移动，还可利用变速转动的输入进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。利用变速转动输入，减小槽轮转位的速度波动。利用往复摆动和移动拨动棘轮间歇转动。

功用104Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置后置子机构1.连杆Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。2.

凸轮机构各种类型的基本机构

后置子机构利用凸轮机构输出构件的运动规律改善后置子机构的运动持性，或使其运动行程增大。3.

齿轮机构各种类型的基本机构

获得各种减速、增速以及其它的功能要求。Ⅰ型串联组合

常用于改善输出构件的运动和动力特性，或用于运动或力的放大。前置子机构后置子机构

功用105Ⅰ型串联组合两个基本机构的串联组合。2.凸轮机构各种类型的Ⅰ型串联组合示例：1问题现象解决方案

槽轮机构常用于转位和分度的机械装置中，但它的运动和动力特性不太理想，尤其在槽数较少的外槽轮机构中，其角速度和角加速度的波动均达到很大数值，造成工作台转位不稳定。图例双曲柄机构与槽轮机构的串联式组合。分析原因

主动拨盘作匀速转动时，其滚销在槽轮的传动槽内沿径向位置相对滚移，致使槽轮受力作用点也沿径向位置发生变化。导致槽轮在一次转位过程中，角速度由小变大，又由大变小。106Ⅰ型串联组合示例：1问题现象解决方案槽轮机构常Ⅰ型串联组合示例：1其它解决方案图例

转动导杆槽轮机构、凸轮槽轮机构、椭圆齿轮槽轮机构、双槽轮机构的串联等。107Ⅰ型串联组合示例：1其它解决方案图例转动导杆槽Ⅰ型串联组合示例：2图例目的：使牛头刨床的从动件4实现近似匀速往复移动。解决方案：转动导杆机构ABD为前置子机构，曲柄1为主动件，绕固定轴A匀速转动，使该机构的从动件2输出非匀速转动。六杆机构BCEFG为后置子机构，主动构件为曲柄BE（即前置子机构的输出构件2），因2构件输入的是非匀速转动，所以中和了后续机构的转速变化。故当曲柄1匀速转动时，滑块4在某区段内实现近似匀速往复移动。108Ⅰ型串联组合示例：2图例目的：使牛头刨床的从动件4实现近似匀Ⅰ型串联组合示例：3图例目的：使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮连杆机构的从动件5近似实现匀速移动。解决方案：前置子机构为输出非匀速转动的椭圆齿轮机构，通过一对齿轮串联后置机构，使后置子机构的主动曲柄3输入非匀速转动，而使从动件5满足工作要求。109Ⅰ型串联组合示例：3图例目的：使毛纺针梳机导条机构的椭圆齿轮Ⅰ型串联组合的主要设计内容设计内容：（1）按照后置子机构输出的运动规律实际要求，确定前置子机构应输出的运动规律。（2）按已经确定的运动规律，对前置子机构进行尺寸综合。目的一：改善输出构件运动特性目的二：对输出构件的增力、增程、增速根据增力、增程及增速的具体要求选择不同的方法，若选择连杆机构，则按杠杆原理确定支点的位置，即确定相关杆的长度比；若选择齿轮机构，就需要确定适当的齿数比。设计内容：参见下面的示例参见上面的示例110Ⅰ型串联组合的主要设计内容设计内容：（1）按照后置子机构输出Ⅰ型串联组合示例：4图例目的：

增加输出构件滑块E的冲压能力。解决方案：

前置子机构为铰链四杆机构ABCD，后置子机构为摇杆滑块机构DCE。若设连杆BC所受力为F，连杆CE所受力为P，则滑块所产生的压力Q为：Q＝Pcosα＝F·L/S·cosα。减小α和S、增大L均能增大Q力。设计时可根据要求确定α、S和L。111Ⅰ型串联组合示例：4图例目的：34Ⅰ型串联组合示例：5图例目的：增大织机开口机构上构件

9的行程。解决方案：共轭凸轮连杆机构（凸轮机构与连杆机构的串联）

在轴O安装一对共扼凸轮，主凸轮1和回凸轮2分别与摆杆5上的滚子M和N接触，铰链四杆机构ABCD和曲柄滑块机构DEF依次与该共扼凸轮机构串联。

由于四杆机构中构件5的AM（或AN）段长度小于AB段长度，以及曲柄滑块机构中构件7的DC长度小于DE长度，所以该凸轮机构与两套连杆机构串联后，产生两次扩大从动滑块9行程的作用。112Ⅰ型串联组合示例：5图例目的：增大织机开口机构上构件35Ⅰ型串联组合示例：6图例利用齿轮齿条的大行程直移机构。

机构是由两个齿轮齿条机构串联组合而成。机架上装有固定齿条1，移动台上装有活动齿条2。气缸4中活塞杆移动时推动齿轮3在固定齿条1上滚动，同时与3齿轮同轴的齿轮5带动活动齿条2移动。活动齿条2的行程B=2·z5/z3·A（A为活塞行程）。该机构在行程被放大的同时，速度也被放大，必要时应考虑速度缓冲问题。若在定齿条与动齿条之间只设置一个齿轮则可使行程与速度增倍。113Ⅰ型串联组合示例：6图例利用齿轮齿条的大行程直移机构。36Ⅱ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置子机构后置子机构1.

连杆机构各种类型的基本机构连杆机构中的连杆。前后联结点2.

周转轮系周转轮系中的行星轮。功用

利用前置子机构与后置子机构联接点处的特殊运动轨迹，使机构的输出构件实现所要求的运动规律。114Ⅱ型串联组合两个基本机构的串联组合。前置子机构后置子机构1.Ⅱ型串联组合示例：1图例

所示为一具有运动停歇的多杆机构。在铰链四杆机构OABD中，连杆E点的轨迹上有一段近似直线（图中虚线所示），以F点为转动中心的导杆，在图示位置，其导向槽与E点轨迹的近似直线段重合。当E点沿直线部分运动时，导杆停歇。简记直线停歇115Ⅱ型串联组合示例：1图例所示为一具有运动停歇的多Ⅱ型串联组合示例：2图例

如图所示的多杆机构。在一个运动循环内，滑块可实现两个不同的行程。在铰链四杆机构BCDE中，连杆2的A点画出一个具有自交点的横向8字形的连杆曲线（图中虚线所示），与连杆2铰接在A点的构件4又和沿固定导路移动的滑块5在F点铰接。这样就导致曲柄1回转一周时，滑块5可往复移动两次。简记自交曲线116Ⅱ型串联组合示例：2图例如图所示的多杆机构。在一Ⅱ型串联组合示例：3图例

利用行星轮系中的行星齿轮的平面复合运动输出特殊的运动轨迹，串联组合后置子机构，使输出构件满足特殊的运动要求。在如图所示的行星齿轮连杆机构中，系杆1为输入构件，行星齿轮2与固定齿轮5相啮合，当两齿轮的齿数满足z5=3×z2时，轮2节圆上点的轨迹是3段近似圆弧的摆线，其圆弧的半径近似等于8r2（r2为齿轮2的节圆半径）。

所以当连杆3的长度等于8r2时，滑块4与连杆3的铰接点近似位于圆心处，则滑块处于停歇状态。简记圆弧停歇117Ⅱ型串联组合示例：3图例利用行星轮系中的行星齿Ⅱ型串联组合的主要设计内容设计内容：如何确定运动轨迹。目的：实现从动件的特定或特殊运动规律

因为串联式机构组合的运动是通过各基本机构依次传递的。

所以，在进行运动分析时，可以从已知运动规律的第一个基本机构开始，按照运动的传递路线顺序解决的方法、求得最后一个基本机构的输出运动。串联式机构组合的位移关系是各基本机构位移函数的复合函数。设计思路：118Ⅱ型串联组合的主要设计内容设计内容：如何确定运动轨迹。目的：第4节机构的并联组合与创新设计并联定义指两个或多个基本机构并列布置。各个基本机构有共同的输入和输出构件。Ⅰ型并联：Ⅱ型并联：每个基本机构具有各自的输入构件，而共有一个输出构件。Ⅲ型并联：各个机构有共同的输入构件，但却有各自的输出构件。特点：两或多个子机构并列布置，运动并行传递。119第4节机构的并联组合与创新设计并联定义指两个或多个基本机并联式机构组合的分类简单型：

简单型要求并联的两个子机构类型、形状和尺寸完全相同，并且对称布置。

两个子机构常采用连杆机构或齿轮机构，它们共同的输入或输出构件一般是两个子机构共同具有的同一个构件。

输入或输出运动的性质是简单的移动、转动或摆动。改善机构的受力状态、动力特性、自身的动平衡，以及解决机构运动中的死点问题、输出运动的可靠性等问题。用途120并联式机构组合的分类简单型：简单型要求并联的两并联式机构组合的分类

复杂型输出运动的性质是复杂的、合成的运动，或者是两个简单的，但要求协调配合的运动。

并联的两个子机构可以是不同类型的基本机构，可以是同一类型，但具有不同的结构尺寸的基本机构，也可以是经过串联组合的机构。用于实现复杂的运动或动作要求（运动合成与分解），它的输出形式一般是按功能要求而设定。复杂型：用途121并联式机构组合的分类复杂型输出运动的性质是复杂Ⅰ型并联组合示例：1图例V形发动机的双曲柄滑块机构是有两个曲柄滑块机构并联组合而成。两气缸作V形布置，他们的轴线通过曲柄回转的固定轴线，当分别向两个活塞输入运动时，则曲柄可实现无死点的定轴回转运动。

并且还具有良好的平衡、减振作用。122Ⅰ型并联组合示例：1图例V形发动机的双曲柄滑块机Ⅰ型并联组合示例：2图例

某飞机上的襟翼操纵机构，它是由两个齿轮齿条机构并列组合而成，用两个直移电机输入运动，这样可以使襟翼摆动速度加快。若一个直移电机发生故障，另一个直移电机可以单独驱动（这时襟翼摆动速度减半），这样就增大了操纵系统的安全程度。

显然这两个例子均加强了输出构件运动的可靠性，但应注意，两个并联机构的结构尺寸须相同。123Ⅰ型并联组合示例：2图例某飞机上的襟翼操纵机构，Ⅰ型并联组合示例：3图例

可以实现从动件作复杂平面运动的两自由度机构。用于缝纫机中的针杆传动，它由凸轮机构和曲柄滑块机构并联组合而成，两个原动件分别为曲柄1和凸轮4，从动件是针杆3，可以实现上下往复移动和摆动的复杂平面运动。

若想改变摆角，可通过调整偏心凸轮的偏心距来实现。124Ⅰ型并联组合示例：3图例可以实现从动件作复杂平面Ⅰ型并联组合示例：4

钉扣机的针杆传动机构，由曲柄滑块机构和摆动导杆机构并联组合而成，两个原动件分别为曲柄1和曲柄6，从动件是针杆3，可以实现平面复杂运动，用以完成钉扣动作。设计要求

两个主动构件的运动一定要协调配合，要按照输出构件的复合的运动要求绘制运动循环图，按照运动循环图确定两个主动构件的初始位置。125图例Ⅰ型并联组合示例：4钉扣机的针杆传动机构，由曲柄Ⅱ型并联组合

将一个运动分解为两个运动，再将这两个运动合成为一个运动输出。主要功能与Ⅰ型并联式组合类似，也是用于改善输出构件的运动状态和运动轨迹.

同时还可以改善机构的受力状态，可以使机构获得自身的动平衡。设计要求两个并联的机构要协调配合，或完全对称布置。126Ⅱ型并联组合将一个运动分解为两个运动，再将这两个Ⅱ型并联组合示例：1图例

一个能使工件周期性转过90°无空程的棘轮机构。

由两个曲柄滑块机构并联组合，机构中对应构件的尺寸相等，即:OA＝OB，AC＝BC，AD＝BE

通过两个棘爪驱动一个四齿棘轮来实现间歇运动。运动过程：原动件8输入一定的位移，使摇杆1和3每次转过45°，当构件8往返一个行程时，两个棘爪轮会推动棘轮转过45°，结果棘轮得到双倍即90°角位移。127Ⅱ型并联组合示例：1图例一个能使工件周期性转过Ⅱ型并联组合示例：2图例

活塞机的齿轮杠杆机构，其中两个曲柄滑块机构ABE和CDE并联组合，同时与两个相啮合的齿轮机构连接，机构构件长度必须满足AB＝CD，BE＝DE，同时要求两齿轮的分度圆直径必须相等。

AB和CD与气缸的轴线形成的夹角相等且对称布置。齿轮转动时，活塞将沿气缸内壁作往复移动。若机构中的两齿轮和两连杆的质量分别相等，则气缸壁上将不会受到因构件的惯性力而引起的动压力。128Ⅱ型并联组合示例：2图例活塞机的齿轮杠杆机构，其Ⅱ型并联组合示例：3图例

压力机的螺旋杠杆机构，用以改善机构的受力状况。其中两个双滑块机构CBP和ABP并联组合，其中两个滑块同时与输入构件1组成导程相同、旋向相反的螺旋副，机构中构件长度必须满足AB＝BC。

机构的工作过程是，构件1输入转动，使滑块A和C向内或向外移动，从而使从动构件2沿导轨P上下移动，完成加压。129Ⅱ型并联组合示例：3图例压力机的螺旋杠杆机构，用Ⅱ型并联组合示例：4图例

一个自动输送机械装置，要求输送轨迹为矩形。工作过程：原动件的输入轴上分别安装有两个凸轮，其中端面凸轮1控制输送托架左右往复移动；盘形凸轮2控制输送托架上下运动，从而使被输送的物料5沿矩形轨迹运动。

由于每个凸轮机构各自使从动件完成一个方向的运动，因此其设计方法与单个凸轮机构相同，但应注意两个凸轮机构协调工作问题。130（偏心凸轮）（端面凸轮）Ⅱ型并联组合示例：4图例一个自动输送机械装置，要Ⅲ型并联组合

将一个运动分解为两个输出运动。其主要功能是实现两个运动输出，而这两个运动又相互配合，完成较复杂的工艺动作。例如复杂的传递、包装、编织等。设计要求两个并联机构动作的协调和时序的控制。131Ⅲ型并联组合将一个运动分解为两个输出运动。其Ⅲ型并联组合示例：1图例

一个双滑块驱动机构，凸轮机构与连杆机构并联组合，共同的输入构件是作往复摆动的主动杆1。一个从动件是大滑块2，杆1的滚子在大滑块的曲线形沟槽内运动，使大滑块左右往复移动。另一个从动构件是小滑块4，由摇杆1经连杆3推动，使其在导槽内往复移动。

因此大小滑块具有不同的运动规律。此机构一般用于工件输送装置。工作时，大滑块在右端位置先接受来自送料机构的工作，然后向左移送，再由小滑块将工件推出，使工件进入下一工位。

设计时需注意两个滑块的运动协调问题，其中大滑块摇杆机构相当于反凸轮机构，按凸轮机构的设计方法设计滑块中的沟槽曲线，使其实现所要求的行程和动停规律。132Ⅲ型并联组合示例：1图例一个双滑块驱动机构，凸轮Ⅲ型并联组合示例：2图例

丝织机的开口机构，两个摇杆滑块机构并联组合，共同连接于曲柄摇杆机构。

当主动构件曲柄1转动时，通过摇杆3将运动传给两个摇杆滑块机构，使两个从动件滑块5和7实现上下往复移动，完成丝织机织平纹丝织物的开口动作。

该机构与Ⅰ型并联组合的襟翼操纵机构、V型发动机机构结构相同，只是输入与输出构件进行了调换。133Ⅲ型并联组合示例：2图例丝织机的开口机构，两个摇Ⅲ型并联组合示例：3图例

冲压机凸轮连杆机构，由一个凸轮机构和一个凸轮连杆机构并联组合而成。两个盘状凸轮固接在一起，凸轮1和推杆2组成移动从动件盘状凸轮机构；凸轮1'和摆杆3组成摆动从动件盘状凸轮机构。

当机构的主动件凸轮1和1'转动时，推杆2实现左右移动；同时摆杆3实现摆动，并由摆杆的摆动而带动连杆4运动，使从动件滑块5实现上下移动。设计凸轮时应注意椎杆2与滑块5的时序关系。

并联的两个子机构中，有一个子机构是由凸轮与连杆机构串联组合而成。

所以设计较为复杂，必要时应绘制机构运动循环图。134Ⅲ型并联组合示例：3图例冲压机凸轮连杆机构，由一并联式机构组合的两种结构形式（一）并联的几个机构类型相同、尺寸相同、且对称布置，所构成的并联组合在工作时可互相抵消运动副的约束反力；可使机构整体平衡。（二）并联的几个机构类型尺寸不一定相同、也不是对称布置，但须满足一定时序要求、轨迹配合要求、运动形式配合要求、位置要求等。因此设计时一定要严格遵守所要求的尺寸、位置和时序关系，一般先应设计工作循环图，再根据循环图来设计各机构，否则将失去并联组合的实际使用价值。135并联式机构组合的两种结构形式（一）并联的几个机构类型相同、尺第5节机构的复合组合与创新设计

一般是不同类型的基本机构的组合，并且各种基本机构有机地融合为一体，成为一种新机构，如齿轮连杆机构、凸轮连杆机构、齿轮凸轮机构等。其主要功能是可以实现任意运动规律的输出，例如一定规律的停歇、逆转、加速、减速、前进、倒退等。机构功能：136第5节机构的复合组合与创新设计一般是不同类构件并接组合示例：1图例

凸轮-行星机构，可看成是具有两个自由度的差动轮系和摆动从动杆固定凸轮机构组合而成。机构中1为固定凸轮，从动杆2和行星齿轮3联在一起，其摆动中心和行星齿轮3的回转中心重合。差动轮系由中心轮5、系杆4和行星轮3构成。该组合机构中基础机构为差动轮系，附加机构为凸轮机构，摆杆与行星轮并接在一起，构件4既为差动轮系中的系杆又是凸轮机构中的活动机架。

当系杆4为主动件以等角速度转动时，中心轮5则因凸轮的轮廓曲线变化可获得极其多样化的运动规律。137构件并接组合示例：1图例凸轮-行星