清华大学机械原理课件——第8章 组合机构

第8章 组合机构机构的组合方式和组合机构；组合机构的类型与功能；组合机构的设计。,机构的组合是发展新机构的重要途径之一8.1 机构的组合方式与组合机构8.1.1 机构的组合方式1.串联式组合前一级子机构的输出构件为后一级子机构的输入构件,机构的组合是发展新机构的重要途径之一8.1 机构的组合方式与组合机构8.1.1 机构的组合方式1.串联式组合,2. 并联式组合几个子机构共用同一个输入构件，而它们的输出运动又同时输入给一个多自由度的子机构。,2. 并联式组合,3. 反馈式组合多自由度子机构的一个输入运动是通过单自由度子机构从该多自由度子机构的输出构件回授的,3. 反馈式组合,4. 复合式组合由一个或几个串联的基本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的基本机构,与串联机构的差别？与并联机构的差别？,4. 复合式组合,8.1.2 组合机构1.串联式组合最简单的组合机构，分析和设计方法与单个机构相同2.组合机构用一种机构去约束和影响另一个多自由度机构所形成的封闭式机构系统，或者是由几种基本机构有机联系、互相协调和配合所组成的机构系统,基础机构 ，差动机构附加机构,8.2 组合机构的类型及功能8.2.1 凸轮连杆组合机构连杆机构（F=2）基础机构凸轮机构（F=1）附加机构准确实现多种复杂的运动轨迹或运动规律1.实现复杂运动轨迹,例1：平板印刷机上的吸纸机构吸纸盘P走出一个矩形轨迹，以完成吸纸和送纸等动作基础机构 五杆机构(F=2)附加机构 两个摆动从动件凸轮机构(F=1),平板印刷机吸纸机构,例2：刻字、成型机构M点描绘出一条复杂的轨迹基础机构 四杆四移动副机构(F=2)附加机构 两个槽凸轮机构(F=1),圆珠笔装配线上送进机构,2.实现复杂运动规律例： 基础机构 五杆机构(F=2) 附加机构 槽凸轮机构(F=1) 凸轮的轮廓曲线滑块3 的复杂运动,2.实现复杂运动规律例：,8.2.2 齿轮连杆组合机构定传动比的齿轮机构+连杆机构1.实现复杂运动轨迹连杆机构(F=2)基础机构齿轮机构(F=1)附加机构利用连杆曲线实现预定的轨迹,例1： 基础机构 五杆机构(F=2) 附加机构 定轴轮系(F=1),例1： 基础机构 五杆机构(F=2) 附加机构 定轴轮系(F=1),例2：振摆式轧钢机轧辊驱动装置,五杆机构(F=2)定轴轮系(F=1)调节两曲柄AB和DE的相位角，可方便地改变M点的轨迹,2.实现复杂运动规律差动轮系(F=2)基础机构连杆机构(F=1)附加机构改变杆长和z5、z25可获得不同的运动规律,类似的机构：,两轮式齿轮连杆组合机构,三轮式齿轮连杆组合机构,三种情况： 落在AD 延长线上： 落在AD 之间： 落在A 点：,三轮式齿轮连杆组合机构,主、从动轮转向相同；主、从动轮转向相反；从动轮角速度为0。,瞬心？,主动曲柄AB 转过齿轮4停歇不动，等待剪切机构剪断钢板主动曲柄AB 转过其余角度齿轮4转过240，将钢板输送到所要求的长度,钢板输送机构,8.2.3 凸轮齿轮机构差动轮系(F=2)+凸轮机构(F=1)例：当凸轮的某段廓线满足：在这段时间内从动轮1停歇,滚齿机工作台校正机构,基础机构：差动轮系2、3、H附加机构：凸轮机构4、摆杆3输入构件：齿轮2输出构件：蜗杆1,8.3 组合机构的设计8.3.1 并联式组合机构1.机构特点,原动件的运动同时输入给几个单自由度的附加机构，而附加机构的输出运动又同时输入给一个自由度为n的基础机构，再合成为一个运动输出。一般n=2。,2.设计要点,分析要求实现的运动规律或轨迹；选择合适的多自由度机构(基础机构)，分析该机构输出与输入运动的关系；根据基础机构的特点选择并设合适的附加机构。,设计实例：钢板输送机构,基础机构(F=2)：差动轮系：齿轮2,3,4,系杆H附加机构(F=1)：齿轮1,2和曲柄摇杆机构ABCD输入运动：齿轮1转动输出运动：齿轮4转动,设计实例：钢板输送机构,设计要求 主动曲柄AB (齿轮1)等速转过 时，齿轮4停歇不动，等待剪切机构剪断钢板；曲柄AB 转过一周中其余角度时，齿轮4转过240，将钢板输送到所要求的长度；并要求四杆机构的传动角大于50 。,设计实例：钢板输送机构,分析基础机构中输入输出运动的关系定轴轮系中输出构件齿轮4的运动方程,设计实例：钢板输送机构,齿轮1转过 ，齿轮4停歇 主动轮AB和从动杆(系杆)CD之间的传动关系，曲柄摇杆机构ABCD须满足此关系。,确定齿数z1，z4设主动轮1转一周的时间为T,确定齿数z2，z3设齿轮2固定不动，转化为行星轮系由同心条件： 若采用多个行星轮均布，则还需校核装配条件和邻接条件,曲柄摇杆设计满足三个条件(1)曲柄AB等速转过 时，满足：(2)主动杆AB能做整周转动(3)最小传动角大于50 条件(1)无法实现，近似设计,得四杆机构各构件相对于机架AD的尺寸用运动分析的方法校核该组合机构是否满足工作要求。,8.3.2 复合式组合机构1.机构特点,原动件的运动一方面传给两自由度的基础机构，另一方面又通过一个单自由度的附加机构传给两自由度的基础机构，从而合成为一个运动输出。,2.设计要点,分析要求实现的运动规律或轨迹；选择合适的两自由度机构(基础机构)，给出一个原动件的运动规律；找出两个原动件之间的运动关系，设计单自由度的附加机构。,设计实例：实现复杂运动轨迹的凸轮连杆组合机构,基础机构(F=2)：五杆机构：构件1,2,3,4,5附加机构(F=1)：凸轮机构：构件1,4,5输入运动：构件1转动输出运动：C点的复杂运动轨迹,设计实例：实现复杂运动轨迹的凸轮连杆组合机构,作出轨迹曲线S，并根据机构的总体布局，选定曲柄轴A与预定轨迹S之间的相对位置。,设计实例：实现复杂运动轨迹的凸轮连杆组合机构,确定构件1和2的尺寸。 在S上找出与转轴A之间的最近点C和最远点C”,设计实例：实现复杂运动轨迹的凸轮连杆组合机构,确定构件3的尺寸。 必须大于轨迹S上各点到导路的最大距离,设计实例：实现复杂运动轨迹的凸轮连杆组合机构,绘制构件4相对于构件1的位移曲线 。,设计实例：实现复杂运动轨迹的凸轮连杆组合机构,根据结构选定凸轮的基圆半径，按照位移曲线 设计移动滚子从动件盘形凸轮的廓线。,文献阅读指南(1)机构的组合是创造发明新机构的重要途径之一吕庸厚主编，