机械系统运动方案设计课件

第一节第一节 机械总体方案设计概述机械总体方案设计概述第二节第二节 现代设计观念与创新设计简介现代设计观念与创新设计简介第三节第三节 机械执行系统运动方案设计机械执行系统运动方案设计第四节第四节 执行机构的选型、组合与变异执行机构的选型、组合与变异第五节第五节 执行系统的协调设计执行系统的协调设计第六节第六节 机械传动系统方案设计机械传动系统方案设计第七节第七节 原动机选择原动机选择 第八节第八节 机械系统方案评价与决策机械系统方案评价与决策第九节机械系统运动方案设计举例第九节机械系统运动方案设计举例 机械系统方案设计机械系统方案设计一、机械产品的设计过程一、机械产品的设计过程初期规划设计阶段初期规划设计阶段总体方案设计阶段总体方案设计阶段结构技术设计阶段结构技术设计阶段生产施工销售阶段生产施工销售阶段机械产品设计机械产品设计是一个通过分析、综合与创新获得满足某是一个通过分析、综合与创新获得满足某些特定要求和功能的机械系统的过程。些特定要求和功能的机械系统的过程。第一节第一节 机械总体方案设计概述机械总体方案设计概述机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段：机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段：阶阶段段步骤步骤方法方法主主 要要 指指 导导 理理 论论初初期期规规划划设设计计阶阶段段设计方法设计方法预测技术预测技术设计方法学设计方法学技术预测理论技术预测理论市场学市场学信息学信息学机械产品设计一般进程机械产品设计一般进程信息集约信息集约可行性报告、设计要求项目表可行性报告、设计要求项目表产品设计任务产品设计任务预测调研预测调研可行性分析可行性分析明确任务要求明确任务要求阶阶段段步骤步骤方方法法主主 要要 指指 导导 理理 论论总总体体方方案案设设计计阶阶段段系统化设计法系统化设计法创造技法创造技法评价决策方法评价决策方法系统工程学系统工程学形态学形态学创造学创造学思维心理学思维心理学决策论决策论模糊数学模糊数学总功能分析总功能分析原理参数表、方案原理图原理参数表、方案原理图功能分解功能分解功能载体组合功能载体组合功能原理方案功能原理方案(多个多个)功能元求解功能元求解原理试验原理试验评价决策评价决策最优原理方案最优原理方案阶阶段段步骤步骤方法方法主要指导理论主要指导理论结结构构技技术术设设计计阶阶段段价值设计价值设计优化设计优化设计可靠性设计可靠性设计宜人性设计宜人性设计产品造型设产品造型设计计系列化设计系列化设计机械性能设机械性能设计计工艺性设计工艺性设计自动化设计自动化设计价值工程学价值工程学最优化方法、工程最优化方法、工程遗传算法遗传算法可靠性理论与实验可靠性理论与实验人机工程学人机工程学工业美学工业美学模块化设计、模块化设计、相似理论相似理论有限元法、动态设有限元法、动态设计、摩擦学设计、计、摩擦学设计、高等机构学高等机构学机械设计的工艺基机械设计的工艺基础础控制理论、智能工控制理论、智能工程、人工神经元计程、人工神经元计算方法、专家系统算方法、专家系统结构方案结构方案(多个多个)结构价值分析结构价值分析试验模型试验模型试验试验总体设计总体设计结构设计结构设计造型设计造型设计造型价值分析造型价值分析外观方案外观方案(多个多个)评价决策评价决策评价决策评价决策最优结构方案最优结构方案最优造型方案最优造型方案最优技术设计方案最优技术设计方案总体布置图、装配总体布置图、装配草图、技术文件草图、技术文件总体效果图、总体效果图、外观效果模型外观效果模型阶阶段段步骤步骤方法方法主要指导主要指导理论理论生生产产施施工工销销售售阶阶段段各种制造、装各种制造、装配、造型、装配、造型、装饰、检验等方饰、检验等方法法各种工艺学各种工艺学计算机辅助制计算机辅助制造造反馈控制法反馈控制法零件工作图零件工作图外观件加工工艺、外观件加工工艺、面饰工艺规程面饰工艺规程部件装配图部件装配图效果图、检验标准效果图、检验标准技术文件技术文件造型工艺文件造型工艺文件试制试制修改修改批量生产批量生产技术服务技术服务用户访问用户访问二、机械总体方案设计的目的二、机械总体方案设计的目的 总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规划阶段所提出的设计目标的关键。划阶段所提出的设计目标的关键。产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方案拟定时的设计思想。案拟定时的设计思想。机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和控制系统所组成。控制系统所组成。三、机械系统的组成三、机械系统的组成四、机械总体方案设计的内容四、机械总体方案设计的内容 执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。控制系统的方案设计控制系统的方案设计.其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的设计。设计。机械总体方案设计的内容机械总体方案设计的内容执行系统的方案设计执行系统的方案设计执行系统方案评价执行系统方案评价执行系统协调设计执行系统协调设计执行机构型式设计执行机构型式设计运动规律设计运动规律设计系统功能原理设计系统功能原理设计机构尺度设计机构尺度设计运动和动力分析运动和动力分析原动机类型的选择和传动系原动机类型的选择和传动系统的方案设计统的方案设计各级传动比的分配各级传动比的分配传动链中机构传动链中机构顺序的安排顺序的安排传动路线选择传动路线选择传动类型选择传动类型选择五、机械系统方案设计的过程五、机械系统方案设计的过程 一、现代设计观念一、现代设计观念 (一一)机械设计的历史机械设计的历史 人类设计人类设计经历的阶段经历的阶段直觉设计阶段直觉设计阶段凭直观感觉来设计制作工具凭直观感觉来设计制作工具和机械，往往带有一定的盲和机械，往往带有一定的盲目性目性经验设计阶段经验设计阶段依依靠靠个个人人的的才才能能和和经经验验，运运用用一一些些基基本本设设计计计计算算理理论论，借借助助类类比比、模模拟拟和和试试凑等方法进行设计凑等方法进行设计半理论半经验半理论半经验设计阶段设计阶段充分利用数据、图表和手册等充分利用数据、图表和手册等进行设计，减少了设计的盲目进行设计，减少了设计的盲目性，增加了合理性性，增加了合理性第二节第二节 现代设计观念与创新设计简介现代设计观念与创新设计简介 (二二)现代设计方法的主要分支现代设计方法的主要分支设计方法学设计方法学(Design methodology)优化设计优化设计(Optimal design)价值工程价值工程(Value engineering)计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)可靠性设计可靠性设计(Reliability design)造型设计造型设计(Visual design)模块化设计模块化设计(Modular design)反求工程反求工程(Inverse engineering)有限元法有限元法(Finite element method)机械动态设计机械动态设计(Dynamic design)相似性设计相似性设计(Similarity design)系统化设计系统化设计(Systematization design)创新设计创新设计(Innovative design)比较内容比较内容传统设计传统设计现代设计现代设计设计性质设计性质侧重技术侧重技术面向功能，将技术、经济和社会面向功能，将技术、经济和社会环境因素结合在一起统筹考虑环境因素结合在一起统筹考虑设计进程设计进程在在战略进程和战术步骤上有战略进程和战术步骤上有随意性随意性强调设计进程及其步序的模式化强调设计进程及其步序的模式化设计手段设计手段计算器、图板加手册的个体计算器、图板加手册的个体手工作业手工作业充分利用电子计算机进行计算、充分利用电子计算机进行计算、自动绘图和数据库管理，集团分自动绘图和数据库管理，集团分工协作工协作设计方式设计方式以以经验总结、规范依据为主经验总结、规范依据为主强调预测与信号分析及创造性的强调预测与信号分析及创造性的相互配合相互配合设计部署设计部署只限于从方案到工作图这个只限于从方案到工作图这个阶段阶段贯穿开发的全过程，考虑全寿命贯穿开发的全过程，考虑全寿命周期的质量信息反馈周期的质量信息反馈设计思维设计思维朝向结构方案的朝向结构方案的“收敛性思收敛性思维维”面向总体功能目标的面向总体功能目标的“发散性发散性”思维思维二、传统设计与现代设计的比较二、传统设计与现代设计的比较比较内容比较内容传统设计传统设计现代设计现代设计设计方法设计方法采用少数的验证性分析以满采用少数的验证性分析以满足限定的约束条件足限定的约束条件多元性方法学直接综合使其在各多元性方法学直接综合使其在各种条件下实现方案与全域优化目种条件下实现方案与全域优化目标标设计目标设计目标局限在微观和结构局限在微观和结构注重全局构成及协调，包括造型注重全局构成及协调，包括造型设计、宜人设计设计、宜人设计设计考虑设计考虑的工况的工况按按确定工况与静态考虑确定工况与静态考虑研究动态的随机工况、模糊性及研究动态的随机工况、模糊性及随机性随机性设计评估设计评估采用单项与人为准则采用单项与人为准则采用科学的模糊综合评判采用科学的模糊综合评判传统设计与现代设计的比较传统设计与现代设计的比较三、三、部分创造技法部分创造技法方法名称方法名称方法的主要特点方法的主要特点方法的主要目的方法的主要目的特性列举法特性列举法将将事物按名词、形容词、动词分事物按名词、形容词、动词分解为三方面特性，将每类特性加解为三方面特性，将每类特性加以改变或延拓以改变或延拓化整为零，逐个研究改化整为零，逐个研究改进进希望点列举希望点列举法法根据社会需求或个人愿望，通过根据社会需求或个人愿望，通过列举希望来形成创新目标列举希望来形成创新目标将将思维收敛于某思维收敛于某“目标目标”，侧重自由联想，思，侧重自由联想，思路更宽路更宽缺点列举法缺点列举法挑事物的毛病，提出改进设想挑事物的毛病，提出改进设想追求完满，追求卓越追求完满，追求卓越智爆法智爆法集合集合35人，根据议题自由畅谈，人，根据议题自由畅谈，不准批评，寻求创意不准批评，寻求创意以量求质以量求质设问探求法设问探求法根据多项创造性的提问，进行分根据多项创造性的提问，进行分项检核，寻求创意项检核，寻求创意帮助人们广思，思考方帮助人们广思，思考方向和目标明确向和目标明确联想类比法联想类比法通过比较，借助原有知识，在异通过比较，借助原有知识，在异中求同，在同中求异中求同，在同中求异分析两事物的相同或相分析两事物的相同或相似点，由此及彼似点，由此及彼方法名称方法名称方法的主要特点方法的主要特点方法的主要目的方法的主要目的组合法组合法按一定技术原理，将两个或多个按一定技术原理，将两个或多个功能元素合并，形成新产品、新功能元素合并，形成新产品、新工艺、新材料工艺、新材料产生新功能产生新功能功能分析法功能分析法紧紧围绕功能分析、求解、组合紧紧围绕功能分析、求解、组合寻找方案寻找方案满足产品的功能要求是满足产品的功能要求是设计的核心设计的核心综摄法综摄法把初次接触的事物或发现，联系把初次接触的事物或发现，联系到熟悉的事物中，用新眼光变熟到熟悉的事物中，用新眼光变熟悉为陌生，以新观点、新方式思悉为陌生，以新观点、新方式思考问题考问题将毫无关联、完全不同将毫无关联、完全不同的知识要素结合起来形的知识要素结合起来形成新方案成新方案转向法转向法在在求解问题中变换求解因素，采求解问题中变换求解因素，采用其他原理、改变思索方向用其他原理、改变思索方向完善计划、修改方案、完善计划、修改方案、修正观点修正观点仿生法仿生法模仿人或生物的生理原理、结构、模仿人或生物的生理原理、结构、外形、感觉机理外形、感觉机理向人或生物索取启迪向人或生物索取启迪函询集智法函询集智法借助反复函求多名专家的书面意借助反复函求多名专家的书面意见形成创意见形成创意具有匿名性，便于充分具有匿名性，便于充分发表看法发表看法方法名称方法名称方法的主要特点方法的主要特点方法的主要目的方法的主要目的635法法6人人参加，每次每人写参加，每次每人写3个设想，个设想，5分钟后交换，看过别人的设想分钟后交换，看过别人的设想后，再修正和补充后，再修正和补充3个设想个设想以笔代口，相互激励，以笔代口，相互激励，短时间内可产生较多的短时间内可产生较多的设想方案设想方案设计目录法设计目录法通过完备的设计信息库进行系统通过完备的设计信息库进行系统搜索搜索有利于计算机辅助自动有利于计算机辅助自动化设计化设计评价法评价法通过评价寻找弱点加以改进完善通过评价寻找弱点加以改进完善寻求最优解决方案寻求最优解决方案价值分析法价值分析法从从经济效益出发分析和改进方案经济效益出发分析和改进方案追求高价值的产品追求高价值的产品物场分析法物场分析法任何主体总是通过任何主体总是通过“场场”作用于作用于客体，根据客体寻找合理的客体，根据客体寻找合理的“场场”和主体和主体使使物场三要素相互作用物场三要素相互作用更有效，功能更完善、更有效，功能更完善、可靠可靠分解法分解法把事物分解或离散，使问题暴露把事物分解或离散，使问题暴露出来，改进后重组出来，改进后重组便于抓住主要矛盾，寻便于抓住主要矛盾，寻求特色创意求特色创意形态综合法形态综合法对对创造对象进行因素分解，列出创造对象进行因素分解，列出每个因素的全部形态每个因素的全部形态(手段手段)，按，按组合原理形成众多方案组合原理形成众多方案寻找尽可能多的解，从寻找尽可能多的解，从中选优中选优方法名称方法名称方法的主要特点方法的主要特点方法的主要目的方法的主要目的专利利用法专利利用法利用专利文献寻求改进、完善设利用专利文献寻求改进、完善设想想防止盲目，避免重复劳防止盲目，避免重复劳动动移植法移植法把把一个对象的原理、方法运用于一个对象的原理、方法运用于另一个对象中另一个对象中使使已有技术在新领域中已有技术在新领域中延续和拓展延续和拓展黑箱法黑箱法根据输入、输出内容，探求黑箱根据输入、输出内容，探求黑箱内部的原理和结构内部的原理和结构用用因果逻辑关系寻求输因果逻辑关系寻求输入与输出的最佳联系方入与输出的最佳联系方式式假拟设计假拟设计通过计算机模拟或虚拟现实完善通过计算机模拟或虚拟现实完善设计设计高效、快速、低成本、高效、快速、低成本、高质量高质量优化设计优化设计建立研究对象的优化数学模型及建立研究对象的优化数学模型及目标函数，用计算机对计算结果目标函数，用计算机对计算结果进行分析、判断、寻优进行分析、判断、寻优高效、降低成本、提高高效、降低成本、提高质量、适于各种复杂设质量、适于各种复杂设计计反求设计反求设计利用现有科技成果引进先进技术，利用现有科技成果引进先进技术，消化吸收后创新消化吸收后创新吃透原设计，创造更优吃透原设计，创造更优的设计的设计第三节第三节 机械执行系统运动方案设计机械执行系统运动方案设计 重要性重要性执行系统是机械系统中的重要组成部分，直接完成机械执行系统是机械系统中的重要组成部分，直接完成机械系统预期工作任务。系统预期工作任务。机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核心，是整个机械设计工作的基础。心，是整个机械设计工作的基础。机械执行系统的组成机械执行系统的组成 由一个或多个执行机构组成。执行构件是执行机构的输由一个或多个执行机构组成。执行构件是执行机构的输出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，决定了整个执行系统的结构方案。决定了整个执行系统的结构方案。一、机械执行系统运动方案设计的主要内容和过程一、机械执行系统运动方案设计的主要内容和过程 功能原理设计功能原理设计根根据据需需要要制制定定机机械械的的总总功功能能，拟拟定定实实现现总总功功能能的的工工作作原原理理和和技技术术手手段段，确确定定机机械械所所要要实实现现的的工工艺艺动作动作运动规律设计运动规律设计通通过过对对工工作作原原理理所所提提出出的的工工艺艺动动作作进进行行分分解解，决决定定采采用用何何种种运运动动规规律律来来实实现现工工作作原原理理执行机构型式设计执行机构型式设计决决定定选选择择何何种种机机构构实实现现给给定定的的运运动动规律规律执行系统协调设计执行系统协调设计执行机构型式设计执行机构型式设计根根据据工工艺艺过过程程对对各各动动作作的的要要求求，分分析析各各执执行行机机构构应应当当如如何何协协调调配配合合，设设计计出出机机械械运运动循环图动循环图确确定定各各执执行行机机构构的的运运动动尺尺寸寸，绘绘制制出出各各执执行行机机构构的的运运动动简简图图运动和动力分析运动和动力分析检检验验执执行行系系统统是是否否满满足足运运动动要要求求和和动动力力性性能能方方面的要求面的要求方案评价与决策方案评价与决策对对方方案案进进行行定定性性评评价价和和定定量量评评价价并并从从中中选选出出最最佳佳设计方案设计方案 二、执行系统的功能原理设计二、执行系统的功能原理设计1.功能原理的选择与构思功能原理的选择与构思产品的功能产品的功能产产品品的的用用途途、性性能能、使使用用价价值值等等，根根据据人人们们生生产产或或生生活活需要提出。需要提出。确定功能指标的考虑因素确定功能指标的考虑因素先进性、可行性、经济性先进性、可行性、经济性功能原理设计的重要性功能原理设计的重要性决决定定产产品品的的技技术术水水平平、工工作作质质量量、传传动动方方案案、结结构构型型式式、制造成本等。制造成本等。工作原理就是机械实现其功能的技术载体，它既可以是物理原理，也可以是化学原理，甚至也可以是生物原理等，但在常规机械设计中，以采用物理中的机械运动原理为多。构思机械工作原理是一个创新思维过程，需要了解相关机械的工作原理，掌握现代科技水平，综合运用已学知识等，才可能较好地构思出先进的工作原理。由于机械为了完成同一功能要求可以采用不同的工作原理，而不同工作原理的机械，其机械运动方案也是不同的。即使相同的工作原理，也可拟定出不同的运动方案。例如，为了加工螺钉的螺纹，可以采用车削加工原理、套丝工作原理和滚压工作原理。这三种不同的螺纹加工原理适合不同的场合，满足不同的加工需要，它们的机械运动方案也就各不相同。功能原理设计的多方案性功能原理设计的多方案性工作原理不同，运动方案也不同工作原理不同，运动方案也不同齿轮加工齿轮加工剃齿剃齿范成原理范成原理仿形原理仿形原理工作原理相同，运动方案不同工作原理相同，运动方案不同齿轮加工齿轮加工插齿插齿滚齿滚齿 其它实例其它实例斜面的应用斜面的应用螺螺旋旋压压力力机机、螺螺旋旋千千斤斤顶顶、螺螺纹纹联联接接件件、螺螺旋旋输输送送机机、螺杆泵、螺旋微动机构、千分尺等螺杆泵、螺旋微动机构、千分尺等 齿轮加工方法齿轮加工方法 无无屑屑加加工工(精精密密铸铸造造、粉粉末末冶冶金金成成型型、滚滚压压成成型型)、切切削削加加工工(成成型型法法、展展成成法法)、成成型型法法加加工工的的盘盘状状齿齿轮轮铣铣刀刀和和指指状状齿轮铣刀、展成法的滚齿和插齿齿轮铣刀、展成法的滚齿和插齿 确定方案时应注意两点确定方案时应注意两点 用最简单的方法实现用最简单的方法实现同一功能。同一功能。注意光、机、电、流注意光、机、电、流体等知识的综合运用。体等知识的综合运用。设设计计一一台台彩彩色色电电视视机机阴阴极极盘盘用用的的金金属属片片的的冲冲裁裁机机器器，圆圆片片直直径径 10mm，厚厚度度0.8mm。100.8功能分解功能分解送料送料 冲制冲制 退回退回 糖果包装机功能原理选择糖果包装机功能原理选择要求设计包装糖果的糖果包装机，如图所示。要求设计包装糖果的糖果包装机，如图所示。图（图（a）所示为扭结式包装原理，图（所示为扭结式包装原理，图（b）所示的所示的折叠式包装原理，图（折叠式包装原理，图（c）所示的接缝式包装原理。所示的接缝式包装原理。三种方法的工作原理不同，工艺动作显然不同，三种方法的工作原理不同，工艺动作显然不同，所设计的机械的运动方案也完全不同所设计的机械的运动方案也完全不同B用最简单的方法实现功能举例用最简单的方法实现功能举例按摩按摩轮轮 图示按摩椅中的按摩轮利用一图示按摩椅中的按摩轮利用一个偏心空间凸轮，同时实现三维方个偏心空间凸轮，同时实现三维方向的按摩作用向的按摩作用径向振动挤压、向径向振动挤压、向下推拉和横向推拉，构思巧妙，结下推拉和横向推拉，构思巧妙，结构非常简单。构非常简单。r 光、机、电、流体等知识的综光、机、电、流体等知识的综合运用举例合运用举例指针指针玛瑙玛瑙支撑支撑K向向刀口刀口活动游标活动游标 图示分析天平，要求图示分析天平，要求精度达到精度达到0.01g，但靠目力但靠目力读指针的微小偏角已不可读指针的微小偏角已不可能。能。活动游标活动游标光源光源透镜透镜读数窗读数窗 增加了一级光学放增加了一级光学放大镜，将读数放大大镜，将读数放大。总总功能功能功能元解功能元解功能原理方案功能原理方案最佳功能原理方案最佳功能原理方案明确任务明确任务黑箱法黑箱法功能树功能树创造技法创造技法形态学矩阵形态学矩阵评价法评价法功能元功能元 2.功能分析与功能求解功能分析与功能求解 功功能能分分析析法法(Function analysis)，将将机机械械产产品品的的总总功功能能(Total function)分分解解成成若若干干功功能能元元(Function element)，求求解解功功能能元元，将将其其组组合合，得得到到满满足足总总功功能能要要求求的的多多种种解解决决方方案案供供评价选择评价选择。三、执行系统的工艺动作分解三、执行系统的工艺动作分解工作原理确定之后，机械的功能便通过执行构件的工艺动作来实现。依据构思的工作原理和机械的功能要求，确定出执行构件的数目和各执行构件的工艺动作，是一个严谨、巧妙的构思过程，也是进行机械创新设计的重要环节之一。所以，工艺动作的确定除了要认真分析机械的功能目标，详细了解各种技术原理与操作方法之外，还需在思维方法上进行各种努力，放开思路、大胆设想。实现机械功能的工艺动作，一般可分解为多个简单运动。为了便于机构实现机械功能的工艺动作，一般可分解为多个简单运动。为了便于机构选型和机构综合，常将复杂的工艺动作分解成机械最容易实现的运动形选型和机构综合，常将复杂的工艺动作分解成机械最容易实现的运动形式，如转动和直线移动，然后再进行合成。式，如转动和直线移动，然后再进行合成。将工艺动作分解成多个简单运动后，通过对各个运动实现的可行性、简将工艺动作分解成多个简单运动后，通过对各个运动实现的可行性、简便性和兼容性（即能否与其他运动的合并）等进行分析，确定出执行构便性和兼容性（即能否与其他运动的合并）等进行分析，确定出执行构件的数目和各执行构件的运动形式以及运动要求等。件的数目和各执行构件的运动形式以及运动要求等。例如，插齿机工作时，为了实现插制轮齿齿廓的功能，插刀的工艺动作例如，插齿机工作时，为了实现插制轮齿齿廓的功能，插刀的工艺动作有切削、展成、让刀等，可以看出插刀的工艺动作是比较复杂的。若一有切削、展成、让刀等，可以看出插刀的工艺动作是比较复杂的。若一味强行思索，很难构思出一个单一机构完成这样一个复杂的工艺动作，味强行思索，很难构思出一个单一机构完成这样一个复杂的工艺动作，但若将复杂的动作进行分解，切削由移动来实现；展成由转动来实现；但若将复杂的动作进行分解，切削由移动来实现；展成由转动来实现；让刀由间歇运动来实现。然后再将各动作进行协调配合，如：转动和移让刀由间歇运动来实现。然后再将各动作进行协调配合，如：转动和移动的同时实现可以利用插刀轴的导向滑键，即插刀轴可以沿轴孔相对移动的同时实现可以利用插刀轴的导向滑键，即插刀轴可以沿轴孔相对移动，同时又因键的联结随蜗轮一起转动；关于让刀的间歇运动，可以设动，同时又因键的联结随蜗轮一起转动；关于让刀的间歇运动，可以设计成刀与刀架一起动作的结构。但必须注意切削与让刀的动作在时间上计成刀与刀架一起动作的结构。但必须注意切削与让刀的动作在时间上的协调，否则会产生干涉。的协调，否则会产生干涉。四、执行系统的运动规律设计四、执行系统的运动规律设计 1.工艺动作分解和运动方案选择工艺动作分解和运动方案选择刀具作复合运动刀具作复合运动刀具与工作台分别运动刀具与工作台分别运动 运动规律设计通常是对工艺方法和工艺动作进行分析，运动规律设计通常是对工艺方法和工艺动作进行分析，把其分解成若干个基本动作。工艺动作分解的方法不同，所把其分解成若干个基本动作。工艺动作分解的方法不同，所形成的运动方案也不同。形成的运动方案也不同。立式钻床工艺动作分解立式钻床工艺动作分解直线运动直线运动曲线运动曲线运动复合运动复合运动往复摆动往复摆动执执行行构构件件运运动动形形式式回转运动回转运动每分钟转数每分钟转数 rpm由两个以上单一运动合成由两个以上单一运动合成间歇转动间歇转动停歇往复直线运动停歇往复直线运动停歇单向直线运动停歇单向直线运动沿可变曲线运动沿可变曲线运动连续转动连续转动沿固定曲线运动沿固定曲线运动往复直线运动往复直线运动每分钟转位次数、转角大小、运动系数每分钟转位次数、转角大小、运动系数每分钟摆动次数、转角大小、行程速度变每分钟摆动次数、转角大小、行程速度变化系数化系数每分钟行程数、大小、行程每分钟行程数、大小、行程速度变化系数速度变化系数每次进给量的大小每次进给量的大小每循环停歇次数、位置、时每循环停歇次数、位置、时间、行程大小和工作速度间、行程大小和工作速度五、执行机构的型式设计五、执行机构的型式设计1.设计原则设计原则 满足执行构件的工艺动作和运动要求满足执行构件的工艺动作和运动要求 尽量简化和缩短运动链尽量简化和缩短运动链 尽量减小机构尺寸尽量减小机构尺寸 选择合适的运动副形式选择合适的运动副形式 考虑动力源的形式考虑动力源的形式 使执行系统具有良好的传力和动力特性使执行系统具有良好的传力和动力特性 使机械具有调节某些运动参数的能力使机械具有调节某些运动参数的能力 保证机械的安全运转保证机械的安全运转第四节第四节 执行机构的选型、组合与变异执行机构的选型、组合与变异1、实现执行构件各种运动形式的常用机构、实现执行构件各种运动形式的常用机构 实现执行机构某一运动形式的机构通常有好几种，设计者必实现执行机构某一运动形式的机构通常有好几种，设计者必须根据工艺动作要求，受力大小，使用维修方便与否，制造须根据工艺动作要求，受力大小，使用维修方便与否，制造成本高低，加工难易程度等各种因素进行分析比较，然后择成本高低，加工难易程度等各种因素进行分析比较，然后择优而取。实现执行构件各种运动形式的常用机构有：优而取。实现执行构件各种运动形式的常用机构有：1.机构的选型机构的选型 目的目的选择或创造出满足执行构件运动和动力要求的机构。选择或创造出满足执行构件运动和动力要求的机构。执行构件的运动形式有三种基本形态：即转动、移动和摆执行构件的运动形式有三种基本形态：即转动、移动和摆动。这三种基本运动形式又可分为不同的基本动作类型，动。这三种基本运动形式又可分为不同的基本动作类型，如下图所示。如下图所示。转动转动 移动移动 摆动摆动 基本动作基本动作 连续连续 间歇间歇 等速等速 变速变速 单向单向 双向双向 连续连续 间歇间歇 直线直线 曲线曲线 单向单向 双向双向 等速等速 变速变速 有停歇有停歇 连连 续续 有停歇有停歇 连连 续续 急急 回回 增速增速 减速减速 单单 向向 往往 复复 螺螺 旋旋 按轨迹按轨迹 等速等速 变速变速 有规律有规律 急急 回回 为了便于进行机构选型，下表列出了常用机构的运动及动力特性。第七章中给出了实现常见运动功能的机构选例。机构类型 运动及动力特性 连杆机构 可以输出转动、移动、摆动，可以实现一定轨迹、定位要求；经机构串接还可以实现停歇、逆转和变速功能；利用死点可用于夹紧、自锁装置；由于运动副为面接触，故承载能力大；但平衡困难，不宜用于高速.凸轮机构 可以输出任意运动规律的移动、摆动，但动程不大；若凸轮固定，从动件复合运动，则从动件可以实现任意运动轨迹；由于运动副为高副（滚滑副），又靠力或形封闭运动副，故不适用于重载 齿轮机构 圆形齿轮实现定传动比传动，非圆形齿轮实现变传动比传动；功率和转速范围都很大；传动比准确可靠 螺旋机构 输出移动或转动，还可以实现微动、增力、定位等功能；工作平稳，精度高，但效率低，易磨损 棘轮机构 输出间歇运动，并且动程可调；但工作时冲击、噪声较大，只使用于低速轻载 槽轮机构 输出间歇运动，转位平稳；有柔性冲击，不适用于高速 挠性件机构 常见的挠性件有：带、链、绳；通常挠性件机构传递匀速转动；当轮为非圆形时，可实现非匀速运动；利用挠性件可以实现远距离往复移动，挠性件如带：具有吸振特点，无噪声，传动平稳。过载打滑，但传动不可靠 电器机构 用于传动和控制。用电、磁元件于机构中，作为中间媒介，可使机构快速起动和停止；实现驱动、传动、测量、控制、记录等功能 液、气动机构 常用于驱动机构、压力机构、阻尼机构、阀等；利用流体流量的变化可改变速度，利用流体可压缩性可吸振、缓冲、阻尼，利用承压面的大小可改变力 1）实现连续旋转运动的机构：）实现连续旋转运动的机构：双曲柄机构（包括平行四边形机构、双滑块机构），转动导双曲柄机构（包括平行四边形机构、双滑块机构），转动导杆机构，定轴齿轮传动机构（包括圆柱、圆锥、交错轴斜齿杆机构，定轴齿轮传动机构（包括圆柱、圆锥、交错轴斜齿轮传动机构等），蜗杆传动机构，周转轮系机构（包括少齿轮传动机构等），蜗杆传动机构，周转轮系机构（包括少齿差、摆线针轮、谐波齿轮传动机构等），各种摩擦轮传动机差、摆线针轮、谐波齿轮传动机构等），各种摩擦轮传动机构，各种柔型传动机构（如带传动，链传动等），非圆齿轮构，各种柔型传动机构（如带传动，链传动等），非圆齿轮传动，齿轮传动，齿轮连杆机构，链轮连杆机构，链轮连杆机构，单、双万向联轴连杆机构，单、双万向联轴节等都能实现连续旋转运动。节等都能实现连续旋转运动。啮合传动机构啮合传动机构 连杆机构连杆机构 传递连续传递连续转动机构转动机构摩擦传动机构摩擦传动机构 摩擦轮传动摩擦轮传动 蜗杆传动蜗杆传动 链传动链传动 齿轮传动齿轮传动 平行四边形机构平行四边形机构 双曲柄机构双曲柄机构 带传动带传动 12摩擦轮传动摩擦轮传动 摩擦传动机构的优缺点摩擦传动机构的优缺点结构简单、传动平稳、易于实现无级变速、过载保护。结构简单、传动平稳、易于实现无级变速、过载保护。传动比不准确、传递功率小、效率低。传动比不准确、传递功率小、效率低。123平面盘式无级变速器平面盘式无级变速器 123圆锥式无级变速器圆锥式无级变速器 2)实现单向间歇转动的机构实现单向间歇转动的机构棘轮机构棘轮机构 齿轮齿轮-连杆机构连杆机构 单向间歇单向间歇转动机构转动机构槽轮机构槽轮机构 不完全齿轮机构不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构 适用于转角固定的转位运动适用于转角固定的转位运动 每次转角小，或转角大小可调的低速场合每次转角小，或转角大小可调的低速场合大转角而速度不高的场合大转角而速度不高的场合运动平稳、分度、定位准确，运动平稳、分度、定位准确，但制造困难、高精度定位、高但制造困难、高精度定位、高速场合速场合特殊要求的输送机构特殊要求的输送机构棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等都能实现间歇旋转运动。机构等都能实现间歇旋转运动。凸轮机构凸轮机构 组合机构组合机构 往复运动往复运动机构机构连杆机构连杆机构 螺旋机构螺旋机构 齿轮齿条机构齿轮齿条机构 液压缸、气缸液压缸、气缸 正弦机构正弦机构 正切机构正切机构 多杆机构多杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 连杆机构特点连杆机构特点制造容易、承载能力大，但难以实现精确运制造容易、承载能力大，但难以实现精确运动，适用于无严格运动规律的场合。动，适用于无严格运动规律的场合。凸轮机构特点凸轮机构特点能实现任意复杂的运动和各构件之间的运动能实现任意复杂的运动和各构件之间的运动协调，承载能力不大。协调，承载能力不大。3）实现往复摆动的机构：）实现往复摆动的机构：曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构、曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构、双摇杆机构、由液压缸或汽缸驱动的齿条齿轮机构及输出运动为双摇杆机构、由液压缸或汽缸驱动的齿条齿轮机构及输出运动为摆动的组合机构等都能够实现往复摆动。摆动的组合机构等都能够实现往复摆动。螺旋机构特点螺旋机构特点可获得大的减速比和较高的运动精度，常用可获得大的减速比和较高的运动精度，常用作低速进给和精密微调机构。作低速进给和精密微调机构。齿轮齿条机构特点齿轮齿条机构特点适用于移动速度较高的场合，精密齿条适用于移动速度较高的场合，精密齿条制造困难，传动精度及平稳性不及螺旋机构。制造困难，传动精度及平稳性不及螺旋机构。凸轮机构凸轮机构 连杆机构连杆机构 3)实现往复移动往复摆动运动的机构实现往复移动往复摆动运动的机构组合机构组合机构 往复运动往复运动机构机构螺旋机构螺旋机构 齿轮齿条机构齿轮齿条机构 液压缸、气缸液压缸、气缸 正弦机构正弦机构 正切机构正切机构 多杆机构多杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 4）实现间歇往复摆动的机构：）实现间歇往复摆动的机构：带有休止段轮廓的摆动从动件凸轮机构、输出运动为间歇往复摆动带有休止段轮廓的摆动从动件凸轮机构、输出运动为间歇往复摆动的组合机构等都能够实现间歇往复摆动。此外，一些间歇运动机构的组合机构等都能够实现间歇往复摆动。此外，一些间歇运动机构通过与实现往复运动的机构的组合，或者通过控制驱动液压缸（或通过与实现往复运动的机构的组合，或者通过控制驱动液压缸（或汽缸），也能实现间歇往复摆动。汽缸），也能实现间歇往复摆动。7）实现刚体导引引动的机构：）实现刚体导引引动的机构：铰链四杆机构、曲柄滑块机构、凸轮连杆机构、齿轮铰链四杆机构、曲柄滑块机构、凸轮连杆机构、齿轮连杆机构等连杆机构等的连杆机构都能实现刚体导引运动。的连杆机构都能实现刚体导引运动。5）实现往复移动的机构：）实现往复移动的机构：曲柄滑块机构，正弦机构、移动导杆机构、齿轮齿条机构、螺旋机曲柄滑块机构，正弦机构、移动导杆机构、齿轮齿条机构、螺旋机构、各种移动从动件凸轮机构等都能够实现往复移动。此外，通过构、各种移动从动件凸轮机构等都能够实现往复移动。此外，通过曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构的组合或凸轮机构与摇杆滑块机构的曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构的组合或凸轮机构与摇杆滑块机构的组合也能实现往复移动。组合也能实现往复移动。6）实现间歇往复移动的机构：）实现间歇往复移动的机构：利用连杆曲线的圆弧段来实现间歇运动的平面连杆机构、凸轮轮廓利用连杆曲线的圆弧段来实现间歇运动的平面连杆机构、凸轮轮廓有休止段的移动从动件凸轮机构、中间有停歇的斜面拔销机构、不有休止段的移动从动件凸轮机构、中间有停歇的斜面拔销机构、不完全齿轮完全齿轮移动导杆机构组合等都能够实现间歇往复移动。此外，移动导杆机构组合等都能够实现间歇往复移动。此外，棘轮棘齿条机构还能实现单向间歇直线移动运动。棘轮棘齿条机构还能实现单向间歇直线移动运动。齿轮齿轮连杆组合机构连杆组合机构联动凸轮机构联动凸轮机构 再现轨迹再现轨迹机构机构连杆机构连杆机构 凸轮凸轮连杆组合机构连杆组合机构 一般而言，除了凸轮机构能实现精确的曲线轨迹之外，一般而言，除了凸轮机构能实现精确的曲线轨迹之外，其它机构都只能近似实现预定的曲线轨迹。其它机构都只能近似实现预定的曲线轨迹。8）实现给定曲线（轨迹）运动的机构：）实现给定曲线（轨迹）运动的机构：利用连杆曲线来实现给定运动轨迹的各种连杆机构，实现给定轨利用连杆曲线来实现给定运动轨迹的各种连杆机构，实现给定轨迹的各种组合机构，如凸轮迹的各种组合机构，如凸轮连杆机构、齿轮连杆机构、齿轮连杆机构等。连杆机构等。齿轮齿轮连杆组合机构连杆组合机构搅拌机构搅拌机构CBADE联动凸轮机构联动凸轮机构凸轮凸轮连杆组合机构连杆组合机构 此此抓抓片片机机构构采采用用了了联联动动凸凸轮轮机机构构，通通过过两两凸凸轮轮的的联联动动作作用用，使使抓抓片片爪爪按按矩矩形形轨轨迹迹运运动动，从从而而达到间歇抓片的目的。达到间歇抓片的目的。此此装装配配线线采采用用了了联联动动凸凸轮轮机机构构，使使笔笔芯芯托托架架沿沿着着矩矩形形轨轨迹迹运运动动，从从而而达达到到使使圆圆珠珠笔笔芯芯步步进进式式地向前送进的目的。地向前送进的目的。3 3 机构选型的基本原则机构选型的基本原则在进行机构选型和组合时，设计者必须熟悉各种基本机构和常用机构的功能、在进行机构选型和组合时，设计者必须熟悉各种基本机构和常用机构的功能、结构和特点，并且还应该遵循下列的基本原则：结构和特点，并且还应该遵循下列的基本原则：1）满足工艺动作和运动要求。）满足工艺动作和运动要求。选择机构首先应满足执行构件的工艺动作和运动要求。通常选择机构首先应满足执行构件的工艺动作和运动要求。通常高副机构比较容易实现所要求的运动规律和轨迹，但是高副高副机构比较容易实现所要求的运动规律和轨迹，但是高副的曲面加工制造比较麻烦，而且高副元素容易因磨损而造成的曲面加工制造比较麻烦，而且高副元素容易因磨损而造成运动失真。低副机构虽然往往只能近似实现所要求的运动规运动失真。低副机构虽然往往只能近似实现所要求的运动规律或轨迹，尤其当构件数目较多时，累计误差较大，设计也律或轨迹，尤其当构件数目较多时，累计误差较大，设计也比较困难，但低副元素（圆柱面或平面）易于加工且容易达比较困难，但低副元素（圆柱面或平面）易于加工且容易达到加工精度要求。因此从全面考虑，优先采用低副机构。到加工精度要求。因此从全面考虑，优先采用低副机构。2）结构最简单，传动链最短）结构最简单，传动链最短在满足使用要求的前提下，机构的结构应尽可能简单，构件的数在满足使用要求的前提下，机构的结构应尽可能简单，构件的数目要少，运动副数目也要少。这样不仅可以减少制造和装配的困目要少，运动副数目也要少。这样不仅可以减少制造和装配的困难，减轻重量，降低成本，而且还可以减少机构的累计运动误差，难，减轻重量，降低成本，而且还可以减少机构的累计运动误差，提高机器的效率和工作可靠性。提高机器的效率和工作可靠性。例：例：为了实现将回转为了实现将回转运动变换为一种按一运动变换为一种按一定运动规律进行的往定运动规律进行的往复直线运动，而且从复直线运动，而且从动件的行程不要太大，动件的行程不要太大，可采用如图（可采用如图（a）或或（b）所示的结构。为所示的结构。为实现直线运动，也可实现直线运动，也可采用如图（采用如图（c）或或（d）所示的结构。所示的结构。（a）（b）（c）（d）3）原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量）原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量目前机器的原动机多采用电动机，也有采用液压缸或气缸。在目前机器的原动机多采用电动机，也有采用液压缸或气缸。在有液、气压动力源时尽量采用液压缸或气缸，这样有利于简化有液、气压动力源时尽量采用液压缸或气缸，这样有利于简化传动链和改善运动质量，而且具有减振、易于减速、操作方便传动链和改善运动质量，而且具有减振、易于减速、操作方便等优点，特别对于具有多执行构件的工程机械、自动机，其优等优点，特别对于具有多执行构件的工程机械、自动机，其优越性就更突出。越性就更突出。例如例如两种摆杆机构的方案，显然，如图（两种摆杆机构的方案，显然，如图（a）所示的摆动气缸所示的摆动气缸方案，其结构十分简单，但摆动气缸在传动时速度较难控制。方案，其结构十分简单，但摆动气缸在传动时速度较难控制。若采用摆动电动机直接驱动摆杆，结构更简单，速度比较容若采用摆动电动机直接驱动摆杆，结构更简单，速度比较容易控制；而如图（易控制；而如图（b）所示的方案，因为电动机一般转速较高，所示的方案，因为电动机一般转速较高，它必须通过减速机才能使摆杆的摆动速度满足要求，故其结它必须通过减速机才能使摆杆的摆动速度满足要求，故其结构比图（构比图（a）复杂得多。复杂得多。4）机构有尽可能好的动力性能）机构有尽可能好的动力性能这一原则对于高速机械或者载荷变化很大的机构尤应注意。对这一原则对于高速机械或者载荷变化很大的机构尤应注意。对于高速机械，机构选型要尽量考虑其对称性，对机构或回转构于高速机械，机构选型要尽量考虑其对称性，对机构或回转构件进行平衡使其质量合理分布，以求惯性力的平衡和减小动载件进行平衡使其质量合理分布，以求惯性力的平衡和减小动载荷。对于传力大的机构要尽量增大机构的传动角或减小压力角，荷。对于传力大的机构要尽量增大机构的传动角或减小压力角，以防止机构自锁，增大机器的传力效益，减小原动机的功率及以防止机构自锁，增大机器的传力效益，减小原动机的功率及其损耗。其损耗。5 5）加工制造方便，经济成本低）加工制造方便，经济成本低降低生产成本，提高经济效益是使产品有足够的市场竞争里降低生产成本，提高经济效益是使产品有足够的市场竞争里的有里保证。在具体实施时，应尽可能选用低副机构，并且的有里保证。在具体实施时，应尽可能选用低副机构，并且最好选用以转动副为主构成的低副机构，因为转动副元素比最好选用以转动副为主构成的低副机构，因为转动副元素比移动副元素更容易加工，也跟容易达到精度要求。此外，在移动副元素更容易加工，也跟容易达到精度要求。此外，在保证使用条件的前提下，尽可能选用结构简单的机构；尽可保证使用条件的前提下，尽可能选用结构简单的机构；尽可能选用标准化、系列化、通用化的元器件，以达到最大限度能选用标准化、系列化、通用化的元器件，以达到最大限度低降低生产成本，提高经济效益的目的。低降低生产成本，提高经济效益的目的。6 6）机器操纵方便、调整容易、安全耐用）机器操纵方便、调整容易、安全耐用在拟定机械运动方案时，应适当选一些开、停、离合、正反在拟定机械运动方案时，应适当选一些开、停、离合、正反转、刹车、手动等装置，可使操作方便，调整容易。为了预转、刹车、手动等装置，可使操作方便，调整容易。为了预防机器因载荷突变造成损坏，可选用过载保护装置。防机器因载荷突变造成损坏，可选用过载保护装置。7 7）具有较高的生产效率和机械效率）具有较高的生产效率和机械效率选用机构必须考虑到其生产效率和机械效率，这也是节能选用机构必须考虑到其生产效率和机械效率，这也是节能源提高机关年纪效益的只要手段之一。在选用机构时，应源提高机关年纪效益的只要手段之一。在选用机构时，应尽量减少中间环节，即传动链要短，并且尽量少采用移动尽量减少中间环节，即传动链要短，并且尽量少采用移动副，因为这类运动副容易发生楔紧或自锁现象。副，因为这类运动副容易发生楔紧或自锁现象。此外，执行机构的选择要考虑到与原动机的运动方式、功此外，执行机构的选择要考虑到与原动机的运动方式、功率、转矩及其载荷特性能够相互匹配协调。另外，所选机率、转矩及其载荷特性能够相互匹配协调。另外，所选机构的传力特性要好，机械效率较高。例如低效率的蜗杆机构的传力特性要好，机械效率较高。例如低效率的蜗杆机构应该少用；行星轮传动中优先采用负号机构，因为通常构应该少用；行星轮传动中优先采用负号机构，因为通常负号机构比正号机构效率高；增速机构一般效率较低，也负号机构比正号机构效率高；增速机构一般效率较低，也应该尽量避免采用。应该尽量避免采用。二 机构组合机构组合是指在机构选型的基础上，根据使用要求或工艺动作要求，将几个基本机构按一定的原则或规律组合成一个复杂的、新的机构系统。进行机构的组合是实现机械创新的重要途径。在以下几个方面常常需进行机构组合：1 1）机构的工艺动作较复杂。若采用简单的、单一的基本机构无法实现复杂的）机构的工艺动作较复杂。若采用简单的、单一的基本机构无法实现复杂的工艺动作，这种情况下进行机构组合常采用并联式、复合式或叠加式的组合工艺动作，这种情况下进行机构组合常采用并联式、复合式或叠加式的组合方式，组合时应注意各个子工艺动作协调配合问题。方式，组合时应注意各个子工艺动作协调配合问题。2 2）所选择的机构其运动和动力特性不好，但又无更好的机构可选。这种情）所选择的机构其运动和动力特性不好，但又无更好的机构可选。这种情况下常用串联式组合方式来改善机构的性能，如增程、增力，实现各种特况下常用串联式组合方式来改善机构的性能，如增程、增力，实现各种特殊运动要求等。殊运动要求等。3 3）由于不具备某种动力源，或受其它条件的限制，只有进行机构组合才能）由于不具备某种动力源，或受其它条件的限制，只有进行机构组合才能实现所要求的工艺动作。实现所要求的工艺动作。机构的组合方式可划分为以下四种：串联式机构组合，并联式机构组合，复合式机构组合，叠加式机构组合。组合法组合法 串联组合串联组合前一级子机构的输出构件，作为后一级子机构的输入构前一级子机构的输出构件，作为后一级子机构的输入构件，依次串联的组合方式。件，依次串联的组合方式。输入输入输出输出子机构子机构II子机构子机构I 后一级子机构的主动件后一级子机构的主动件为前一级子机构的一个连架为前一级子机构的一个连架杆。杆。后一级子机构的主动件后一级子机构的主动件为前一级子机构的连杆。为前一级子机构的连杆。III51234 1123A54DCBFEM 并联组合并联组合几几个个子子机机构构共共用用同同一一个个输输入入构构件件，而而它它们们的的输输出出运运动动又又同同时时输输入入给给一一个个多多自自由由度度的的子子机机构构，从从而而形形成成一一个个自自由由度度为为1的机构系统的组合方式。的机构系统的组合方式。子机构子机构n 1子机构子机构III子机构子机构I子机构子机构II子子机机构构n输入输入输出输出直线电机直线电机襟翼襟翼直线电机直线电机某型飞机的襟翼操纵机构某型飞机的襟翼操纵机构大型船舶主传动机构大型船舶主传动机构 反馈式组合反馈式组合在在机机构构组组合合系系统统中中，其其多多自自由由度度子子机机构构的的一一个个输输入入运运动动，是是通通过过单单自自由由度度子子机机构构从从该该多多自自由由度度子子机机构构的的输输出出构构件件回回授授的组合方式。的组合方式。校正原理校正原理蜗杆主动，因制造误差使蜗轮运动精度达不到要蜗杆主动，因制造误差使蜗轮运动精度达不到要求，由误差设计一凸轮机构，经齿轮齿条、差动机构求，由误差设计一凸轮机构，经齿轮齿条、差动机构K使蜗使蜗杆得到一附加运动，以校正误差。杆得到一附加运动，以校正误差。输入输入输出输出 4凸轮机构凸轮机构2自由度蜗自由度蜗杆蜗轮机构杆蜗轮机构机床校正机构机床校正机构输入输入4 1 42 13K2 复合式组合复合式组合由由一一个个或或几几个个串串联联的的基基本本机机构构去去封封闭闭一一个个具具有有两两个个或或多多个自由度的基本机构的组合方式个自由度的基本机构的组合方式5杆杆机构机构输入输入输出输出凸轮机构凸轮机构三机构变异当所选机构不能全面满足工艺动作所要求的运动和动力特当所选机构不能全面满足工艺动作所要求的运动和动力特性时，或为了改善所选机构的性能等时，可以通过对原始性时，或为了改善所选机构的性能等时，可以