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第八章组合机构

§8-1机构的组合方式与组合机构

一、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

子机构1：构件1、2、5组成的凸轮机构

子机构2：构件2、3、4、5组成的曲柄滑块机构

构件2既是凸轮机构的从动件，又是曲柄滑块机构的主动件。

2.并联式组合：几个子机构共同用一个输入构件，而它们的输出运动又同时输入给一个多自

由度的子机构，从而形成一个自由度为1的机构系统。

子机构1：四杆机构ABCD（2、3、4和机架）

子机构2：四杆机构GHKM（6、7、8和机架）

子机构3：五杆机构DEFNM（4、5、8、9和机架）

主动件凸轮带动子机构1和子机构2运动，而子机构1和子机构2的输出运动又同时

传给子机构3，从而使连杆9上的P点描绘出一条工作所要求的运动轨迹。

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机构的输

出构件回授的。

子机构1：蜗杆1和蜗轮2组成的自由度为1的蜗轮蜗杆机构

子机构2：凸轮2ˊ和推杆3组成的自由度为1的移动滚子从动件盘形凸轮机构。

蜗杆1的一个输入运动（沿轴线方向的移动）是通过凸轮机构从蜗轮2回授的。

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。

子机构1：1、4、5组成的自由度为1的凸轮机构

子机构2：1、2、3、4、5组成的自由度为2的五杆机构

构件1为主动件，C点的运动是构件1和构件4运动的合成。

*与串联机构的区别与联系：子机构1和子机构2组成关系是串联，但子机构2的输

入运动并不完全是子机构1的输出运动。

与并联机构的区别与联系：C点的输出运动是两个输入运动的合成，但这两个输

入运动一个来自子机构1，而另一个来自主动件。

二、组合机构

概念

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，或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。

子机构：组合机构中的单个基本机构称为组合机构的子机构

基础机构：在组合机构中，自由度大于1的差动机构称为组合机构的基础机构。

附加机构：自由度为1的基本机构称为组合机构的附加机构。

组合机构可以是同类基本机构的组合（如轮系一章中所介绍的封闭式差动轮系就是这种组合

机构的特例），更多的是不同类型基本机构的组合。

§8-2机构的组合的类型和功能

一、凸轮-连杆组合机构

1、实现复杂运动轨迹的凸轮-连杆组合机构

例1：平板印刷机吸纸机构

基础机构：自由度为2的五杆机构

附加机构：两个自由度为1的摆动

从动件凸轮机构

固连在一起的凸轮1和1ˊ转

动时，推动从动件2、3分别按

和的运动规律运动，并将这两个

运动输入五杆机构的两个连架杆，从

而使固结在连杆5上的吸纸盘P走出

一个矩形轨迹，完成吸纸和送纸动作。

例2刻字、成形机构

基础机构：自由度为2的四杆四移动副机构（构件2、3、4和机架组成，称为十字

滑块机构）

附加机构：两个自由度为1的凸轮机构

槽凸轮1、杆件2和机架组成

槽凸轮1ˊ、杆件3和机架组成

槽凸轮1和1ˊ固结在一根轴

上，当凸轮转动时，其上的曲线凹

槽将通过滚子推动从动件2、3分别

在X轴、Y轴上移动，从而使杆2和

杆3组成移动副的十字滑块4上的M

点描绘出一条复杂的轨迹。

凸轮槽的形状决定了滑块M点的

运动轨迹。

2、实现复杂运动规律的凸轮-连杆组合机构

例1：

基础机构：自由度为2的五杆机构（构件1、2、3、4、5组成）

附加机构：槽凸轮机构（1、5、6）

只要适当地设计凸轮的轮廓曲线，就能使从动滑块3按照预定的复杂规律运动。

例2：

基础机构：自由度为2的旋转四杆机构（构件1、2、3、4和机架组成）

附加机构：槽凸轮机构

当主动件1等速回转时，装在杆件2、3铰接点C处的滚子6将沿着固定凸轮5的凹

槽运动，迫使主动件1和杆件2之间的夹角发生变化。因此，从动件4的运动将

是主动件1的运动和因角变化而使从动件4获得的附加运动的叠加。

凸轮-连杆组合机构，既发挥了两种基本机构的特长，又克服了它们各自的局限

性。单一的连杆机构很难准确地实现任意复杂的预定运动规律，单一的凸轮机构

也不能使从动件整周回转，组合后，既实现了从动件整周回