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1、第九章第九章 其它常用机构及其它常用机构及组合机构组合机构991 1 棘轮机构棘轮机构992 2 槽轮机构槽轮机构993 3 凸轮式间隙运动机构凸轮式间隙运动机构994 4 不完全齿轮机构不完全齿轮机构995 5 螺旋机构螺旋机构996 6 万向铰链机构万向铰链机构997 7 机构的组合方式与组合机构机构的组合方式与组合机构98 98 常用组合机构的类型与功能常用组合机构的类型与功能本章重点与难点本章重点与难点1.棘轮机构工作原理及设计要点棘轮机构工作原理及设计要点2.槽轮机构工作原理及设计要点槽轮机构工作原理及设计要点4.组合机构及其分类组合机构及其分类3.万向铰链机构的工作原理及特点万向铰
2、链机构的工作原理及特点 在工程上，我们不但会遇到连续运转的机构在工程上，我们不但会遇到连续运转的机构,而且也会而且也会常常遇到非连续运转的机构常常遇到非连续运转的机构,即时而运转时而静止的机构即时而运转时而静止的机构,这类机构统称为这类机构统称为间隔运动机构间隔运动机构,最常用的最常用的间隔运动机构间隔运动机构有有:棘轮机构棘轮机构槽轮机构槽轮机构凸轮式间隙运动机构凸轮式间隙运动机构不完全齿轮机构不完全齿轮机构下面分别介绍这些机构的下面分别介绍这些机构的工作原理工作原理及及设计要点设计要点。一、棘轮机构的组成及其工作原理一、棘轮机构的组成及其工作原理组成：组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪、摆杆、
3、棘爪、棘轮、止动爪、机架等。机架等。91 棘轮机构棘轮机构工工作作原原理理：摆摆杆杆往往复复摆摆动动，带带动动棘棘爪爪推推动动棘棘轮轮上上的的棘棘齿齿和和从从棘棘齿齿上上滑滑过过的的方方式式，以以实现周期性间歇运动。实现周期性间歇运动。优点：优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。缺缺点点：工工作作时时有有较较大大的的冲冲击击和和噪噪音音，运运动动精精度较差。适用于度较差。适用于速度较低速度较低和和载荷不大载荷不大的场合。的场合。作者：潘存云教授棘轮棘轮摆杆摆杆棘爪棘爪止动爪止动爪牛头刨棘轮机构牛头刨棘轮机构.exe 换句话说，当摆杆换句话说，当摆
4、杆左摆左摆时，棘爪插入棘轮时，棘爪插入棘轮的齿内推动棘轮转过某一角度的齿内推动棘轮转过某一角度；当摆杆；当摆杆右摆右摆时，时，棘爪滑过棘轮，而棘轮静止不动；因此，当摇棘爪滑过棘轮，而棘轮静止不动；因此，当摇杆往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。杆往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。止动爪止动爪防止棘轮反转防止棘轮反转。在棘轮机构中，一般在棘轮机构中，一般摆杆摆杆为为原动件原动件,棘轮棘轮为为从动件从动件。作者：潘存云教授外缘外缘棘轮棘轮类型类型按轮齿分布：按轮齿分布：外缘外缘、内缘内缘、端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用作者：潘存云教授端面端面作者：潘存云
5、教授内缘内缘作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授单动式单动式按轮齿分布：按轮齿分布：外缘、外缘、内缘、内缘、端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式单动式、双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。棘轮棘轮类型类型双动棘轮机构双动棘轮机构.exe作者：潘存云教授按轮齿分布：按轮齿分布：外缘、外缘、内缘、内缘、端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式单动式、双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。单向单向、双向运动双向运动棘轮机构。棘轮机构。按棘轮转向是否可调按棘轮转向是
6、否可调:ABB棘轮棘轮类型类型双向棘轮双向棘轮作者：潘存云教授作者：潘存云教授按轮齿分布：按轮齿分布：外缘、外缘、内缘、内缘、端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式、单动式、双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。单向、双向运动单向、双向运动棘轮机构。棘轮机构。按棘轮转向是否可调按棘轮转向是否可调:按转角是否可调按转角是否可调:固定转角固定转角、可调转角可调转角牛头刨床进给调整机构牛头刨床进给调整机构通过调整杆长来调摆角通过调整杆长来调摆角023451023451通过调滑动通过调滑动罩来调角度罩来调角度棘轮棘轮类型类型作者：潘存云教授
7、作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授棘轮棘轮类型类型按轮齿分布：按轮齿分布：外缘、外缘、内缘、内缘、端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式、单动式、双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。单向、双向运动单向、双向运动棘轮机构。棘轮机构。按棘轮转向是否可调按棘轮转向是否可调:按转角是否可调按转角是否可调:固定转角固定转角、可调转角可调转角轮齿棘轮轮齿棘轮、摩擦棘轮摩擦棘轮按工作原理分按工作原理分:132超越离合器超越离合器.exe摩擦棘轮摩擦棘轮.exe作者：潘存云教授ABCD运动特点：运动特点：轮轮齿齿式式棘棘轮轮工工作作
8、时时噪噪音音大大且且转转角角为为步步进进可可调调，但但运动准确运动准确。而摩擦棘轮正好相反。而摩擦棘轮正好相反。应用：应用：在各类机械中实现在各类机械中实现进给进给、转位转位、超越超越或或分度分度。实例：实例：止动器、冲床转位、超越止动器、冲床转位、超越离合器（单车飞轮）等。离合器（单车飞轮）等。间歇转动间歇转动作者：潘存云教授冲头冲头卸料工位卸料工位装料工位装料工位冲压工位冲压工位作者：潘存云教授dao1Ao2=90L三、设计要点三、设计要点 要求在工作时，棘爪在要求在工作时，棘爪在Pn和和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。正压力正压力Pn摩擦力摩擦力F必满足如下
9、条件：必满足如下条件：Mo2(Pn)Mo2(F)M齿倾角齿倾角 棘爪为棘爪为二力杆二力杆，驱动，驱动力力P沿沿O2A方向，当方向，当P与向与向径径O1A垂直时，驱动力矩垂直时，驱动力矩M最大。该机构中最大。该机构中,工作工作齿面与向径齿面与向径O1A间的夹角间的夹角称为齿倾角，记为称为齿倾角，记为 。1.棘爪能顺利插入棘轮的条件棘爪能顺利插入棘轮的条件PnFP作者：潘存云教授dao1Ao2=90LprPnFPn sin F=Pn f 代入得：代入得：tg f 当当 时，时，1130 通常取通常取20FtFrMo2(Pn)Mo2(F)将力分解成切向和径向分量将力分解成切向和径向分量M=tg齿倾角
10、齿倾角FcosLLpt作者：潘存云教授作者：潘存云教授2.2.棘轮几何尺寸计算公式棘轮几何尺寸计算公式模数模数m1、2、3、4、5、6、8、10 齿顶圆直径齿顶圆直径da da=mz 与齿轮不同 齿间距齿间距p P=m 齿高齿高 齿顶弦长齿顶弦长a a=m棘爪工作面长度棘爪工作面长度a1 a1=(0.50.7)a 齿齿倾倾角角 20棘轮宽棘轮宽b b=(14)m棘爪斜高棘爪斜高h1、齿斜高、齿斜高h h1=h h/cos棘轮齿根圆角半径棘轮齿根圆角半径rf rf=1.5 mm棘爪尖端圆角半径棘爪尖端圆角半径r1 r1=2 mm 棘爪长度棘爪长度L 一般取一般取 L=2pa1Lp6080adao
11、1o2 齿数齿数z 1225作者：潘存云教授 棘轮参数棘轮参数 计算公式或取值计算公式或取值hh1rfr1齿槽角齿槽角h作者：潘存云教授o21 12992 槽轮机构槽轮机构（马尔它机构）（马尔它机构）一、槽轮机构的组成及其工作特点一、槽轮机构的组成及其工作特点组成：组成：带有径向槽的槽轮带有径向槽的槽轮、带圆带圆销的拨盘、机架等销的拨盘、机架等。拨盘和槽轮拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。o1锁止弧锁止弧槽轮槽轮拨盘拨盘圆销圆销工作原理：工作原理：拨盘拨盘为原动件为原动件,在电机带动下在电机带动下,连续
12、匀速连续匀速转动；槽轮转动；槽轮为从动件为从动件,在在拨盘上的拨盘上的圆销圆销推力作用下推力作用下时而转动，时而静止时而转动，时而静止 当当拨盘拨盘的圆销尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹的圆销尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹弧被弧被拨盘拨盘的外凸弧卡住，槽轮静止不动。的外凸弧卡住，槽轮静止不动。通常通常,拨盘拨盘为为原动件原动件,槽轮槽轮为为从动件从动件。电影放映机电影放映机.exe作者：潘存云教授o21 12特点：特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程
13、中角速度有变化度有变化，不适合高速运动不适合高速运动场合。场合。o1锁止弧锁止弧槽轮槽轮拨盘拨盘圆销圆销如如4个槽的槽轮机构个槽的槽轮机构：拨盘旋拨盘旋转转一周，槽轮一周，槽轮旋旋转转1/41/4周。周。又如又如6个槽的槽轮机构个槽的槽轮机构：拨盘旋拨盘旋转转一周，槽轮一周，槽轮旋旋转转1/61/6周。周。当当拨盘拨盘的圆销在图示位置的圆销在图示位置开始进入槽轮径向槽时，锁开始进入槽轮径向槽时，锁止弧被松开，圆销驱使槽轮止弧被松开，圆销驱使槽轮传动。传动。作者：潘存云教授作者：潘存云教授二、槽轮机构的类型与应用二、槽轮机构的类型与应用球面槽轮机构球面槽轮机构应用实例：应用实例：电影放映机电影放
14、映机、自动摄影机。自动摄影机。外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构槽轮槽轮机构机构类型类型轴线平行轴线平行轴线相交轴线相交放映机的反应用o1o21 122 2设计：潘存云电影放映机电影放映机.exe球面槽轮机构球面槽轮机构.exe外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构作者：潘存云教授1.运动系数运动系数k拨盘等速回转，在一个运动循拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间环内，总的运动时间t为：为：t2/2/1 1定义：定义：k=td/t 为运动系数，即：为运动系数，即：k=td/t 为了减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨为了减少冲击，进入或退出啮
15、合时，槽中心线与拨销中心连线成销中心连线成90角。故有：角。故有：221 1222 2td2 21 1/1 1槽轮的运动时间槽轮的运动时间td为为(静止时间为静止时间为ts)=21 1/221 1=2 22 2=(2(2/z)/z)=2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 29090三、槽轮机构的运动系数及运动特性三、槽轮机构的运动系数及运动特性ttd+ts将将21 1代入得：代入得：k0k0可知：当只有一个圆销时，可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到的槽轮机构，则可在的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，拨盘上多装几个圆销，设装有设
16、装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨动动n次。故运动系数是单圆柱销的次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即倍，即:k=n(1/2-1/z)1/2-1/z)k1 k1 槽数槽数 z3 z3 得：得：n2z/2z/(z-2)z-2)k=1/2-1/z=1/2-1/z7120.361槽数槽数z圆销数圆销数n运动系数运动系数k 3 16 1/61 4 14 0.251 5、6 13 0.31 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。作者：潘存云教授2 21 1o12.运动特性运动特性外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构规定规定:和和
17、在圆销进入区为正，在圆销在圆销进入区为正，在圆销离开区为负，变化区间为：离开区为负，变化区间为：1 11 1在在ABO2中有如下关系：中有如下关系：2 22 2令令 R/L，并代入上式得：并代入上式得：-2 2-1 1R 槽轮的运动是靠圆销的拨动来实现的。在一个运动循环内，槽轮的运动是靠圆销的拨动来实现的。在一个运动循环内，槽轮经历了从槽轮经历了从“静止静止运动运动静止静止”的过程，因此，槽轮的角的过程，因此，槽轮的角速度是变化的，从而具有角加速度，以下将分析槽轮运动的变速度是变化的，从而具有角加速度，以下将分析槽轮运动的变化规律。化规律。设槽轮在任意运动瞬时，拨盘位置角用设槽轮在任意运动瞬时
18、，拨盘位置角用来表示，槽轮来表示，槽轮位置角用位置角用表示。表示。O2AB1 12 2L分别对时间求一阶导数、和二阶导数，得：分别对时间求一阶导数、和二阶导数，得：令令i i2121=2 2/1 1(传动比传动比),),k k=2 2/2 21 1 得：得：将上述将上述i21、k随随的变化绘制成曲线，称为槽的变化绘制成曲线，称为槽轮机构的轮机构的其中：其中：dd/dt=1 1其中：其中：dd1 1/dt=0 0运动特性曲线。运动特性曲线。运动特性曲线运动特性曲线z=3z=3z=4z=6z=4z=6运动特性分析：运动特性分析：槽轮运动的槽轮运动的maxmax、amaxmax随随槽数槽数z z的增
19、多而减小。的增多而减小。a=1=1作者：潘存云教授k k=2 2/2 21 1-60 -40 -20 0 20 40 60-50 -30 -10 10 30 50 8642-4-6-8作者：潘存云教授54321-60 -40 -20 0 20 40 60-50 -30 -10 10 30 50 6圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，存在柔存在柔性冲击。性冲击。Z Z愈少，冲击愈大。设计时选较大愈少，冲击愈大。设计时选较大Z,Z,且为偶数且为偶数。作者：潘存云教授四、槽轮机构的几何尺寸计算四、槽轮机构的几何尺寸计算圆销半径圆销半径r 由受力大小确定由受力大
20、小确定 rR/6中心距中心距L 由安装空间确定由安装空间确定回转半径回转半径R R=Lsin=Lsin(/z)槽顶半径槽顶半径s s=Lcos=Lcos(/z)槽深槽深h hs-(L-R-r)拨盘轴径拨盘轴径d1 d12(L-s)槽轮轴径槽轮轴径d2 d22(L-R-r)参参 数数 计算公式或依据计算公式或依据槽数槽数z 由工作要求确定由工作要求确定圆销数圆销数nsd2r槽顶侧壁厚槽顶侧壁厚b b=35 mm 经验确定经验确定b锁止弧半径锁止弧半径r0 r0=R-r-bRLh12d1r0例例1 已知外槽轮机构的槽数已知外槽轮机构的槽数z6，圆销数目，圆销数目n1，拔盘作匀速转动拔盘作匀速转动n
21、1=60r/min。试求槽轮运动时间。试求槽轮运动时间td和静止时间和静止时间ts。解：解：1)2)由于由于n1=60r/min=60r/60s=1r/s其中其中t：在一个运动循环中，拔盘的运动时间。：在一个运动循环中，拔盘的运动时间。将将t值代入式值代入式a)、b)得得例例2：在外槽轮机构中，已知槽数：在外槽轮机构中，已知槽数z6，槽轮运动时，槽轮运动时间间td=2ts和槽轮静止时间和槽轮静止时间ts=5/6s，试求运动特性试求运动特性系数系数k、拔盘一个运动循环内的运动时间拔盘一个运动循环内的运动时间t和拔盘上圆销和拔盘上圆销数目数目n。解：1)求拔盘一个运动循环内的运动时间求拔盘一个运动
22、循环内的运动时间t2)求运动特性系数求运动特性系数k3)求拔盘上圆销数目拔盘上圆销数目n因为因为 k=n(1/2-1/z)=2/393 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构(简介简介)一一、工作原理及特点工作原理及特点工作原理工作原理:当圆柱凸轮连续匀当圆柱凸轮连续匀速回转，推动均布有柱销的速回转，推动均布有柱销的从动转盘作间歇转动。从动转盘作间歇转动。特点：特点：从动圆盘的运动规从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。律取决于凸轮廓线的形状。凸轮式间歇运动机构由凸轮式间歇运动机构由主动凸轮主动凸轮、从动转盘从动转盘和和机架机架组成组成。摆动圆柱凸轮摆动圆柱凸轮.exe作者：潘存云教授应用：应
23、用：适用于高速、高精度的分度转位机械，如制适用于高速、高精度的分度转位机械，如制瓶机、包装机、高速冲床、多色印刷机等机械。瓶机、包装机、高速冲床、多色印刷机等机械。二二、类型及应用类型及应用类型：类型：圆柱凸轮间歇运动机构、蜗杆凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构、蜗杆凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构94 不完全齿轮机构不完全齿轮机构(简介简介)一一、工作原理及特点工作原理及特点工作原理工作原理：在：在主动齿轮主动齿轮只做出一个或几个齿，其余部只做出一个或几个齿，其余部分为锁止圆弧。根据运动时间和停歇时间的要求在分为锁止圆弧。根据
24、运动时间和停歇时间的要求在从从动齿轮动齿轮上做出与主动轮相啮合的轮齿。当两轮齿进入上做出与主动轮相啮合的轮齿。当两轮齿进入啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使从动轮静止。从动轮静止。优点：优点：结构简单、制造容易、工结构简单、制造容易、工作可靠、从动轮运动时间和静止作可靠、从动轮运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。时间的比例可在较大范围内变化。缺点：缺点：从动轮在开始进入啮合与从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般脱离啮合时有较大冲击，故一般只用于只用于低速低速、轻载轻载场合。场合。作者：潘存云教授内啮合不内啮合不完全
25、齿完全齿.exe组成：组成：主动齿轮、从动齿轮、机架主动齿轮、从动齿轮、机架外啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构应用：应用：适用于一些具有特殊运动要求的专用机械中。适用于一些具有特殊运动要求的专用机械中。如如蜂窝煤饼压制机蜂窝煤饼压制机等。等。作者：潘存云教授作者：潘存云教授二二、类型及应用类型及应用类型：类型：1)外啮合不完全齿轮机构、外啮合不完全齿轮机构、2)内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构作者：潘存云教授瞬心线附加杆瞬心线附加杆蜂窝煤饼压制机蜂窝煤饼压制机退煤饼退煤饼填料填料填料填料锁止弧锁止弧锁止弧锁止弧使运动平稳压制压制不完全齿轮不
26、完全齿轮995 螺旋机构螺旋机构(简介简介)组成：组成：螺杆螺杆1、螺母、螺母2、机架、机架3。运动特点：运动特点：在该机构中在该机构中,一般螺杆一般螺杆为原动件为原动件,作连续回转，作连续回转，螺母螺母为从动件为从动件,作轴向移动。作轴向移动。优点：优点：获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。缺点：缺点：机械效率较低。机械效率较低。应用：应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。机构等。一一、螺旋机构及其应用螺旋机构及其应用作用作用:利用螺旋副传递运动和动力的机构。利用螺旋副传递运动和动力的机构。螺旋机构螺旋机构.exe213
27、213213作者：潘存云教授213二二、运动分析运动分析导程导程l螺杆旋转一圈螺杆旋转一圈(2)，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。螺旋转过任意螺旋转过任意角时，螺母的位移角时，螺母的位移s为：为：s/rr=l/2rs=l/2螺距螺距p相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。两者关系两者关系为：为：l=z p，z为螺纹的头数。为螺纹的头数。213213213作者：潘存云教授213B作者：潘存云教授作者：潘存云教授2A3B且且:lAlB s=(lAlB)/2当差当差(lAlB)很小时，很小时，s将很小。将很小。这种螺旋机构称为这种螺旋机构称为差动螺旋机构差动螺旋机构，用于
28、微量测量（千分，用于微量测量（千分尺）、分度机构、调节机构中。尺）、分度机构、调节机构中。s1=lA/2螺母螺母2相对于螺杆相对于螺杆1的位移为：的位移为：s2=lB/2螺母螺母2相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为：K2A3A3 lB lA-lB lA图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母A固固定，螺母定，螺母2可沿轴向移动，可沿轴向移动，1)当当A、B段螺纹旋向相同时段螺纹旋向相同时螺杆螺杆1相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为：lAlBB作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授2A3B2)当当A、B段螺纹旋向相反时段螺纹旋向相反时螺母螺母2的相对位移为：的相对位移为：s
29、=(lAlB)/22A32A3 lA LA+lB lB称为称为复式螺旋机构复式螺旋机构，用于，用于车辆的快速靠近或离开、车辆的快速靠近或离开、电杆拉线机构等。电杆拉线机构等。作业布置作业布置P276 9-5第二讲第二讲 96 万向铰链机构万向铰链机构 97 机构的组合方式与组合机构机构的组合方式与组合机构 98 常用组合机构的类型与功能常用组合机构的类型与功能作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角传动过程中，两轴之间的夹角可以改变。可以改变。应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机
30、械传动系统中。作者：潘存云教授单万向铰链机构单万向铰链机构996 6 万向铰链机构万向铰链机构(简称万向联轴器简称万向联轴器)(简介简介)双万向铰链机构双万向铰链机构分类分类:21C作者：潘存云教授作者：潘存云教授A2A1 1B结构特点：结构特点：两传动轴末端两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰各有一个叉形支架，用铰链与中间的链与中间的“十字形十字形”构构件相联，件相联，“十字形十字形”构件构件的中心位于两轴交点处，的中心位于两轴交点处，轴间角为轴间角为：=0=04545一一、单万向铰链机构及特点单万向铰链机构及特点由运动学可得由运动学可得:由上式可知，2为两轴夹角和主动轴转角 的函数。1cos
31、1cos 2 2 作者：潘存云教授二二、双万向铰链机构及特点双万向铰链机构及特点 将两个单万向铰链机构将两个单万向铰链机构串联串联使用，构成使用，构成双万向铰双万向铰链机构链机构。结构特点：结构特点：欲保证欲保证1=2,必满足下述条件：必满足下述条件：主动轴主动轴1、从动轴、从动轴2的轴线与中间轴的轴线与中间轴C的轴线之间的轴线之间的夹角应相等，即的夹角应相等，即1=2 ；中间轴中间轴C两端的叉面应在同一平面内。两端的叉面应在同一平面内。2 21 1C22 21 1121C 97、8 组合机构及类型组合机构及类型一、机构的组合方式一、机构的组合方式 在工程上在工程上,人们不但会使用单个基本机构
32、（称为人们不但会使用单个基本机构（称为子机构）子机构）,如如连杆机构、凸轮机构等，而且也会把连杆机构、凸轮机构等，而且也会把若干种若干种基本机构用一定方基本机构用一定方式联接起来成为式联接起来成为组合机构组合机构。目前。目前,机构的组合方式有许多机构的组合方式有许多,下面下面介绍机构组合的若干方式，而且机构的组合是发展新机构的重介绍机构组合的若干方式，而且机构的组合是发展新机构的重要途径之一。要途径之一。1.串联式组合串联式组合 若前一级若前一级子机构子机构1的输出构件即为后一的输出构件即为后一级级子机构子机构2的输入构的输入构件时，则这种组合方件时，则这种组合方式称为式称为串联式组合串联式组
33、合。凸轮与滑块机构组合凸轮与滑块机构组合子机构子机构1凸轮机构凸轮机构1，2子机构子机构2 滑块机构滑块机构2，3，42.并联式组合并联式组合若几个子机构若几个子机构1、2共用同一个输入构件，而它们的输出运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动又同时输入给一个多自由度的子机构3，从而在整体上形成，从而在整体上形成一个自由度为一个自由度为1的机构系统，则这种组合方式称为的机构系统，则这种组合方式称为并联式组合并联式组合。子机构子机构1凸轮机构凸轮机构子机构子机构2 凸轮机构凸轮机构子机构子机构3 五杆机构五杆机构（杆（杆1、2、3、4、6）火柴装盒机中钩盒机构火柴
34、装盒机中钩盒机构 3.复合式组合复合式组合由一个或几个串联的基本机构由一个或几个串联的基本机构1去封闭一个具有两个或多个去封闭一个具有两个或多个自由度的基本机构自由度的基本机构2，则这种组合方式称为，则这种组合方式称为复合式组合复合式组合。子机构子机构1 1-4-5凸轮机凸轮机构构子机构子机构2 1-2-3-4-5与串联式相比，与串联式相比，不同处：不同处：串联：串联：子机构子机构2的输入为的输入为子机构子机构1的输出。的输出。复合：复合：子机构子机构2的输入为的输入为子机构子机构1与原动件输入组与原动件输入组合。合。4.反馈式组合反馈式组合若其多自由度子机构若其多自由度子机构1的一个输入运动
35、是通过单的一个输入运动是通过单自由度子机构自由度子机构2从该多自由从该多自由度子机构的输出构件回授度子机构的输出构件回授的，则这种组合方式称为的，则这种组合方式称为反馈式组合反馈式组合。如如:精密滚齿机中的分精密滚齿机中的分度校正机构度校正机构子机构子机构1 蜗杆蜗轮机构蜗杆蜗轮机构子机构子机构2 凸轮机构凸轮机构在组合机构中：在组合机构中：自由度大于自由度大于1的差动机构的差动机构称为组合机构的称为组合机构的基础机构基础机构；自由度为自由度为1的基本机构的基本机构称为组合机构的称为组合机构的附加机构附加机构。组合机构可以是由组合机构可以是由同一类型同一类型的基本机构的组合，的基本机构的组合，
36、如二个凸轮机构的组合；也可以是由如二个凸轮机构的组合；也可以是由不同类型不同类型的基本的基本机构的组合，如齿轮机构和连杆机构的组合。通常，机构的组合，如齿轮机构和连杆机构的组合。通常，由不同类型的基本机构所组成的组合机构用得最多，由不同类型的基本机构所组成的组合机构用得最多，因为它更有利于充分发挥各基本机构的特长和克服各因为它更有利于充分发挥各基本机构的特长和克服各基本机构固有的局限性。基本机构固有的局限性。组合机构的应用：组合机构的应用：通常用来实现一些通常用来实现一些复杂的运动复杂的运动轨迹轨迹或获得或获得一些一些复杂的运动规律复杂的运动规律，目前被广泛地应用于，目前被广泛地应用于纺织、印
37、刷和轻工业等生产部门。纺织、印刷和轻工业等生产部门。二、组合机构的类型及功能二、组合机构的类型及功能（一）凸轮（一）凸轮-连杆机构连杆机构通常是由自由度为通常是由自由度为2的连杆机构（作为基础机构）和自由度为的连杆机构（作为基础机构）和自由度为1的凸轮机构（作为附加机构）组合而成。的凸轮机构（作为附加机构）组合而成。作用一作用一:实现复杂运动轨迹实现复杂运动轨迹1-3-61-2-62-3-4-5-6P组合机构的类型有许多，下面介绍二种常用组合机构的特点及功能。组合机构的类型有许多，下面介绍二种常用组合机构的特点及功能。并联式组合并联式组合6-1-41-2-3-4-5滑块3复合式组合复合式组合作用二作用二:可获得复杂运动规律可获得复杂运动规律（二）齿轮齿轮-连杆组合机构连杆组合机构由定传动比的齿轮机构和变传动比的连杆机构组合而成。由定传动比的齿轮机构和变传动比的连杆机构组合而成。作用一作用一:实现复杂运动轨迹实现复杂运动轨迹11-2-3-4-51-4-54M复合式组合复合式组合作用二作用二:可获得可获得复杂的运动规律复杂的运动规律这类组合机构多是以自由度为这类组合机构多是以自由度为2的差动轮系为基础机构，的差动轮系为基础机构，以自由度为以自由度为1的连杆机构为附加机构组合而成的。的连杆机构为附加机构组合而成的。2轮51-2-4-51-2-3-41并联式组合并联式组合