机构的演化变异与创新设计精品PPT课件
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第五章 机构演化、变异原理与创新
第五章 机构演化、变异原理与创新
第三节 机构的机架变换与创新
机构的机架变换是指机构内的运动构件与机架的互
相转换，或称作机构的倒置。 按照相对运动原理，机架变换后，机构内各构件的 相对运动关系不变，而绝对运动却发生了改变。
第五章 机构演化、变异原理与创新
一、平面四杆机构的机架变换
图a、图c是曲柄摇杆机构，可以输出转动、摆动、平面 复杂运动以及连杆上某点的轨迹，且有急回性质； 图b是双曲柄机构，可以输出变速转动； 图d是双摇杆机构，可以输出摆动，
第五章 机构演化、变异原理与创新
（2）转动副
把组成转动副的销轴和销轴孔间增设若干个滚动体， 构成滚动轴承。 （3）高副 把凸轮高副中从动件设计成滚子形的，槽轮高副中的 拨销也设计成滚子形，均用来改善摩擦磨损。
第五章 机构演化、变异原理与创新
三、改变运动副元素的形状 改变运动副元素的形状是内容最丰富的一种演化变异， 因为运动副的作用、性质主要取决于运动副元素的形状， 而且运动副元素形状的逐步改变还可以获取不同性质的运
第一节 机构的运动副演化与变异
机构运动副演化与变异的主要目的是：
1）增强运动副元素的接触强度；
2）减小运动副元素的摩擦、磨损； 3）改善机构的受力状态； 4）改善机构的运动和动力效果； 5）开拓机构的各种新功能；
6）寻求演化新机构的有效途径。
第五章 机构演化、变异原理与创新
机构运动副演化与变异的主要方法包括：
3．螺旋副 螺旋副一般是由互相旋合的螺杆和螺母组成。从其 剖面看螺纹形状有矩形、梯形、锯齿形、圆形和三角形 等，可用于传动、微调、增力、联接等，既简单又可靠。
第五章 机构演化、变异原理与创新
第二节 机构的构件变异
机械创新设计(第五章)
二、改变运动副元素的接触性质 低副元素的接触性质为滑动接触，摩擦大、易磨损 高副元素的接触性质为滑动和滚动接触。 用滚动接触代替滑动接触可减小磨损。 （1）移动副：→滚滑副 图5-7 （2）转动副：→滚动轴承 （3）高副：凸轮从动件设计为滚子，槽轮的拨销设计为滚子 三、改变运动副的形状 运动副的性质主要取决于运动副元素的形状 改变运动副的形状——改变运动副的性质——演化出不同机构
曲柄滑块机构 导杆机构 （转动导杆，摆动导杆） 摇块机构 液压缸机构 移动导杆机构 手动水压机 3．含有两个移动副四杆机构的机架变换 双滑块机构 正弦机构 椭园规 双转块机构 正切机构 数学运算器
图5-32 十字滑块联轴器
二、凸轮机构的机架变换
普通凸轮机构 图5-33 a) 固定凸轮机构：凸轮固定，从动件作复合运动。图5-33 b) 应用举例：图5-33 c) 凸轮-行星机构 图5-33 d) e)
1．平面低副运动副元素形状的改变 转动副 可演变为 移动副 滚子替代滑块变滑动接触为 滚动接触， 滚滑副, 改变移动副元素的形状，如导轨 的形状 直线变曲线并让带有小滚子的转动构件为主动件 反凸轮机构（摆杆为主动件） 应用：图5-8 摆杆为主动件的反凸轮机构实现运动的暂停 图5-9 无死点位置机构（移动凸轮机构，摆动从动件） 2．平面高副运动副元素的改变 目的： 演化变异出不同功能的平面高副 改善高副机构的性能：受力状态，接触强度，运 动及动力特性等。 （1）改变高副元素形状可演化变异出不同功能的高副 基本的高副机构为凸轮机构，凸轮机构可看成由楔块机 构变异而来，见图5-10，图5-11
（2）改变高副元素形状以改善机构性能 ①齿轮机构： 改变齿廓曲线的形状 提高接触强度，改善齿面摩擦以及 机构的受力状态，常用齿廓有渐开线，摆线，圆弧曲线，螺 旋渐开线，球面渐开线，齿廓（面）修形。 ②凸轮机构： 改变轮廓曲线，满足运动及动力要求，图5-6为实现分度 功能的凸轮机构 改变从动件与凸轮的接触方式，以增强接触强度，减小磨 损。 ③槽轮机构：将径向槽分布变为侧向分布，改善传动平稳性。
机构的创新设计
3） 利用瞬心线构造等效代换
3） 利用瞬心线构造等效代换
第3讲 机构变异设计与创新
1. 运动副的变异与演化 2. 构件的变异与演化 3. 机构的倒置与扩展 4. 机构的等效代换 5. 运动原理的移植
1） 差动原理的移植
1） 差动原理的移植
2）谐波传动的移植
i =-Z1/(Z2-Z1)
作业
2. 运动副元素形状的变异
第3讲 机构变异设计与创新
1. 运动副的变异与演化 2. 构件的变异与演化 3. 机构的倒置与扩展 4. 机构的等效代换 5. 运动原理的移植
1 构件的拆分与合并
·
1 构件的拆分与合并
1 构件的拆分与合并
2 改变构件的形状与尺寸
联轴器 其他： ✓ 凸轮的形状：盘状、圆柱状、圆锥状、平板状等 ✓ 齿轮的形状：圆柱形、圆锥形、扇形、非圆形等
2. 运动副元素形状的变异
2. 运动副元素形状的变异
运动副的替代
2. 运动副元素形状的变异
① 为了减小蜗杆传动工作时齿面间的磨损，图1采用圆柱滚子 活齿代替蜗轮上的固定齿；
② 图2是采用圆锥滚子活齿代替固定齿。使机构传动效率得到 提高。该机构在汽车转向器中得到广泛应用。
③ 图3机构仿照滚动螺旋传动的原理，在蜗杆上嵌入钢球，变 滑动摩擦为滚动摩擦。以提高传动效率。
第3讲 机构的创新设计1 —机构变异设计与创新
机构的变异与演化是以一个现有机构为原 始机构，在此基础上对其进行某些结构的 改变或变换，而演化成一种功能不同或性 能改进的新机构。
第3讲 机构变异设计与创新
1. 运动副的变异与演化 2. 构件的变异与演化 3. 机构的倒置与扩展 4. 机构的等效代换 5. 运动原理的移植
第六章 机构演化、变异原理与创新
例如： 例如：齿形带
转 动 副 扩 大 实 例 之 一 转 动 副 扩 大 实 例 之 a.曲柄滑块机构 a.曲柄滑块机构 b.活塞泵 b.活塞泵 a.曲柄摇杆机构 a.曲柄摇杆机构 b.旋转泵 b.旋转泵
2．转动副连续扩大后展直为移动副
3.
移动副的扩大
移 动 副 扩 大 实 例 之 一
移 动 副 扩 大 实 例 之 一 往 复 凸 轮 分 度 机 构
2．平面高副与平面低副的等效代换
二、利用瞬心轨线创新同性异形机构
同性异构的逆平行四边 形机构与椭圆齿轮机构
正置曲柄滑块机构 与连杆2的瞬心线 与连杆2
卡当运动机构
卡当运动机构的同性异构机构之一
三、利用周转轮系的不同结构创新同性异构机构Βιβλιοθήκη 卡当机构的同性异构机构之二
卡当机构的同性异构机构之三
第五节 机构运动原理的仿效与创新
一、差动运动原理的仿效 差动原理经常用于齿轮系中， 差动原理经常用于齿轮系中，被称作为差动轮 用于运动的合成成分解。 系。用于运动的合成成分解。
齿轮差动机构
凸轮差动机构
螺旋差动机构
二、谐波传动原理的仿效
谐波螺旋传动
谐 波 齿 轮 传 动
三、啮合传动原理的仿效 四、滚动传动原理的仿效 螺旋传动 滚珠螺旋
3．螺旋副 螺旋副一般是由互相应合的螺杆和螺母组成。 螺旋副一般是由互相应合的螺杆和螺母组成。 从其剖面看螺纹形状有矩形、梯形、锯齿形、 从其剖面看螺纹形状有矩形、梯形、锯齿形、圆形 和三角形等，可用于传动、微调、增力、联接等， 和三角形等，可用于传动、微调、增力、联接等， 既简单又可靠。 既简单又可靠。
三、改变运动副元素的形状 1. 平面低副
具有端点停歇的连杆机构
第五章机构演化变异原理与创新
主要目的：
1）改善机构运动的不确定 2）解决机构由于结构原因无法正确运动问题 3）开发新功能 4）开发新机构 5）改善机构的受力状态，
主要演化变异方法：
1）利用构件的运动性质进行演化变异 2）改变构件的结构形状和尺寸 3）在构件上增加辅助结构 4）改变构件运动性质
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
演化与变异的主要方法有：
运动副演化与变异； 机构的构件变异； 机构的机架变换； 机构的等效变换； 机构运动原理的仿效； 或以上方法同时运用。
通
通过演化与变异而获得的新
过 功能机构称为变异机构。
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
主要目的：
1）增强运动副元素的接触强度 2）减小运动副元素的摩擦、磨损 3）改善机构的受力状态 4）改善机构的运动和动力效果 5）开拓机构的各种新功能 6）寻求演化新机构的有效途径
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
曲柄摇块机构
转动副B的直径尺 寸加大到将转动副
A包括在其中时，曲 柄1就变成了偏心盘1 ，而连杆2就设计成一 端圆环状，另一端为杆
状的套圈，杆状端插入
支撑块3上，并沿支撑块 滑动，支撑块3与壳体4组 成转动副，曲柄摇块机构
就转变成一个旋转泵。
旋转泵
工作过程：偏心盘1绕中心A转动，圆环状构件2沿机 壳的内表面滑动；则液体按图示箭头方向 流动，套圈2的叶片a用以把吸入腔与输出 腔隔开。
能传递匀速转动，但 2）改变构件的结构形状和尺寸
间，以实现工作要求。
死点位置时机构运动 路与滚子结构形式。
形状是不同的。
不确定。
可采用两个以上的相 同机构的组合，使其 运动确定。
1）改善机构运动的不确定 2）解决机构由于结构原因无法正确运动问题 3）开发新功能 4）开发新机构 5）改善机构的受力状态，
主要演化变异方法：
1）利用构件的运动性质进行演化变异 2）改变构件的结构形状和尺寸 3）在构件上增加辅助结构 4）改变构件运动性质
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
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演化与变异的主要方法有：
运动副演化与变异； 机构的构件变异； 机构的机架变换； 机构的等效变换； 机构运动原理的仿效； 或以上方法同时运用。
通
通过演化与变异而获得的新
过 功能机构称为变异机构。
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
主要目的：
1）增强运动副元素的接触强度 2）减小运动副元素的摩擦、磨损 3）改善机构的受力状态 4）改善机构的运动和动力效果 5）开拓机构的各种新功能 6）寻求演化新机构的有效途径
机械创新设计课件 内蒙古科技大学机械工程学院
曲柄摇块机构
转动副B的直径尺 寸加大到将转动副
A包括在其中时，曲 柄1就变成了偏心盘1 ，而连杆2就设计成一 端圆环状，另一端为杆
状的套圈，杆状端插入
支撑块3上，并沿支撑块 滑动，支撑块3与壳体4组 成转动副，曲柄摇块机构
就转变成一个旋转泵。
旋转泵
工作过程：偏心盘1绕中心A转动，圆环状构件2沿机 壳的内表面滑动；则液体按图示箭头方向 流动，套圈2的叶片a用以把吸入腔与输出 腔隔开。
能传递匀速转动，但 2）改变构件的结构形状和尺寸
间，以实现工作要求。
死点位置时机构运动 路与滚子结构形式。
形状是不同的。
不确定。
可采用两个以上的相 同机构的组合，使其 运动确定。
机构的组合与创新设计PPT课件
1、常见的基础机构主要有五杆机构和 差动轮系机构，附加封闭机构可以是齿轮机构、 凸轮机构和四杆机构，有时也用间歇运动机构 作为封闭机构。
2、附加机构封闭基础机构的两个输入运 动或两个输出运动简便易行，工程中的应用最 为广泛。
3、附加机构封闭基础机构的一个输入 构件和一个输出构件，把输出运动再反馈回输 入构件。
机构1 机构j
3）III型并联机构系统
3、并联组合实例
B C
A B
C
I型并联机构
C4 B
C3
C1 A O
C2
II型并联机构
B2
C2
C1
B1
O2
E2
E1
A1
O1
E2
E1
二、并联组合的基本思路
1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡。 2、实现运动的分解与合成 3、改善机构受力状态
Z1
B2
B1
A B3
R
R
R
R
R
R
P
RP
R
P P
内接副为移动副
R
P
R
P
R
R
P
P R
级杆组分类图
3R杆组(以三个内接副开始)
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
2RP杆组
2RP3R
R2P杆组
2RP2RP
2RPR2P
2RP3P
R2P3R
R2P2RP R2PR2P
R2P3P
1、基本概念 一个两自由度机构中的两个输入构件或
2、附加机构封闭基础机构的两个输入运 动或两个输出运动简便易行，工程中的应用最 为广泛。
3、附加机构封闭基础机构的一个输入 构件和一个输出构件，把输出运动再反馈回输 入构件。
机构1 机构j
3）III型并联机构系统
3、并联组合实例
B C
A B
C
I型并联机构
C4 B
C3
C1 A O
C2
II型并联机构
B2
C2
C1
B1
O2
E2
E1
A1
O1
E2
E1
二、并联组合的基本思路
1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡。 2、实现运动的分解与合成 3、改善机构受力状态
Z1
B2
B1
A B3
R
R
R
R
R
R
P
RP
R
P P
内接副为移动副
R
P
R
P
R
R
P
P R
级杆组分类图
3R杆组(以三个内接副开始)
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
2RP杆组
2RP3R
R2P杆组
2RP2RP
2RPR2P
2RP3P
R2P3R
R2P2RP R2PR2P
R2P3P
1、基本概念 一个两自由度机构中的两个输入构件或
机构演化变异与创新lnk
获大升程的凸轮机构
机构组合课堂练习
图示六连杆机构。试通过变换演化为凸轮齿轮齿条机构。
结束
车轮 依的头刨次 根改联底惯接上变到，原搭动接件 不和 同机 级架 别上的去杆C ，组CE或，者均D在可原设有计机出构新
减震 的床机机构性。构
BB
机构 １新机构的、 机特将构筛杆；性组依次联A接A到原动件D 和机D 架上去，F设计
２组、将杆组挑联线接刺到布机机构构的上组设成计新机构；
３成、根据机构组阀成门原启闭理机优构选的出组适成宜的机构构型。
2. 齿轮机构及挠性件传动机构的机架变换
带：同步 链
3. 间歇运动机构的机架变换
槽轮机构机架变换后又串联行星齿轮机构：主1从动系杆4有停歇 不完全齿轮机构机架变换后又串联行星齿轮机构：主1从动系杆4有停歇
4.1运动副变异与演化 1. 运动副元素尺寸的变异 1) 转动副的扩大
4.2 机构的构件变异与创新设计
2) 双转块机构的变异
块1转，由杆2块3转，无法整周 转；改形1、2、3为含滑槽和凸 榫圆盘：十字滑块联轴器。
3. 增加辅助构造 1) 转动导杆机构
a)非匀速转，C点置B点轨迹 圆上导杆以曲柄的半速等速转 ，但BC重合运动不定；为此 另加一滑快，杆3为十字槽圆 盘，双曲柄双滑块。
2) 凸轮机构
凸轮廓线定，从动件运动规律不变，为改 变加辅助构造：四凸轮片。
反凸轮机构
滚子在圆弧槽 ab滚动滑块4 不动
无止点： 飞轮、错 位排列。
2) 平面高副 改变高副元素形状可演化变异出不同功能的高副
高副元素：凸轮廓线、工作面
电动锯条
改变高副元素形状可改善机构性能 凸轮高副：廓线形状〔运动规律〕；从动件〔平、凸、凹 增接触强度，减磨〕
机构的组合与创新设计教材(PPT 76张)
19
=
+
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
2、串联组合分类
机构1 前置机构 机构2 后置机构
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
组合实例：
C B
减少连杆机构的速度
A D
z2
B
改变滑块的运动规律
A
C
D
24
25
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。
37
Ⅱ型串联组合示例：1
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。
图例
简记 直线停歇
38
Ⅱ型串联组合示例：2
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
28
各种类型的 基本机构 各种类型的 基本机构
Ⅰ型串联组合
Ⅰ型串联组合示例：1
问题 现象 分析 原因 解决 方案 图例
29
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。 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。
=
+
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
2、串联组合分类
机构1 前置机构 机构2 后置机构
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
组合实例：
C B
减少连杆机构的速度
A D
z2
B
改变滑块的运动规律
A
C
D
24
25
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。
37
Ⅱ型串联组合示例：1
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。
图例
简记 直线停歇
38
Ⅱ型串联组合示例：2
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
28
各种类型的 基本机构 各种类型的 基本机构
Ⅰ型串联组合
Ⅰ型串联组合示例：1
问题 现象 分析 原因 解决 方案 图例
29
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。 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。
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二、高副与低副的等效变换
O2 O1
A B
O2 O1
A BΒιβλιοθήκη O2 O1A B
O2
O1
A B
二、滑动摩擦与滚动摩擦副的等效变换
滑动导轨 普通螺旋
滚柱导轨 滚珠螺旋
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
构。 不相同点：机构演化变换后可得到具有不同性
质的新机构；机构变异后得到的机构 类型不改变。
第二节 机架变换与创新设计 1、连杆机构的机架变换
(1)铰链四杆机构
C
C
C
B
B
B
A
DA
D
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
A
D
双摇杆机构
B
(2)曲柄滑块机构
C
曲柄滑块机构
A
B
C
转动导杆机构
A
B
C
曲柄摇块机构
A
B
C
移动导杆机构
第三节 运动副的演化、变异与创新设计
一、转动副的尺寸变化 二、转动副的结构变化 三、移动副的尺寸变化 四、移动副的结构变化 五、运动副性质的等效变换
一、转动副的尺寸变化 偏心盘机构
铰链四杆机构ABCD的转动副尺寸扩大
转动副B的尺寸扩大包括A ,转动副C的尺寸扩大包括B 转动副D的尺寸扩大包括C
3、凸轮机构的机架变换
转
动
直
动
从
动
件
盘
形
凸
轮
机
直动从动件盘形凸轮机构
构
4、带传动机构的机架变换
带传动机构
差动带传动机构
5、间歇运动机构的机架变换
A
B
A:拨盘自转,槽轮间歇自转 B:槽轮随系杆公转,又做间歇性自转
6、创新实例分析
Z1、Z2、Z3为定轴轮系，固定齿轮Z1，得到一个行星轮系 固定齿轮Z3，又可得到一个行星轮系，这时可得到三种不 同的传动比。这是行星传动变速的基本原理。
二、转动副的结构变化
滑动轴承
滚动轴承
三、移动副的尺寸变化
曲柄滑块机构ABC的变异
B处转动副尺寸扩大,C处转动副尺寸扩大。 滑块尺寸与形状变化（中空）
四、移动副的结构变化
(4)铰链四杆 机构向含有移动副的四杆机构的转换
扩 大 转 动 副 D 的 尺 寸
减小偏距e的尺寸
第四节 构件的演化、变异与创新设计
2、机构的变异 以某一基本机构为原始机构，对其运
动副性质、形状或尺寸进行变换，在不 改变机构类型的前提下达到改善或提高 机构传力性能的机构设计过程，称为机 构的变异。
3、机构演化与变异的示例说明
以曲柄滑块机构为基本机构
B C
A
转动副B扩大
机架变换
B
演
化
变异
曲柄滑块机构
曲柄滑块机构
C
A
演化
曲柄滑块机构
第四章 机构的演化、变异与创新设计
第一节 机构演化与变异的概念 第二节 机架变换与创新设计 第三节 运动副的形状变异与创新设计 第四节 构件形状变异与创新设计 第五节 运动副的等效代替与创新设计
第一节 机构的演化与变异的概念
一、机构演化与变异的概念 1、机构的演化
以某一基本机构为原始机构，对其机架、 运动副和构件尺寸等进行变换，从而设计出具 有不同功用的新机构的过程，称为机构的演化。
一、杆状构件的尺寸演化与变异 二、轮状构件的演化与变异 三、盘状构件的演化与变异 四、块状构件的演化与变异
一、杆状构件的尺寸演化与变异
转动导杆机构机架AB尺寸加大,得到摆动导杆机构
摆块机构ABC，块3作成杆状，杆状构件2作成 块状，得到图示摆动导杆机构。
二、轮状构件的演化与变异 齿轮、飞轮
三、盘状构件的演化与变异 凸轮、曲柄等
四、块状构件的演化与变异 滑块等
第五节 运动副的等效变换与创新设计
一、空间运动副与平面运动副的等效变换 二、高副与低副的等效变换 三、滑动摩擦副与滚动摩擦副的等效变换
一、空间运动副与平面运动副的等效变换
R S2
3 1
S
R
4
z电机3
x电机1
y电机2
空间机构原动件与机架连接为球面副S时,三自 由度运动很难控制，采用三个互成垂直布置的 转动副R可代替球面副。
转动导杆机构
二、机构演化、变异与机构创新设计
1、机构演化方法： （1）改变机构中的机架（以不同的构件作为机
架） （2）改变机构中运动副的性质（高副与低副的
演化） （3）改变机构中构件的尺寸
2、机构变异方法：
（1）改变机构中运动副的尺寸 （2）改变机构中运动副的形状 （3）改变机构中运动副的性质
3、机构演化与的变异的差别 相同点：都是首先选定以某一基本机构为原始机
A
(3)含有两个移动副的四杆机构
双滑块机构
双转块机构
正弦机构
B
B
B
B
A
A
A
A
四杆 机构种类繁多，但是都可看作由铰链四杆 通过机架变换、运动副变换和尺寸变换演化而 出的。 上述转换方法也可应用到其他机构的演化中。
2、齿轮机构的机架变换
z1
o2
H
z2
o1
z1
o2
H
z2
o1
定轴齿轮机构
行星齿轮机构
A