复合运动常见机构
直线叠加旋转运动机构
直线叠加旋转运动机构
直线叠加旋转运动机构（有时也被称为直线旋转复合运动机构）是一种机械系统，它能够同时提供直线和旋转两种类型的运动。
这种机构结合了直线运动和旋转运动的特点，以满足复杂的工作任务需求。
以下是一些常见的实现方式：
螺旋机构：螺旋机构是最常见的直线旋转复合运动机构之一。
它通过螺旋副（如丝杠和螺母）将旋转运动转换为直线运动，或者反过来。
这种机构广泛应用于各种需要精确位置控制的设备中，如数控机床、升降机和打印机等。
凸轮与导轨组合：在这种机构中，凸轮用于产生旋转运动，而导轨则用于引导直线运动。
凸轮的轮廓形状可以根据需要进行设计，以产生特定的运动轨迹。
这种机构常用于自动化机械中，如装配线、包装机和印刷机等。
齿轮齿条机构：齿轮齿条机构是另一种实现直线旋转复合运动的常见方式。
在这种机构中，齿轮的旋转运动通过与其啮合的齿条转换为直线运动。
这种机构具有结构简单、传动效率高等优点，常用于需要较大推力和速度的场合。
电动推杆与电机组合：电动推杆是一种将电机的旋转运动转换为直线运动的装置。
通过将电动推杆与另一个电机（用于产生旋转运动）组合在一起，可以实现直线叠加旋转运动。
这种机构常用于需要精确控制和调节位置的场合，如医疗设备、舞台灯光
和航空航天设备等。
这些机构的设计、选择和应用取决于具体的应用场景和需求，包括所需的运动范围、速度、精度、负载能力和成本等因素。
在设计和应用这些机构时，需要充分考虑机械动力学、材料科学和制造技术等方面的因素，以确保其性能稳定可靠。
机械原理课件第5章 连杆机构设计
第五章 平面连杆机构及其设计 §5-1平面连杆机构的应用及传动特点§5-2平面四杆机构的类型和应用§5-3平面四杆机构的一些共性问题§5-4 平面四杆机构的设计1）低副便于加工、润滑；构件间压强小、磨损小、承载能力大、寿长；2）连杆机构型式多样，可实现转动、移动、摆动、平面复合运动等运动形式间的转换。
如：锻压机肘杆机构，单侧曲线槽导杆机构，汽车空气泵，可变行程滑块机构，等。
一、平面连杆机构的优点和应用平面连杆机构:各构件全部用低副联接而成的平面机构（低副机构）.例如：四足机器人（图片、动画）、内燃机中的曲柄滑块机构、汽车刮水器、缝纫机踏板机构、仪表指示机构等。
曲柄滑块机构摆动导杆机构常见平面连杆机构：铰链四杆机构（雷达天线，飞剪，搅拌机）锻压机肘杆机构可变行程滑块机构3）可用于远距离操纵、重载机构，如：自行车手闸机构，挖掘机等。
4）连杆曲线丰富，可实现特定的轨迹要求，如：搅拌机构，鹤式起重机等。
挖掘机搅拌机构鹤式起重机二、平面连杆机构的缺点1）运动副中的间隙会造成较大累积误差，运动精度较低。
2）多杆机构设计复杂，效率低。
3）多数构件作变速运动，其惯性力难以平衡，不适用于高速。
多杆机构大都是四杆机构组合或扩展的结果。
本章介绍四杆机构的分析和设计。
六杆机构及六杆机构的实际应用一、 铰链四杆机构的基本型式和应用铰链四杆机构：全部用回转副联接而成的四杆机构。
连架杆——与机架相联的构件；周转副——组成转动副的两个构件作整周相对转动的转动副；曲柄1——作整周定轴回转的构件；摇杆3——作定轴摆动的构件；转动副摆转副（C、D）周转副（A、B）铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
1.曲柄摇杆机构铰链四杆机构中，若两连架杆中有一个为曲柄，另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。
实现转动和摆动的转换。
雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构应用（动画演示）：雷达天线俯仰角调整机构，飞剪机构，搅拌机构，摄影机抓片机构、缝纫机踏板机构等。
机械工程基础第4章
第２节 运动副及平面机构运动简图
• （２）由原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件之间相对运 动的性质，从而确定组成该机构的构件（数目与形状）、运动副（数 目和类型）；
• （３）选择平行于构件运动的平面为视图平面，选定适当的比例尺；
• （４）用简单的线条和规定的构件及运动副符号，绘制机构运动简图。 绘制时应撇开与运动无关的构件复杂外形和运动副的具体构造。同时 应注意，选择恰当的原动件位置进行绘制。避免构件相互重叠或交叉。
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （１）转动副：组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动 的运动副。如图４－８（ａ）所示，通常转动副的具体形式是用铰链 连接，所以转动副也称作铰链。转动副使构件失去２个移动的自由度， 保留了１个转动的自由度。
• （２）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。 如图４－８（ｂ） 所示，两构件互相限制了沿ｙ轴的移动和在ｘｙ 平面内绕任一点的转动，只允许沿ｘ轴移动。移动副使构件失去１个 移动和１个转动的自由度，只保留了１个移动的自由度。所以，平面 机构中的低副引入了两个约束，仅保留一个自由度。
• 一、机构的平行移动 • 机构在运动过程中，若其内任一直线始终平行于它的初始位置，则称
此种运动为机构的平行移动，简称为平动。机构平动时，若其上各点 的轨迹是直线，则称为直线平动；若其上各点的轨迹是曲线，则称为 曲线平动。
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第１节 机构的三种运动形式
• 图４－１所示为在直线道路上行驶车辆的运动，其上的直线ＡＢ在运 动过程中始终与它的初始位置平行，且轨迹线是一条水平直线，因此 是直线平动。图４－２所示摆式送料机料槽的运动，其上的直线ＡＢ 在运动过程中始终与它们的初始位置平行，但轨迹线是曲线，因此是 曲线平动。
凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点
凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点凸轮机构是一种广泛应用于机械和工程领域的运动传动机构，它能够将输入运动转换成指定的输出运动。
在凸轮机构中，从动件是指受凸轮驱动而产生规定运动的零件。
从动件在凸轮机构中有着多种不同的运动规律，这些运动规律对于实际工程应用具有重要意义。
本文将从动点件在凸轮机构中常用的运动规律进行详细介绍，以及对其工作特点进行分析。
第一，常用的凸轮机构从动件运动规律是直线运动。
在凸轮机构中，通过凸轮的转动，驱使从动件做直线运动，这种运动规律广泛应用于各种需要直线运动的装置中，如提升机、压料机等。
直线运动的从动件工作特点是稳定、精确、高效，能够准确地完成所需的动作。
第二，另一种常用的凸轮机构从动件运动规律是往复运动。
往复运动是凸轮机构中最常见的运动形式之一，通过凸轮的设计和驱动，实现从动件做往复运动的目的。
这种运动规律适用于需要周期性往复运动的装置，如发动机汽缸活塞运动、柴油机柱塞泵等。
往复运动的从动件工作特点是具有较大的冲击力和推动力，适用于需要产生直线推动力的场合。
凸轮机构从动件的另一种常用运动规律是回转运动。
通过设计合适的凸轮曲线和传动机构，可以实现从动件做回转运动的需求。
这种运动规律广泛应用于需要回转运动的装置中，如电机转子、离合器压盘等。
回转运动的从动件工作特点是运动平稳、动力传递效率高、能够实现大范围的角度调节。
第四，在一些特殊的凸轮机构中，还会有一些复合运动规律的从动件。
这类从动件会在一定的时间内，同时进行两种或多种不同的运动形式，以实现复杂的工作需求。
这种运动规律的从动件工作特点是高难度、复杂多变，需要精密的设计和制造，适用于一些高级别的机械装置中。
凸轮机构从动件的工作特点是根据实际应用需求来设计，能够实现各种不同形式的运动规律，并具有稳定、高效、精确、多功能等特点。
在实际工程应用中，凸轮机构从动件的运动规律将根据具体的工作场合和要求进行选择和优化，以实现最佳的工作效果。
《工业机器人》复习题
《⼯业机器⼈》复习题《⼯业机器⼈》⼀、填空题1、按坐标形式分类，机器⼈可分为、、球坐标型和四种基本类型。
2、作为⼀个机器⼈，⼀般由三个部分组成，分别是、和。
3、机器⼈主要技术参数⼀般有、、、重复定位精度、、承载能⼒及最⼤速度等。
4、⾃由度是指机器⼈所具有的的数⽬，不包括的开合⾃由度。
5、机器⼈分辨率分为和，统称为。
6、重复定位精度是关于的统计数据。
7、根据真空产⽣的原理真空式吸盘可分为、和等三种基本类型。
8、机器⼈运动轨迹的⽣成⽅式有、、和空间曲线运动。
9、机器⼈传感器的主要性能指标有、、、重复性、、分辨率、响应时间和抗⼲扰能⼒等。
10、⾃由度是指机器⼈所具有的的数⽬。
11、机器⼈的重复定位精度是指。
12、机器⼈的驱动⽅式主要有、和三种。
13、机器⼈上常⽤的可以测量转速的传感器有测速发电机和增量式码盘。
14、机器⼈控制系统按其控制⽅式可以分为控制⽅式、控制⽅式和控制⽅式。
15、按⼏何结构分划分机器⼈分为：串联机器⼈、并联机器⼈。
⼆、单项选择题(请在每⼩题的四个备选答案中，选出⼀个最佳答案。
)1、⼯作范围是指机器⼈或⼿腕中⼼所能到达的点的集合。
A 机械⼿B ⼿臂末端C ⼿臂D ⾏⾛部分。
2、机器⼈的精度主要依存于、控制算法误差与分辨率系统误差。
A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性3、滚转能实现360°⽆障碍旋转的关节运动，通常⽤来标记。
A RB WC B4、RRR型⼿腕是⾃由度⼿腕。
A 1B 2C 3D 45、真空吸盘要求⼯件表⾯、⼲燥清洁，同时⽓密性好。
A 粗糙B 凸凹不平C 平缓突起 D平整光滑6、同步带传动属于传动，适合于在电动机和⾼速⽐减速器之间使⽤。
A ⾼惯性B 低惯性C ⾼速⽐D ⼤转矩7、机器⼈外部传感器不包括传感器。
A ⼒或⼒矩B 接近觉C 触觉D 位置8、⼿⽖的主要功能是抓住⼯件、握持⼯件和⼯件。
A 固定B 定位C 释放D 触摸。
9、机器⼈的精度主要依存于、控制算法误差与分辨率系统误差。
工业设计机械基础第7章常用机构
M
B 3 O3
n = 3, Pl =4, Ph =0 F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
与实际相符
n = 3, Pl=4, Ph =0
F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
2）两构件形成多个具有相同作用的运动副。 (1)两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，只有一个 移动副起约束作用，其余为虚约束。
2
1
◆处理方法：计算中只计入一处高副。
F=3n-2Pl-Ph=3x2-2x2-1=1
3、机构中对运动不起独立作用的对称部分，将产生虚约束。
◆处理方法：计算中应将对称部分除去不计。
图7-11 运动简图中构件的表示方法 a）二运动副构件示例 b）三运动副构件示例
常用机构运动简图 国标GB/T 4460-1984 给出了典型机构的运动简图， 表7-1为摘自该国标的部分常用机构的运动简图。
2.转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 图垂直于回转轴线用图a表示； 图不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，圆心须与回转轴线重合。 一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内 画上斜线。
F=3n-2Pl-Ph=3x3-2x4-0=1
◆处理方法：计算中只计入一 个移动副。
F=3n-2Pl-Ph=3x1-2x1=1
(2) 两构件组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起 约束作用，其余为约束。
◆处理方法：计算中只计入一个转动副。
(3)两构件组成多处接触点公法线重合的高副，只考虑一处高副。
图7-5 液体搅拌机 1—机架 2—曲柄 3—连杆 4—摇杆
⑶从动件 机构中由原动件驱动的其他构件。 若从动件直接实现机构的功能，称为执行件；若从动件把运动输出本 机构，称为输出构件。 图7-5中连杆3、摇杆4都是从动件。
机构的构型分析
本章教学内容
◆ 机构旳构造 ◆ 机构运动简图旳绘制 ◆ 机构旳自由度 ◆ 过约束构造 ◆ 机构旳构成原理及构造分析
本章教学目旳
◆ 了解机构旳构成，搞清运动副、运动链、自由度等概念； ◆ 能绘制常用机构旳机构运动简图； ◆ 能计算平面机构旳自由度； ◆ 对平面机构构成旳基本原理有所了解。
过约束机构： 具有虚约束旳机构。
处理措施 平面机构旳自由度计算公式：F=3n-2P L-P H
例：缝纫机老式脚踏机构自由度：F=3*3—2*4—0=1 正确
对空间而言,平面机构都属于过约束机构。在计算时 必须区别机构旳种类，空间机构用通用自由度计算 公式，平面机构用平面机构自由度计算公式。
虚约束——指机构在某些特定几何条件或构造条件下，有些运 动副带入旳约束对机构运动实际上起不到独立旳约束作用。
6.两构件构成高副，两处接触，且法线重叠。
如等宽凸轮
W
注意：法线不重叠时，变成实际约束！
n2
A n1
n1 A’ n2
n1
n2
A
A’
n1
n2
虚约束旳作用： ①改善构件旳受力情况，如多种行星轮。
②增长机构旳刚度，如轴与轴承、机床导轨。
③使机构运动顺利，防止运动不拟定，如车轮。
过约束旳另一种情况：局部自由度 目旳：降低运动副内旳摩擦磨损。滑动摩擦→滚动摩擦
常见旳虚约束：
1.两构件联接前后，联接点旳轨迹重叠
如平行四边形机构，火车轮、椭圆仪等。 计算时要 去掉一种
2.两构件构成多种移动副，且导路平行。
3.两构件构成多种转动副，且同轴。
计算时要 去掉一种
4.运动时，两构件上旳两点
距离一直不变。
第2章--机构运动简图
C: 复合铰链 M 和 N 、 E 虚约束 和F: G: 局部自由度
小结：
1、运动副的定义和分类 运动副：由两构件直接接触形成的可动联接
分类：高副(点或线接触的运动副)和低副(面接触的运动副)
2、能绘制机构运动简图 3、重点掌握平面机构的自由度计算及注意事项，明确复合铰链 局部自由度、虚约束等
1）平面机构自由度的计算公式： F 3n 2PL PH
F 3n 2PL PH 34 24 2
2
n7 PL 10 PH 0
F 3n 2PL PH 3 7 210 0
1
n4 PL 4 PH 2
F 3n 2PL PH 34 24 2
2
n7 PL 10 PH 0
F 3n 2PL PH 3 7 210 0
1
n9
用图形符号表示高副时，一 般需把两构件在接触点处的 曲线轮廓画出(图a)，但对于 齿轮机构，习惯上只画出两 齿轮的节圆(见表1-1)。
二、 构件的分类及其表示符号
1. 构件的分类
机 架 —机构中的固定构件； 支撑活动件，只有一个
原动件 主动件
—按给定已知运动规律独立运 动的构件；一般机构有一个
常在其上给出表示其运动形式 的箭头。
1）平行四边形结构
A
2）两构件之间构成多个转动轴线 重合的转动副；
3）两构件之间构成多个导路平行 的移动副；
虚约束常出现在下列场合：
1）平行四边形结构 2）两构件之间构成多个转动轴线重合的转动副； 3）两构件之间构成多个导路平行的移动副；
4）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分
5）两构件多点接触形成平面高副，
5、给各构件和运动副编号，并在 原动件上用箭头表示其运动形式和 方向
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图8．5
可以把图8．5(b)和图8．5(c)选为这种类型中牵连运动是平移的典型题，而图8．5(a)和图8．5(d)可分别看为是图8．5(b)和图8．5(c)的变形题。
把图8．11(c)和图8．11(f)中的固定圆环分别变成水平和铅直固定导轨，也可演变成图8．11(g)和图8．11(h)；
把图8．12(g)中的摆动直杆O1B变成曲杆O1CB，可演变成图8．12(j)；
把图8．13(h)中的铅直固定导轨变成可沿水平方向移动的曲杆ACD，可演变成图8．13(k)；等等。
(3)如果两个物体的接触点都随时间而改变，这时，不宜选某一接触点为动点，否则相对运动不明显。为了便于分析运动，特别是使相对运动朋显，应根据题意恰当地选择动点和动系。例如图8．14中各图属于这种情况，选择圆心C为动点。
此外，还有牵连运动是平面运动的类型，以及多重合成运动的类型等。
点的复合运动
常见运动机构·动点与动Байду номын сангаас选择·速度与加速度分析
1．动点和动系具有较明显的运动形式。
一个点在运动物体上作相对运动的类型。显然，可选该点为动点，动系与运动物体固连。牵连运动就是该运动物体的运动，相对运动也是很明显的运动。常见的运动形式如图8．3所示，其中图8．3(a)—图8．3(c)的牵连运动都是平移。
b．牵连运动是定轴转动的情形(图8．6)可以把图8．6(1)和图8．6(b)选为这种类型中牵连运动是定轴转动的典型题，它们分别与图8．5(b)和图8．5(c)相对应。
图8．6
现在举例说明，由图8．6(b)如何演变出下面所示的一系列变形题目。
如果把图8．7(b)中的曲柄OA与摇杆O1B的位置互换，可演变成图8．7(a)；
把图8．8(b)中长度为r的曲柄OA变成半径为r的固定圆环，可演变成图8．8(c)、图8．8(f)和图8．8(i)；
分别把图8．9(a)和图8．9(b)中的曲柄OA的长度r变成无限长，可演变成图8．9(d)和图8．9(e)；
图8．10(d)和图8．10(e)也可分别表示成图8．10(g)和图8．10(h)；
①研究两个独立运动的点A和B的相对运动(包括相对速度和加速度)。根据题意可选其中的一个点A为动点，把平移坐标系的原点固连在另一点B上，则牵连运动是随点B作平移。
②在机构传递中，要善于分析具有明显运动特征的点。如果在运动过程中只有一个接触点，而且其中某一物体的接触点永远保持不变，图8．5中的点A。这时，宜选不变的接触点为动点，把动系固连于接触点在不断变化的另一物体，这样可使动点的相对运动轨迹清楚，利于运动分析和求解。可细分为两种情况：
图8．3
图8．3(a)的相对运动是直线运动，而图8．3(b)和图8．3(c)的相对运动是曲线运动。
图8．4
图8.4(d)—图8．4(g)的牵连运动是定轴转动，图8．4(d)和8．4(e)的相对运动是直线运动。而图8．4(f)和8．4(g)的相对运动是曲线运动。
2．动点和动系选择要恰当，常见的有下列几种情况：