平面连杆机构的创新设计
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实验16 平面连杆机构的创新设计
16.1 实验目的
1. 加深对机构组成原理和机构运动方案设计的认识；
2. 了解平面连杆机构的应用；
3. 培养创新意识和机构创新设计能力；
4. 了解专利检索方法。
16.2 实验设备和工具
创新组合模型一套（或Fischer创意模型若干）。
16.3 实验要求和内容
玻璃窗启闭机构创新设计。
设计要求：
1) 窗扇外形长宽尺寸为mm400mm800（根据模型中构件模块尺寸情况，可按比例缩小或放大），
采用平面连杆机构实现其启闭；
2) 窗扇可自窗槛开启90；
3) 操纵窗扇启闭的平面连杆机构有一个引动件（即原动件），并能支持窗扇的重量；
4) 连杆机构必须具有良好的传动性能（即较大的传动角）；
5) 窗扇在关闭位置时，连杆机构的所有部分必须隐蔽在窗扇与窗槛之间，且不能延伸至窗槛外侧，
延伸至室内的部分亦应尽可能小。
设计内容：
1) 确定机构运动方案，绘制机构简图；
2) 机构运动设计，确定各构件运动尺寸；
3) 利用模型提供的构件和运动副模块搭接出实物机构，并进行运动效果的评价。
要求检索相关专利，以供参考。
16.4 参考方案
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图16.1 铰链四杆机构运动方案 图16.2 曲柄滑块机构运动方案
四杆机构运动方案：如图16.1和16.2所示。前者采用铰链四杆机构，引导构件为连杆3（即窗
框），当窗框由全开位置回到关闭位置时需对其施加转矩，且整个窗框的重量仅由连杆3承受；后者
采用曲柄滑块机构，引导构件为连杆3（即窗框），滑块可沿窗槛移动，因而可支持窗框的重量，但
关闭窗框仍需作用一转矩。
六杆机构运动方案：如图16.3至16.5（均已有实际应用）。
(a) 装置示意图 (b) 机构示意图
图16.3 司蒂芬Ⅲ型六杆机构运动方案
(a) 装置示意图 (b) 机构示意图
图16.4 司蒂芬Ⅲ型六杆机构（贝莱机构）运动方案（1969年美国专利）
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(a) 装置示意图 (b) 机构示意图
图16.5 司蒂芬Ⅰ型六杆机构运动方案（1957年美国专利，船舱窗用）
16.5 实验报告
(1) 填写完成下表内容
实验16：平面连杆机构的创新设计实验报告
学生姓名 学 号 组 别
实验日期 成 绩 指导教师
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机构运动方案（机构简图）及运动尺寸：
简要说明：
(2) 实验心得和建议
出师表
两汉：诸葛亮
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先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于
内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢
弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，
以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫
中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。
将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营
中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与
臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲
之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。
臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三
顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉
命于危难之间，尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故
五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴
复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、
允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、
祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感
激。
今当远离，临表涕零，不知所言。
机械原理实验报告书
机械原理实验指导书广东海洋大学寸金学院教务处教材科机械工程教研室2005年9月实验一：机械认识实习机构现场实习报告一、平面连杆机构1.根据机构中移动副数目的不同，平面四杆机构可分为、和三大类型。
2.根据连架杆相对机架能否作整周转动，平面铰链四杆机构可分为机构、机构和机构。
3.连杆机构可起运动形式转换的作用，即将主动件的运动形式转换为从动件的另一种运动形式。
能将转动变为摆动的有；能将转动转化为移动的有。
二、凸轮机构1.凸轮机构是一种高副机构，其组成有、和三个基本构件。
2.凸轮机构按凸轮形状分类主要有、和的凸轮机构。
3. 凸轮机构按推杆形状分类主要有、和的凸轮机构。
4. 凸轮机构按推杆运动形式分类主要有和的凸轮机构，5. 凸轮机构按闭锁方式分类主要有和闭锁的凸轮机构。
三、齿轮机构1. 平面齿轮机构用于两平行轴之间的传动，常见类型有、和。
2. 空间齿轮机构用于两空间两相交轴或相错轴之间的传动，常见类型有、和。
3.齿轮机构也可转换运动形式，在平面齿轮机构中，将转动转换为移动的齿轮机构是。
四、轮系1.轮系可分为、、和三大类型。
2.周转轮系又可分为和两类，要使输出件具有确定的运动，前者需要个主动件，后者需要个主动件。
工厂参观实习报告1.回答指定机器的组成和加工对象，并写出机器上所能看见的机构及其作用。
2.针对指定的机器，回答其组成和加工对象，并大致说明机、电、液其上的应用。
3.现场实习小结（另附页）注：以上3题由教师指定其中2题完成。
实验二机构运动简图的测绘实验报告思考题1、一个正确的“机构运动简图”包含那些内容？实验三机构拼接及创新设计实验拼接实验报告创新设计实验报告思考题：1．在机构拼接实验中，根据你所拆分的杆组，按不同的顺序排列杆组，可能组合的机构运动方案有哪一些？要求用机构运动简图表示出来，就运动传递情况作方案比较，并简要说明之。
2．利用不同的杆组进行机构拼接，得到了哪一些有创意的机构运动方案？用机构运动简图示意创新机构运动方案。
机构组合创新设计与仿真实验指导书
班级：学号：姓名：武汉科技大学机械自动化学院机械实验示范中心2007-5机构组合创新设计与仿真实验指导书一、实验预习(1)机构型综合的连杆组合创新技法是什么？如何进行？(2)机构组合设计实验台的基本组成及搭接原理。
(3)熟悉基于杆组法的机构运动分析与仿真软件界面及基本操作。
二、实验目的机构的创新是机械设计中永恒的主题，人们要设计出新颖、合理、实用的机构，不仅要有丰富的经验，而且要掌握一定的机构创新设计方法。
连杆组合法是一种以数字综合形式表示的机构型综合创造技法，其最大特点是具有强烈的发散性思维成分，可以启发设计者创造新机构，进而培养设计者的创新意识和创新能力。
机构组合创新设计实验，其实验原理是用各种零件、构件等组合搭接出机构。
一般在实验指导书中给出若干种示例机构及其组合方法，学生在实验时按照流程搭接，在此基础上也可自行设计机构进行搭接，但大都是已有机构的变形，缺乏明确的理论指导，并且搭接出的机构性能无法验证，如执行机构的轨迹曲线是否满足要求，位移、速度和加速度性能是否满足要求等无法得到验证，更进一步的机构优化及改进设计也就无从谈起。
采用机构型综合的连杆组合创新技法对现有机构组合设计实验进行改进，开设基于型综合创造技法的机构组合创新设计与仿真实验，可以激发学生的创造激情，培养学生的创新设计能力、科学计算能力以及工程实践能力。
因此，实验目的可概括为：(1)掌握机构型综合的连杆组合创新技法的基本原理及设计流程；(2)根据设计结果在机构组合设计实验台上能搭接机构；(3)能运用机构运动分析与仿真软件进行机构的虚拟设计与运动仿真，并对实物机构进行优化设计。
(4)培养学生综合应用所知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能力，以及创新设计能力和实践动手能力。
三、实验软、硬件(1) 实验用硬件设备实验设备硬件为机构组合设计实验台。
如图1所示，五根立柱2可在上下横梁中沿x 方向（双手上下均匀用力）调整其位置，然后用上下横梁上的螺栓固定。
连杆机构及其特点
用什么衡量急回程度的多少？ 行程速比系数K
K V 2 C1C 2
V1
C1C 2
t2 t1
t1 t2
180 180
只要 θ ≠ 0 ， 就有 K>1
且θ越大，K值越大，急回性质越明显。
设计新机械时，往往先给定K值，于是:
180K1
K1
§7－3 平面四杆机构的基本知识
偏置曲柄滑块机构 θ≠0，有急回运动
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
曲柄滑块机构的演化－变更机架
曲柄滑块机构 转动导杆机构 摆动导杆机构
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
应应用用实实例
例
444AAφAA 1111
CC 3334
22 B
曲柄摇块机构
移动导杆机构
含一个移动副的连杆机构
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
第七章 平面连杆机构及其设计
也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等。
C D
A
γ=0
B C
B
飞机起落架
P
工工件件 A
B
2B
2 C
C
γ=0
11 A
33
P DD
4
F
T 钻孔夹具
§7－4 平面四杆机构的设计
连杆机构设计的基本问题:
机构选型－根据给定的运动要 选择机构的类型；
尺度综合－确定各构件的尺度参数 (长度尺寸)。 γ
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D， 所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,有：
t2(18 0)/
V2 C1C2 t2
C 1C 2/1 ( 8 0 )
A
四杆机构的基本特性和设计
位置 φi ψi 1→2 15∘ 10.8∘4→5 15∘ 15.8∘ 2→3 15∘ 12.5∘5→6 15∘ 17.5∘ 3→4 15∘ 14.2∘6→7 15∘ 19.2∘
ψi
ψi
D
设计：潘存云
四、按预定的运动轨迹设计四杆机构
连杆作平面运动,其上各点的轨迹均不相同。 B, C点的轨迹为圆弧; 其余各点的轨迹为一 条 封闭曲线。
曲柄摇杆机构
3D
180°＋θ ω
B
C2
CC
D D
1
作者：潘存云教授
θ
A B2
B1
当曲柄以ω 逆时针转过180°+θ 时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。 所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
习题2：绘制图示机构的压力角 α=0º v F
习题3：绘制图示机构的死点位置
§6.4 平面四杆机构的设计
连杆机构设计的基本问题 机构选型－根据给定的运动要求选择机 构的类型； 尺度综合－确定各构件的尺度参数(长度 尺寸)。 同时要满足其他辅助条件：
γ
a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、 运动副结构合理等）; b)动力条件（如γmin）;
设计：潘存云
l3
ψ D x
建立坐标系,设构件长度为：l1 、l2、l3、l4 l1+l2=l3+l4 在x,y轴上投影可得：
l4
l1 coc φ + l2 cos δ = l3 cos ψ + l4 l1 sin φ + l2 sin δ = l3 sin ψ 机构尺寸比例放大时，不影响各构件相对转角. 令： l1 =1
平面四杆机构的演化及应用
平面四杆机构的演化及应用摘要：平面连杆机构是由若干个结构通过低副连接而而成的机构。
最简单的平面连杆结构是由四个构件组成的，即为平面四杆机构。
通过改变铰链四杆机构的各杆长度，铰链四杆机构可以区分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、平行四边形机构、反平行四边形机构和双摇杆机构。
平面四杆机构可通过改变构件的形状与尺寸、改变运动副的尺寸、互换运动副元素和选择不同构件作机架进行演化。
本文就这些四杆机构的演化方法及简单应用予以阐述，掌握这些演化方法，有利于对连杆机构进行创新设计，更好的应用。
关键词：平面四杆机构演化应用正文：平面连杆机构是常用的低副机构，其中以由四个构件组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。
上图中AD为机架，AB、CD与机架组成运动副称为连架杆，BC 不与机架直接相连而作平面一般运动，称为连杆。
在连架杆中，相对于机架作整周回转的称为曲柄，只能在一定范围内摆动的称为摇杆。
通过改变铰链四杆机构的各杆长度，铰链四杆机构又可以区分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、平行四边形机构、反平行四边形机构和双摇杆机构。
一、四杆机构的类型1．曲柄摇杆机构（如图5.2）两连架杆一为曲柄，一为摇杆。
功能：将等速转动转换为变速摆动或将摆动转换为连续转动。
应用：雷达天线机构、缝纫机踏板机构。
2．双曲柄机构（如图5.3）两连架杆都为曲柄功能：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、不等速反向转动。
应用：惯性筛机构若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机构称为平行双曲柄机构。
如铲斗机构还有反平行四边形机构，例：公共汽车车门启闭机构。
3．双摇杆机构两连架杆都为摇杆功能：一种摆动转换为另一种摆动。
应用：鹤式起重机、飞机起落架平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。
组成四边形对边的构件长度分别相等。
曲柄a和c的回转方向相同，角速度时时相等。
反平行四边形机构是组成四边形的对边构件长度分别相等。
曲柄a和c回转方向相反，主动曲柄等速转动，从动曲柄变速转动。
空间连杆机构
空间连杆机构一、引言空间连杆机构是一种广泛应用于机械工程、航空航天等领域的机构形式。
它是由多个杆件通过旋转关节连接而成，形成一个可以在三维空间内运动的机构系统。
空间连杆机构具有灵活性、可变形性以及高度的运动精度等特点，被广泛应用于机械设计中。
本文将对空间连杆机构进行详细介绍。
二、基本构成及工作原理空间连杆机构由多个连接在一起的杆件组成，每个杆件通过旋转关节连接。
在这种机构中，杆件可以绕旋转关节进行旋转运动，从而实现机构的整体运动。
通过在不同的角度、长度和位置上配置杆件，可以实现各种不同的运动轨迹和工作方式。
三、常见的空间连杆机构形式1. 平面机构：平面机构是一种特殊的空间连杆机构，其所有杆件都在同一平面内运动。
平面机构常见的形式有四杆机构、五杆机构等。
这些机构具有简单的结构和明确的运动规律，被广泛应用于工程设计中。
2. 程序机构：程序机构是一种特殊的空间连杆机构，其杆件的运动需要依赖外部的输入信号来控制。
通过控制程序机构的输入信号，可以实现机构的精确控制和复杂的运动模式。
程序机构常见的形式有伺服机构、步进机构等。
3. 平行机构：平行机构是一种特殊的空间连杆机构，其特点是杆件之间具有并联的关系，可以实现杆件的平行运动。
平行机构常见的形式有平行连杆机构、平行柱机构等。
这些机构具有高刚度、高运动精度和高负载能力的特点，被广泛应用于航空航天等领域。
四、应用领域空间连杆机构在机械工程领域有着广泛的应用。
它们常被用于传输力、作为控制链接、用于转换运动方向和比例，以及实现复杂的运动轨迹。
空间连杆机构在航空航天、汽车制造、机器人等领域也有着重要的地位。
具体应用包括飞机机翼的支撑系统、汽车悬挂系统、机器人的运动系统等。
五、空间连杆机构的设计与优化在设计空间连杆机构时，需要考虑多个因素，如运动要求、结构强度、运动精度等。
同时，为了提高机构的性能，也可以通过优化控制算法、材料选择和结构设计等手段进行优化。
在优化过程中，需要考虑多种因素的权衡，以达到最佳的性能指标。
机构运动创新设计方案实验
实验九机构运动创新设计方案实验一、实验目的1、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特点。
2、培养学生的机构综合设计能力，创新能力和实践动手能力。
二、实验设备及工具1、ZBS-C机构运动创新设计方案实验台（参看“ZBS-C机构运动创新设计方案实验台组件清单”）1）齿轮：模数2，压力角20°，齿数为28、35、42、56，中心距组合为：63、70、77、84、91、98；2）凸轮：基圆半径20㎜，升回型，从动件行程为30㎜；3）齿条：模数2，压力角20°，单根齿条全长为400㎜；4）槽轮：4槽槽轮；5）拨盘：可形成两销拨盘或单销拨盘；6）主动轴：轴端带有一平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转或移动副）；7）从动轴：轴端无平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转副或移动副）；8）移动副：轴端带扁头结构形式（可构成移动副）；9）转动副轴（或滑块）：用于两构件形成转动副或移动副；10）复合铰链Ⅰ（或滑块）：用于三构件形成复合转动副或形成转动副+移动副；11）复合铰链Ⅱ：用于四构件形成复合转动副；12）主动滑块插件：插入主动滑块座孔中，使主动运动为往复直线运动；13）主动滑块座：装入直线电机齿条轴上形成往复直线运动；14）活动铰链座Ⅰ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动-移动副；15）活动铰链座Ⅱ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动副或移动副；16）滑块导向杆（或连杆）；17）连杆Ⅰ：有六种长度不等的连杆；18）连杆Ⅱ：可形成三个回转副的连杆；19）压紧螺栓：规格M5，使连杆与转动副轴固紧，无相对转动且无轴向窜动；20）带垫片螺栓：规格M5，防止连杆与转动副轴的轴向分离，连杆与转动副轴能相对转动；21）层面限位套：限定不同层面间的平面运动构件距离，防止运动构件之间的干涉；22）紧固垫片：限制轴的回转；23）高副锁紧弹簧：保证凸轮与从动件间的高副接触；24）齿条护板：保证齿轮与齿条间的正确啮合；25）T型螺母26）行程开关碰块27）皮带轮：用于机构主动件为转动时的运动传递；28）张紧轮：用于皮带的张紧；29）张紧轮支承杆：调整张紧轮位置，使其张紧或放松皮带；30）张紧轮轴销：安紧张紧轮；31、32、33）螺栓：特制，用于在连杆任意位置固紧活动铰链座Ⅰ；34）直线电机：10㎜/s，配直线电机控制器，根据主动滑块移动的距离，调节两行程开关的相对位置来调节齿条或滑块往复运动距离，但调节距离不得大于400㎜；注意：机构拼接未运动前，应先检查行程开关与装在主动滑块座上的行程开关碰块的相对位置，以保证换向运动能正确实施，防止机件损坏；35）旋转电机：10r/min，沿机架上的长形孔可改变电机的安装位置；36）实验台机架37）标准件、紧固件若干（A型平键、螺栓、螺母、紧定螺钉等）；2、组装、拆卸工具：一字起子、十字起子、呆扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺。
连杆机构创新设计在机械工程实际中的应用
连杆机构创新设计在机械工程实际中的应用作者：翟万柱来源：《数字化用户》2014年第01期【摘要】对比机构运动学分析常用的方法，对连杆机构中不同杆组进行建模。
在此基础上提出创新设计系统，包括连杆方案创新设计、可行性判断和机构实体的自动映射等功能。
在研究机构运动学分析常用方法的基础上，对连杆机构组进行运动学数学模型的建模。
本文刨析了机构创新设计的原理，阐述了连杆机构创新设计在机械工程实际工作中的具体应用。
【关键词】计算机应用机构运动仿真机械工程连杆机构连杆机构的常用方法连杆机构的运动学分析包括位置分析、速度分析和加速度分析三个方面，其基础是力学中的运动学，现在已形成了较为成熟的连杆机构分析方法。
机械产品通过创新设计，利用换代从根本解决产品更新问题。
机械创新设计就是利用相关科学技术成果，设计出具有创造性及实用性的机械产品。
机械机构是用来变换运动和力的可动装置，实质就是构造并修改三维模型，创造出结构形式新颖的机构。
它需要工程科学、产品加工方法和商业运作知识等各方面知识相互融合在一起，以产品全生命周期内最为重要的决策。
在每个主要的功能都可以根据空间或结构上的关系，从机械框架中得到产品的成本、重量或总体尺寸样本，然后这个框架对一些特征或部件有十分明确的描述，但并不要求详细。
设计的过程将已知基本单元进行新的组合，对现有物品的分解与重新组合构造，但是机构创新没有固定的模式可以依循，要创造出一种全新的新机构，就需要组合的连杆机构方案设计，综合运用多种创造性原理，将设计元素进行智能拼接与组合，实现预期功能价值的过程。
一、连杆机构运动学分析的常用方法连杆机构的平面机构的机构，是将平面机构的位置分析问题归纳为求解三角形问题，并利用矢量方法来描述平面连杆机构的运动及动力分析，以机构中的“阿苏尔杆组”为基本单元，根据基本单元编制运动分析子程序，对每一基本杆组进行运动分析，解决了机械杆组的机构分析问题。
同时把平面机构看成由一些相互约束的基点构成的系统，建立起数学模型，通过及诶额的运动分析，建立约束非线性方程组，需要引用数值解法各有特点，。
单自由度平面八杆机构
单自由度平面八杆机构摘要：机构是由具体确定相对运动的运动链所组成的。
运动链的结构，包括构件的数目，运动副的结构形式和排列，以及某些构件的相对尺寸等都具有内在规律性，否则所产生的相对运动是不确定的或者根本不能运动。
本文通过对单自由度八连杆机构的运动链进行类型综合，结合图论模型，得到闭式运动链中的关系式，从而确定运动链中各个构件带运动副的组合情况，并且找出其变型结构，从而得到所有的单自由度平面八杆机构。
关键词：单自由度八杆机构数综合0前言连杆机构能够简便地实现给定的运动规律和运动轨迹再现，很好地完成预定的动作，因此在机械和仪表等多个领域中得到了广泛的应用。
[1]目前多连杆机构的选型、动态性能分析、杆件的优化设计是主要的研究内容，并且现在多连杆机构的多种机构形式也应用到机械压力机的生产中。
[2]其中，国内外应用更为广泛的有六连杆机构、七连杆机构、八连杆机构、九连杆机构、十连杆机构等等，不同类型的工作机构都有自己的特点。
其中，八连杆机构有着更广泛的应用它具有一个长时间的工作区域、速度稳定、空程时间短、拉深成型性好等优点。
所以，选择八连杆机构作为研究对象，通过科学分析和优化设计得到更合理的工作装置，有着更加积极的和明确的意义。
1单自由度机构的类型综合1.1 研究机构结构的目的机构是由具体确定相对运动的运动链所组成。
运动链的结构，包括构件的数目，运动副的结构形式及排列方式，以至某些构件的相对尺寸等具有内在规律性，否则所产生的相对运动是不确定的或者根本不能动。
所以研究机构结构的目的之一就在于探讨机构运动的可能性及其具有确定相对运动的条件。
在设计机构时，构件数目相同实现确定相对运动的运动链结构型式将不止一种，所以在设计新机构时就有择优之可能。
[3]为此，机构结构的研究目的之二是探讨机构的结构组成学，不同组成方式的机构显然有不同的运动学及动力学特性。
因此在机构组成中希望能提供完整的机构结构的各种类型，即机构的类型综合，为机构的创新设计得到各种可以比较的方案。
机构创新设计实例
机构创新设计实例第七章机构创新设计第⼀节同轨迹连杆机构第⼆节新型内燃机的开发第三节联轴器的创新设计第四节抓⽃的原理⽅案创新设计第五节过载保护装置的机械结构设计实例第⼀节同轨迹连杆机构同轨迹四连杆机构是指⾃由度 f相同、输⼊构件的运动规律相同、输出构件上的⼀点轨迹相同的⼀组连杆机构，但这组连杆机构的运动学尺⼨不同，所以其受⼒状态、动态性能有巨⼤差异。
因⽽，同轨迹连杆机构的形成⽅法是机构创新设计的重要⽅法之⼀。
形成同轨迹连杆机构的罗伯特－契贝谢夫定理是由美国数学家萨姆尔·罗伯特于1875年和俄国学者契贝谢夫于1878年分别发现的，因此称为“罗伯特－契贝谢夫定理”。
该定理的内容是：由⼀个四杆铰链机构发⽣的⼀条连杆曲线，还可以由另外两个四杆铰链机构发⽣出来。
或表述为同⼀连杆曲线，可以⽤三个不同的机构来实现。
1.连杆点k位于连杆两铰链连线上的同迹连杆机构图形缩放原理如下图7－1a所⽰为⼀平⾏四边形机构，由平⾏四边形obkd与机架在o点铰接⽽成。
a点为bk杆延长线上的⼀点。
连接ao 得交点c。
当a点沿任意给定轨迹运动时，c点将给出与a点相似但缩⼩了的轨迹。
⑴ao除以co与ab除以kb的值是相等的为常数m（射线定理）。
⑵当此四边形作为⼀刚体绕o转动⼀⾓度时，a点转到a'，按射线定理有aa'与cc'的⽐值与ao与co 的⽐例等于常数m。
a点的⼀切运动都是这两部分运动的合成。
因此c点的运动是以缩⼩的⽐例模拟a 点的运动，反之亦然。
图7－1 连杆点k在连杆线上的同还连杆机构第⼀个同迹连杆机构设计如图7－1b所⽰，在原始机构上作平⾏四边形导引机构bodk。
曲柄c0cdo为所⽰的第⼀个同迹连杆机构，k为连杆cd延长线上的点。
所⽰曲柄拉摇杆机构的尺⼨，如图中下⾯的公式。
第⼆个同迹连杆机构设计如图7－1c所⽰，在原始机构上作平⾏四边形导引机构a0ake。
双摇杆机构a0efco为所求的第⼆个同迹连杆机构。