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目录1

前言1

基础专题与构型方法1

第1章　机构的识别和构型基础专题1

1.1 机构要素3

1.1.1　构件3

1.1.2　运动副5

1.2.1　机构有确定运动的条件10

1.2　怎样判定机构能动性10

1.2.2　作图定位法确定机构自由度11

【示例1-1】作图法定机构自由度11

1.2.3　单闭环平面机构自由度计算11

【示例1-2】用公式计算机构自由度11

1.2.4　应用机构自由度计算公式的注意事项11

【示例1-3】有复合铰链时的机构自由度计算12

【示例1-4】有局部自由度时的机构自由度计算12

【示例1-5】用观察法判断虚约束的机构自由度计算12

【示例1-8】对特定几何关系判断虚约束的机构自由度计算13

【示例1-6】判断对称结构虚约束的机构自由度计算13

【示例1-7】瞬心法判断虚约束的机构自由度计算13

【示例1-9】有公共约束的机构自由度计算14

1.2.5　多闭环平面机构自由度计算14

【示例1-10】有虚约束且各环公共约束数相同的机构自由度计算14

【示例1-11】各环公共约束数相同的机构自由度计算14

【示例1-12】各环公共约束数不同的机构自由度计算15

1.2.6　单闭环空间机构自由度计算公式15

【示例1-13】空间机构的自由度计算15

【示例1-15】空间开链机构的自由度计算16

1.3.1　机构的图示方法16

1.3　怎样绘制机构运动简图16

1.2.7　多闭环空间机构自由度计算16

1.2.8　开链机构的自由度计算16

【示例1-14】各环公共约束数不同的空间机构自由度计算16

1.3.2　机构运动简图绘制18

【示例1-16】低副简摆颚式破碎机运动简图绘制18

1.3.3　机构运动简图识别20

【示例1-17】有滚滑副的小型压力机运动简图绘制20

【示例1-18】可变导程螺旋送进机构的轴测简图绘制20

1.3.4　机构运动简图的作用23

1.4　机构按“功能”分类24

1.4.1　按从动件输出运动形态表达的功能25

1.4.2　按输入—输出运动形态变换表达的功能25

1.4.3　按从动件输出运动特性表达的功能25

1.4.4　按作业方式（特定的用途）表达的功能25

1.5　机构按“构造”分类36

1.5.1　平面连杆机构36

1.5.2　空间连杆机构38

1.5.3　凸轮机构38

1.5.4　齿轮机构41

1.5.5　非圆齿轮机构42

1.5.6　螺旋机构43

1.5.7　棘轮机构43

1.5.8　槽轮机构44

1.5.10　摩擦轮和瞬心线机构45

1.5.9　不完全齿轮机构45

1.5.11　挠性件机构48

1.5.12　弹性件机构（包括谐波机构）48

1.5.13　液（气）动机构50

1.5.14　电气机构51

1.5.15　其他广义机构52

1.5.16　组合机构52

1.6.1　按机构“构件数”分类54

1.6　机构按“结构”分类54

1.6.2　按机构“杆组”级别分类55

1.7　机构按“组成”分类57

1.7.1　基本机构57

1.7.2　变异机构57

1.7.3　组合机构57

构型方法57

1.8　怎样认识基本机构58

1.8.1　单自由度闭链铰链四杆机构58

1.8.2　单自由度闭链三构件凸轮机构65

1.8.3　闭链三构件齿轮机构69

1.9.1　机构倒置73

1.9　怎样变异机构73

1.9.2　运动副位置变化75

1.9.3　简单运动副元素形状变化76

1.9.4　运动副的合成和分解77

1.9.5　机构运动特性保持不变的机构变异79

1.9.6　增加辅助构件81

1.9.7　与实现运动有关的构件形状改变82

【示例1-19】实现主动件一周内停、动时间各半周的变异机构（变异过程和结果）83

1.9.8　变异过程示例83

1.10　怎样组合机构85

1.10.1　怎样认识组合机构85

1.10.2　机构串接组合85

1.10.3　机构并接组合86

1.10.4　机构回接组合88

1.10.5　机构叠接组合89

1.10.6　机构时序组合及机构运动循环图90

1.10.7　机构组合的大致顺序和方法91

【示例1-20】实现主动件一周内停、动时间各半的组合机构（组合过程和结果）92

1.11　怎样构思机构类型93

1.11.1　机构功能的运动化93

【示例1-21】“成衣机”的功能运动化98

1.11.2　根据功能要求按“类比法”构型99

【示例1-22】设计卷纸在连续送进时裁成定长纸张的机构（作业操作功能）99

【示例1-23】设计主动件连续转动、从动件作单向间歇运动的机构（运动形态变换功能）99

1.11.3 从“运动副合理配置”出发构型100

【示例1-24】全低副型平面六杆夹压机构方案构思102

【示例1-25】含一个滚滑副的平面五杆机构方案构思105

1.11.4　按“变异—组合法”构型105

【示例1-26】干粉料压片机的夹压机构构型106

1.11.5　按“变异—组合”与“运动副合理配置”的交互法构型110

【示例1-27】普通窗户启闭机构构型110

附录：机构简图的图示符号116

第2章　匀速连续转动机构导引125

2.1　定速比“平行轴间”连杆机构125

2.2　定速比“平行轴间”定轴轮系机构129

2.3　定速比“平行轴间”行星和差动机构132

2.4　定速比“平行轴间”弹性件（谐波）机构140

2.5　定速比“平行轴间”挠性件机构145

2.6　“相交（错）轴间”定速比机构147

2.7　有级变速机构152

2.8　无级变速机构157

第3章　非匀速连续转动机构导引177

3.1　平面连杆机构177

3.2　空间连杆机构182

3.3　瞬心线机构186

3.4　挠性件机构193

3.5　凸轮及其组合机构194

3.6　齿轮及其组合机构198

第4章　往复移动机构导引205

4.1　平面四杆机构205

4.2　平面多杆机构207

4.3　凸轮机构212

4.4　齿轮机构217

4.5　楔块和螺旋机构219

4.6　挠性件机构222

4.7　液（气）机构225

4.8　凸轮-连杆机构227

4.9　齿轮-连杆机构228

4.10　齿轮-凸轮机构234

4.11　机构系统236

第5章　往复摆动机构导引240

5.1　平面四杆机构240

5.2　平面多杆机构243

5.3　空间连杆机构248

5.4 凸轮机构250

5.5　齿轮机构253

5.6　螺旋机构255

5.7　挠性件机构256

5.8　齿轮-连杆组合机构259

5.9 凸轮-连杆组合机构260

5.10　其他组合机构263

6.1　棘轮机构265

第6章　间歇转动机构导引265

6.2　以棘轮为主的组合机构270

6.3　槽轮及其组合机构274

6.4　凸轮及其组合机构281

6.5　针轮机构286

6.6　齿轮和不完全齿轮机构288

6.7　利用轨迹实现有停歇的转动机构292

第7章　往复运动中有停歇、停顿或局部逆转的机构导引295

7.1 往复摆动双侧停歇机构295

7.2　往复摆动单侧停歇机构299

7.3　往复移动双侧停歇机构303

7.4　往复移动单侧停歇机构306

7.5　运动行程中有停歇（顿）的往复运动机构310

第8章　点轨迹机构导引317

8.1 一般轨迹基本机构317

8.2　一般轨迹组合机构320

8.3　圆（弧）轨迹机构327

8.4　近似和精确直线机构329

8.5 方形和“D”形轨迹机构335

8.6　缩放仪和仿形仪机构338

8.7　复演瞬心线及其转迹线的机构341

8.8　轨迹反演机构344

第9章　实现复合运动和运动合成的机构导引346

9.1　沿直线（或近似直线）平移的机构346

9.2　沿曲线轨迹平移机构351

9.3　平面复合运动机构356

9.4　空间复合运动机构369

9.5　运动合成机构377

第10章　补调性机构导引387

10.1 补偿与均衡机构387

10.2　行程可调机构395

10.3 相位等可调机构406

第11章　方向性和防护性机构导引410

11.1 单向机构410

11.2　换向机构413

11.3　离合机构417

11.4　制动机构420

11.5　自动停车机构428

11.6　过载保护机构431

第12章　移位性操作机构导引438

12.1　定位机构438

12.2　锁止机构445

12.3　夹压（紧）机构451

12.4　电气开关机构459

第13章　生产性作业操作机构导引467

13.1　供料机构468

13.2　整列和选别机构479

13.3　搬运机构486

13.4　装配和包装机构493

13.5　远心顺应机构500

13.6　抓取机构504

13.7　手臂和手腕机构515

13.8　行走机构520

14.1 （锻、冲）压（剪、裁）切机构528

第14章　特殊功用机构导引528

14.2　包馅机构537

14.3　泵机构539

14.4　秤机构547

14.5　振动机构549

14.6　其他物理效应机构567

第15章　常用机构运动分析和尺度确定的简化计算示例567

15.1 平面连杆机构运动分析579

导引579

15.1.1　速度瞬心求速度（图解法）579

导引579

【示例15-1】瞬心法作速度分析579

15.1.2　相对运动向量图解法580

导引580

【示例15-2】相对运动向量法作运动分析580

15.1.3 平面四杆机构解析法580

导引580

【示例15-4】双曲柄机构581

【示例15-3】曲柄摇杆机构581

【示例15-5】双摇杆机构582

【示例15-6】曲柄滑块机构583

【示例15-7】曲柄摆动导杆机构584

【示例15-8】曲柄转动导杆机构584

【示例15-9】正弦机构584

【示例15-10】正切机构585

【示例15-11】双转块机构585

导引586

【示例15-13】铰链四杆机构轨迹（图解法）586

【示例15-12】画椭圆机构586

15.2　平面连杆机构运动轨迹586

【示例15-14】铰链四杆机构轨迹（解析法）587

【示例15-15】曲柄滑块机构（解析法）587

【示例15-16】双转块机构（解析法）587

【示例15-17】椭圆机构（解析法）588

【示例15-18】给定连杆两位置确定铰链四杆机构尺度589

导引589

15.3.1　图解法589

15.3　给定连杆位置或两连架杆对应位置或连杆轨迹确定铰链四杆机构尺度589

【示例15-19】给定连杆三位置确定铰链四杆机构尺度590

【示例15-20】给定连杆四位置确定铰链四杆机构尺度590

【示例15-21】给定连杆五位置确定铰链四杆机构尺度591

【示例15-22】给定两连架杆对应位置或对应角位移确定铰链四杆机构尺度592

【示例15-23】给定急回系数和摇杆摆角确定曲柄摇杆机构尺度592

【示例15-24】给定连杆上点的轨迹设计铰链四杆机构593

导引594

15.3.2　解析法594

【示例15-25】给定连杆五位置设计铰链四杆机构的解析法595

【示例15-26】给定连杆四位置设计铰链四杆机构的解析法596

【示例15-27】给定连杆三位置设计铰链四杆机构的解析法597

【示例15-28】给定连杆轨迹和连架杆对应位置设计铰链四杆机构的解析法597

【示例15-29】给定两连架杆对应角位移设计铰链四杆机构的解析法598

【示例15-30】给定轨迹设计铰链四杆机构的解析法599

15.4　摆缸机构尺度确定599

导引599

【示例15-31】汽车吊摆缸机构参数计算600

【示例15-33】摆缸机构的图解确定601

15.5　凸轮机构尺度确定601

导引601

【示例15-32】摆动导板送料辊的驱动机构—摆缸机构参数计算601

【示例15-34】给定从动件位移规律确定盘形凸轮廓线的图解法602

【示例15-35】给定轨迹要求确定凸轮廓线的图解法602

15.6　棘轮机构结构尺寸和齿廓画法603

导引603

【示例15-36】齿式棘轮机构603

【示例15-37】摩擦式棘轮机构606

15.7　槽轮机构结构尺寸和运动参数确定607

导引607

【示例15-38】单滚子外槽轮机构608

15.8　不完全针轮机构结构尺寸和运动参数确定609

导引609

15.9　不完全齿轮机构结构尺寸和运动参数确定616

导引616

【示例15-39】外接不完全针轮机构616

【示例15-40】外接不完全齿轮机构621

15.10　齿轮-连杆组合机构尺度确定621

导引621

15.10.1　齿轮-对心曲柄滑块组合机构622

【示例15-41】带有瞬时停歇的步进运动的机构622

【示例15-42】带有逆向转动的步进运动的机构623

【示例15-43】带有瞬时停歇的步进运动的机构624

【示例15-44】带有逆向转动的步进运动的机构624

15.10.2　齿轮-曲柄摇杆组合机构624

15.10.3　齿轮-曲柄转动导杆组合机构627

【示例15-45】带有瞬时停歇的步进运动的机构627

【示例15-46】带有逆向转动的步进运动的机构627

15.10.4　齿条-转动导杆组合机构（导杆为主动件）629

【示例15-47】带有瞬时停歇的步进运动的机构630

【示例15-48】带有逆向转动的步进运动的机构630

15.10.5　齿条-曲柄摆动导杆组合机构（曲柄为主动件）632

【示例15-49】从动轮正反摆动行程时间相同的机构632

参考文献634