1)连杆机构 铰链四杆机构 转动导杆机构 曲柄滑块机构
2)非圆齿轮机构 3)组合机构 1)连杆机构
曲柄滑块机构 移动导杆机构 2)齿轮齿条机构 3)凸轮机构
机车车轮联动机构、联轴器 联轴器 用于减速、增速和变速
用于减速、增速、运动的合成与分解 无级变速
惯性振动筛、机床 牛头刨床、 发动机
用于冲、压、锻等机械装置 缝纫机针头机构 可实现匀速运动，用于插床 用于控制动作
执行机构运动方式及功能
机构类型
往复摆动 间歇运动
1)连杆机构 曲柄摇杆机构 摇杆滑块机构 摆动导杆机构 曲柄摇块机构
2)凸轮机构 3)齿轮齿条机构
1)棘轮机构 2)槽轮机构 3)凸轮机构 4)不完全齿轮机构
典型应用实例与原理
破碎机 车门启闭机构 具有急回性质，牛头刨床 液压摆缸，用于自卸装置
机床进给、转位或分度、 单向离合器、超越离合器 车床刀架的转位、自动包 装机的转位、电影放映机、 分度装置、间歇回转工作 台
例:冷霜自动 灌装机的 执行系统 协调设计
功能原理：
- 空盒由输送带送至转盘
上的位置A
- 转盘间歇转动，每次转
60°，把空盒间断地 送到位置B
- 顶杆把B位置的空盒向
上顶起，直到顶杆停在 上止点，冷霜由定量泵 的出料管进入空盒灌霜
- 顶杆下降、停顿，转盘
转动，盒内冷霜表面被 刮料板刮平
- 顶杆下降到下止点停止
4.执行系统协调设计
1）计算机械运动循环周期
设生产率Q=30盒/min，则机械运动循环的 周期为T=60/30=2s，设分配轴对应转360°
2）确定T 时间内（即分配轴一转内） 各执行构件的行程区段：
输送带一个行程区段：连续转动； 转盘二个行程区段：转位和停歇，其动停比
k=（z-2）/（z+2）=（6-2）/（6+2）=1/2， 即一个循环周期内，1/3时间转动，2/3时间停歇； 顶杆六个行程区段：上、停、下、停、下、停 定量泵活塞杆二个行程区段：上、下
执行机构2---槽轮机 构，实现转盘间 歇转动
执行机构3---凸轮连 杆组合机构，实 现顶杆上下往复 移动
执行机构4---行程可 调连杆机构，实 现活塞杆上下往 复移动
为便于保证各执行机
构在时间上的协调，
将各执行机构的主动
件直接安装在同一根
主
分配轴上，或通过一
轴
些传动链与分配轴相
联，这样各执行机构
一 般 程 序
第二节 机械运动方案设计
运动方案 设计过程
机械预期的功能要求 功能原理设计
运动规律设计（工艺动作分解与运动方案选择）
执行机构形式设计（机构型综合）
执行系统协调设计（运动循环图设计）
机构尺度设计
运动和动力分析
绘制执行系统运动简图
1.执行系统的功能原理设计
机械实现的功能要求：工艺要求和使用要求 功能原理设计：考虑选择何种工作原理来实现
动作分解
运动方案
例1：
例2：
要点：
• 工艺动作分解是一个创造性的工作。要求 动作简单、合理。分解的方法不同，所得 的运动规律也各不相同，所形成的运动方 案也不相同。
• 机械运动方案确定是一个创造性的工作。 要求方案简单、合理、可靠、完善。要从 多种方案的对比中选出最佳方案。
3. 执行机构形式设计
不动，盒被转盘带至位 置C，由输送带传出送 至盖盒盖工序。盖Biblioteka 装料盖 工序
工艺动作分解：
- 输送带连续运动 - 转盘间歇转动 - 顶杆带停歇的上下
往复移动
- 定量泵活塞杆的上
下往复移动
每个动作由一个执 行机构来实现，通 过机构的形式设计， 确定运动方案如下：
机械运动方案：
执行机构1---链传动， 实现输送带的连 续运动
由一个电机驱动，运
动由分配轴分路传出。
1)机构1（链传动机构） 的主动件小链轮通过 圆锥-圆柱齿轮与分配 轴相联；
2)机构2（槽轮机构）的 主动件曲柄销通过圆 锥齿轮与分配轴相联；
3)机构3（凸轮-连杆组 合机构）的主动件盘 形凸轮直接联在分配 轴上；
4)机构4（可调行程连杆 机构）的主动件通过 链机构与分配轴相联。
4.执行系统协调设计
3）确定协调原则
• 为了保证较高生产率，应缩短机械工作周期，这就
要求各执行构件的动作在时间上有一部分重合；
• 顶杆与活塞杆的操作对象是同一个空盒，它们的运
动时间应协调，顶杆未将空盒顶到预定位置时，活 塞杆不能将冷霜压出；
• 在注意时间上的协调性之外还要
注意空间位置上的协调性，如转 盘未停止时顶杆不能上升到顶起 位置，否则运动干涉，机件损坏。
3. 执行机构形式设计
• 执行机构形式选择原则
- 满足执行机构的工艺动作和运动要求 - 尽量缩短传动链，使机构结构最简单 - 合理选择运动副形式 - 选择合理的动力源 - 设计必要的可调环节 - 执行机构要具有良好的动力特性 - 保证机械使用安全、操作方便
4.执行系统协调设计
• 各执行构 件的动作 应在时间 和空间位 置上协调 配合。
4.执行系统协调设计
4）绘制机械运动（工作）循环图
功能要求。例如：齿轮加工可选择仿形法原理 和范成法原理 机械的功能原理决定了机械产品的技术水平、 工作质量、传动方案、结构形式和成本等，是 一个施展创新能力的空间
1.执行系统的功能原理设计 颗粒糖果包装机工作原理
扭结式
接缝式
折叠式
2、执行系统的运动规律设计
（工艺动作分解与运动方案选择）
其内容为： 工作原理 工艺动作
内容：
运动方案：执行构件数目和运动规律 选择或创新执行动作的机构形式
原则：
结构简单、运动链短 加工制造简单、易保证较高配合精度 良好的机械效益（省力）和机械效率（能量
有效利用）
机构选型：
执行机构运动方式及功能
机构类型
典型应用实例与原理
匀速运动 非匀速转动 往复移动机构
1. 1)连杆机构 2. 平行四边形机构 3. 双转块机构 4. 2)齿轮机构 5. 3)行星轮系 6. 4)摩擦轮传动
机械运动方案 与创新设计
东华大学机械工程学院 孙志宏
第一节 机械设计的概念和一般程序
概念：机械设计是根据使用要求对机械的 工作原理、结构、运动方式、力和能量 的传递方式、各个零件的材料和形状尺 寸以及润滑方式等进行构思、分析和计 算，并将其转化为制造依据的工作过程。
机械设计是机械产品生产的第一步，是决 定机械产品性能的最主要环节，设计过 程蕴涵着创新和发明。