將幾個基本機構聯接起來,以實現單個機構難以實現的複雜運動規律、運動軌跡和特殊運動的不可拆機構。基本機構主要包括連桿機構、齒輪機構和凸輪機構等。組合機構一般不是將幾個基本機構簡單的串聯起來,而是一種較複雜的組合,可以是用不同類型的基本機構組成的齒輪-連桿機構、凸輪-連桿機構和齒輪-凸輪機構,也可以是用同類型的基本機構組成的聯動凸輪機構等。組合機構的運動是通過分析各個基本機構的運動關係,然後根據不同的組合形式聯繫起來獲得一個新的運動關係。
齒輪-連桿機構 由1個曲柄搖桿機構(見平面連桿機構)和3個齒輪組成(圖1)。輪Ⅰ與曲柄固接,以角速度ω1作等速轉動,從動輪5為輸出件,其角速度ω5隨機構的不同位置而改變,是曲柄轉角
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聯動凸輪機構 由兩個固接的盤形凸輪組成(圖2)。在兩個從動件上分別加上兩個滑塊,再用鉸鏈聯接這兩個滑塊。鉸鏈中心Μ點的軌跡為mm。這種組合機構通過兩凸輪的相互協調配合,可控制從動件在x和y方向的運動,從而能精確實現要求的各種運動軌跡。凸輪1和從動件3組成一個基本凸輪機構,凸輪2和從動件4組成另一基本凸輪機構,通過兩個凸輪可以分別求得對應從動件的位移和凸輪轉角
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組合機構的種類繁多,應用也日趨廣泛。對於組合機構的綜合,多半尚停留在具體機構的具體分析階段,有待進一步研究。