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第一章 运动 1

1.1．位置，位移，速度，加速度 1

目录 1

1.2．运动曲线 3

1.3．凸轮曲线概论 4

1.3.1．凸轮曲线 4

1.3.2．凸轮曲线的无因次化表示 5

1.3.3．凸轮曲线的特性值 8

1.3.4．凸轮轴的扭矩 10

1.3.5．停留和连续条件 15

1.3.6．凸轮曲线的定义范围 17

1.3.7．对称曲线和非对称曲线 20

1.4.2．不连续曲线 21

1.4．凸轮曲线各论 21

1.4.1．凸轮曲线的特性比较表 21

1.4.3．双停留对称曲线 27

1.4.4．双停留非对称曲线 39

1.4.5．单停留曲线 43

1.4.6．无停留曲线 46

1.4.7．凸轮曲线数值表 47

习题 50

第二章 平面矢量 53

2.1．平面矢量 53

2.1.1．平面矢量的表示 53

2.1.2．复数矢量 55

2.1.3．矢量方程式 57

2.1.4．平面矢量的分类 59

2.2．平面三角的解法 59

2.2.1．三角解的分类 59

2.2.2．分类1的解 61

2.2.3．分类2的解 64

2.2.4．分类3的解 65

2.2.5．分类4的解 66

2.2.6．连杆机构的位移解 69

2.2.7．三角解的程序 71

2.3．矢量的微分 74

2.4．速度多边形、加速度多边形 80

2.5.1．相对速度、相对加速度 82

2.5．相对运动 82

2.5.2．坐标系的旋转 83

2.5.3．瞬时中心 85

2.6．运动轨迹 86

2.6.1．切线和法线 86

2.6.2．曲率半径 87

习题 89

第三章 平面机构 91

3.1．偏心圆板凸轮机构 91

3.1.1．平端直线运动随动件偏心圆板凸轮 91

3.1.2．止转棒轭机构 92

3.1.3．圆端直线运动随动件偏心圆板凸轮 93

3.1.4．圆端摆动随动件偏心圆板凸轮 98

3.2.1．没有偏心的曲柄活塞机构 103

3.2．曲柄活塞机构 103

3.2.2．偏心曲柄活塞机构 108

3.2.3．活塞曲柄机构 110

3.3．四连杆机构 115

3.3.1．四连杆机构及其用途 115

3.3.2．曲柄和摇臂 116

3.3.3．连杆长度的设计 119

3.3.4．四连杆机构的解析 120

3.4．连杆机构的合成 125

3.4.1．合成的目的 125

3.4.2．合成的方法 126

3.4.3．按CAD合成的实例 129

3.5.1．卸载机的用途 135

3.5．摇臂式卸载机 135

3.5.2．卸载机的构造和轨迹 136

3.6．长节距环形链 139

3.6.1．环形托板链 139

3.6.2．机构的假定和速度变动 140

3.6.3．中心距变动 143

3.7．十字轮机构 146

3.7.1．名称的由来 146

3.7.2．十字轮机构的种类 147

3.7.3．十字轮机构的运动特性 149

3.7.4．十字轮机构的扭矩 154

3.8.1．齿轮的齿形 158

3.8．齿轮机构 158

3.8.2．轮系 162

3.8.3．连杆齿轮机构 165

习题 174

第四章 平面凸轮机构 176

4.1．凸轮总论 176

4.1.1．凸轮在自动机械上的任务 176

4.1.2．按照合成过程的凸轮设计 178

4.1.3．凸轮的作图法 180

4.1.4．压力角 181

4.1.5．曲率半径 182

4.1.6．凸轮机构的分类 184

4.2.1．尖端直线运动随动件直进凸轮 185

4.2．直进凸轮 185

4.2.2．圆端直线运动随动件直进凸轮 187

4.2.3．圆端摆动随动件直进凸轮 190

4.3．直线运动随动件板凸轮 195

4.3.1．圆端直线运动随动件板凸轮 195

4.3.2．偏心配置的圆端直线运动随动件板凸轮 200

4.3.3．平端直线运动随动件板凸轮 201

4.4．摆动随动件板凸轮 204

4.4.1．随动件的构成 204

4.4.2．圆端摆动随动件板凸轮 209

4.4.3．平端摆动随动件板凸轮 214

4.5．板凸轮的设计 216

4.5.1．凸轮半径的确定 216

4.5.2．杠杆长度的确定 218

4.5.3．约束弹簧的设计 221

4.6．约束凸轮 231

4.6.1．平面沟槽凸轮 231

4.6.2．共轭凸轮 233

4.6.3．平行分度凸轮 234

习题 245

第五章 空间矢量 247

5.1．旋转变换张量（旋转矩阵） 247

5.1.1．旋转变换张量的定义 247

5.1.2．张量的性质 248

5.1.3．围绕主轴的旋转 249

5.1.4．围绕任意轴的旋转 250

5.1.5．关于旋转变换张量的记载 252

5.1.6．分量运算张量 255

5.1.7．投影 257

5.1.8．三轴分解 259

5.2．旋转变换张量的基础数学 261

5.2.1．交换法则 261

5.2.2．逆矩阵 262

5.2.3．分量的分量 263

5.2.4．旋转矢量的数量积和矢量积 263

5.3．旋转变换张量的应用问题 264

5.3.1．相贯体的展开形状 264

5.3.2．蜗杆的断面齿形 265

5.3.3．轴测投影图法 268

5.4.1．旋转坐标系的一般形式 271

5.4．旋转坐标系 271

5.4.2．球面坐标（极坐标） 273

5.4.3．子午线坐标 275

5.4.4．获得同样结果的另一种旋转 277

5.4.5．旋转变换张量的自由度 278

5.4.6．旋转角的逆解 278

5.5．矢量的微分 282

5.5.1．一次微分或者速度 282

5.5.2．二次微分或者加速度 284

5.6．空间矢量的分类 287

5.7．空间四面体的解法 289

5.7.1．契斯的解法 289

5.7.2．契斯-牧野的解法 291

5.7.3．分类1的解 292

5.7.4．分类2P的解 292

5.7.5．分类2Q的解 293

5.7.6．分类3P的解 294

5.7.7．分类3Q的解 295

5.7.8．分类4的解 298

5.7.9．分类5的解 298

5.7.10．分类6的解 299

5.7.11．分类7的解 301

5.7.12．分类8的解 302

5.7.13．分类9的解 304

5.8.1．空间曲线的曲率半径 306

5.8．空间曲线、空间曲面 306

5.7.14．空间四面体解的标准程序 306

5.8.2．空间曲面的法线方向 308

第六章 空间机构 311

6.1．空间连杆机构 311

6.1.1．空间四连杆机构的位移解 311

6.1.2．空间四连杆机构速度、加速度的解 313

6.2．立体凸轮机构 317

6.2.1．立体凸轮的种类 317

6.2.2．直线运动随动件圆筒沟槽凸轮 318

6.2.3．分度桶形凸轮的平面近似解 320

6.2.4．分度桶形凸轮的加工坐标 324

6.2.5．分度桶形凸轮的精确解 326

6.2.6．滚子齿形凸轮 333

6.2.7．滚子齿形凸轮压力角的近似解 335

6.2.8．滚子齿形凸轮的精确解 337

6.2.9．三维凸轮的自动作图 342

第七章 自动机械的机构学 345

7.1．物体的位置和姿势的表现 345

7.1.1．位置矢量 345

7.1.2．三轴坐标系 345

7.1.3．由主轴和副轴来表现的姿势 346

7.1.4．姿势矢量 347

7.1.5．欧拉角 348

7.2．零件形状的自由度 349

7.2.1．整列 349

7.1.6．位置和姿势的综合表示 349

7.2.2．零件形状的分类 350

7.3．运搬自动机械的自由度 355

7.3.1．运搬自动机械自由度的构成 355

7.3.2．直动杆件和旋转杆件的比较 358

7.4．自动机械的矢量表示 362

7.4.1．夹持点和夹持矢量 362

7.4.2．按矢量封闭图表示的自动机械 363

7.4.3．自动机械的特性方程式 364

7.5．位置姿势的变换 366

7.5.1．变换矩阵 366

7.5.2．自动机械特性方程式的一般形式 368

7.5.3．位置姿势的分析解 371

7.5.4．位置姿势的合成解 373

7.5.5．速度控制 377

7.6．自动机械按列数的分类 379

7.6.1．自动机械按列数和自由度的分类 379

7.6.2．列数为零的自动机械 384

7.6.3．列数1的自动机械 385

7.6.4．列数2的自动机械 386

7.6.5．列数3的自动机械 388

7.6.6．列数4的自动机械 388

7.6.7．列数5的自动机械 389

7.6.8．列数6的自动机械 390

7.6.9．自动机械分类的归纳 390

习题解答 391