连杆机构设计PDF电子书下载

第一章　平面连杆机构组成分析与创新设计 1

1-1　平面连杆机构与平面凸轮机构的关联 2

一、平面连杆机构替代平面凸轮机构的条件 2

二、平面连杆机构替代一般平面凸轮机构的瞬时性 3

三、一般平面连杆机构有着与其输入输出运动相同的平面凸轮机构 5

1-2　平面连杆机构运动简图及其同性异形演化 10

一、平面连杆机构运动简图绘制 10

二、平面连杆机构运动简图同性异形演化 15

1-3　平面连杆机构自由度 20

一、自由度计算公式 20

二、局部自由度 21

三、虚约束 22

一、主动件为连架杆的平面连杆机构 25

1-4　平面连杆机构组成分析 25

二、主动件为非连架杆的平面连杆机构 31

1-5　平面连杆机构创新设计——再生运动链法 35

一、创新设计程序 35

二、一般化原则 36

三、连杆类配 36

四、组合运动链 40

五、铰链夹紧机构创新设计 42

第二章　平面连杆机构运动分析 52

2-1　平面连杆机构位置确定 52

一、用覆盖试凑法确定高级机构位置 52

二、用轨迹相交法确定高级机构位置 53

三、用杆长逼近法确定高级机构位置 54

2-2　平面连杆机构中的速度瞬心 55

二、三心定理 56

一、平面连杆机构中瞬心的数目 56

三、应用瞬心多边形求瞬心 57

四、确定瞬心位置的解析式 58

五、应用瞬心作机构的速度分析 59

2-3　平面四杆机构速比极值位置 61

一、铰链四杆机构速比极值位置 62

二、曲柄滑块机构速比极值位置 64

三、导杆机构速比极值位置 64

2-4　复数矢量运算基础 66

一、矢量的复数表示 67

二、复数矢量的回转 67

三、复数矢量的导数 68

四、复数矢量方程的消元 69

一、铰链四杆机构运动分析 70

2-5　平面四杆机构运动分析 70

二、曲柄滑块机构运动分析 73

三、导杆机构运动分析 75

2-6　Ⅱ级平面多杆机构运动分析 78

一、刚体运动分析 79

二、Ⅱ级杆组运动分析 79

三、Ⅱ级平面多杆机构运动分析举例 90

2-7　高级平面连杆机构运动分析 95

一、双副杆约束方程式 95

二、高级杆组运动分析 97

三、高级平面连杆机构运动分析举例 99

2-8　包含液压气动元件的平面连杆机构运动分析 104

一、一缸Ⅱ级杆组运动分析 104

二、平面多杆机构运动分析 106

3-1　瞬心线 108

一、定瞬心线与动瞬心线 108

第三章　连杆曲线及其应用 108

二、瞬心速度 111

3-2　拐点圆与欧拉-萨伐里公式 112

一、拐点圆 112

二、欧拉-萨伐里公式 114

三、连杆上任一点曲率半径的确定 115

3-3　近似直线导向机构设计 117

一、单近似直线导向机构设计 117

二、双近似直线导向机构设计 118

一、曲率驻点条件 124

二、曲率驻点曲线方程式 124

3-4　曲率驻点曲线 124

三、瞬心线为圆时的特例 128

四、鲍尔点（平点） 129

3-5　近似等角速比机构设计 131

3-6　同源（同迹）机构与对称连杆曲线 135

一、西尔威斯特仿图仪 135

二、罗培兹-契贝谢夫定理 136

三、对称连杆曲线 138

3-7　连杆曲线的尖点与重点 141

一、尖点 141

二、重点 143

第四章　平面连杆机构设计 147

4-1　按从动杆急回特性设计平面连杆机构 147

一、曲柄摇杆机构 147

三、曲柄滑块机构 158

二、导杆机构 158

四、扩大从动杆行程的急回机构 160

4-2　按从动杆大摆角设计平面连杆机构 162

一、利用导杆机构扩大摆角 163

二、利用铰链四杆机构扩大摆角 163

三、两级扩大摆角 164

4-3　按连杆位置设计平面连杆机构 165

一、刚体位移矩阵 165

二、应用双铰杆作连架杆 167

三、应用铰移杆作连架杆 172

4-4　按主、从动杆相对位置设计平面连杆机构 175

一、插值结点 176

二、铰链四杆机构 177

三、曲柄滑块机构 178

4-5　按给定轨迹设计平面连杆机构 181

4-6　按从动杆近似停歇要求设计平面连杆机构（利用极限位置） 183

一、一套四杆机构 183

二、两套四杆机构串联 184

三、三套四杆机构串联 190

4-7　按从动杆近似停歇要求设计平面连杆机构（利用 195

连杆曲线） 195

一、在一极限位置近似停歇 195

二、在两极限位置近似停歇 198

4-8　按从动杆近似等速移动要求设计平面连杆机构 200

一、从动杆在单行程内作近似等速运动 200

二、从动杆在往复两行程内作近似等速运动 202

4-9　利用瞬停节设计锁紧机构 208

一、四杆运动链中瞬停节 208

三、瞬停节在锁紧机构中应用 209

二、六杆运动链中瞬停节 209

4-10　应用几何学定理设计平面连杆机构 214

一、直线导向机构 214

二、圆锥曲线机构 215

4-11　高级平面连杆机构 217

一、实现较高要求的刚体导引 218

二、实现主、从动杆间较复杂的函数关系 218

三、大幅度调节从动杆的动程或速度 218

四、改进机构中运动副的配置 220

五、改善机构中执行件的工作条件 221

六、获得较大的增力作用 222

第五章　简单空间连杆机构分析与设计 224

5-1　空间连杆机构自由度 224

5-2　简单空间连杆机构运动分析 227

二、空间连杆机构的当量平面机构中不含尺寸变化的构件 228

一、当量平面机构法的一般步骤 228

三、空间连杆机构的当量平面机构中仅含一个尺寸变化的构件 229

5-3　简单空间连杆机构设计 245

一、按从动杆摆角与行程速度变化系数等设计RSSR机构 245

二、按主、从动杆三个对应位置设计RSSR机构 249

三、按给定函数关系设计RSSR机构 252

5-4　RSSR机构中曲柄存在条件 254

一、平面铰链四杆机构中连杆的临界长度 254

二、RSSR机构中连杆的临界长度 255

5-5　RSSR机构中压力角 258

一、压力角α的计算公式 258

二、曲柄摇杆机构的K-Ψ0-α线图 259

三、两投影面上的压力角α′和α″ 260

6-1　机构精度分析基本原理 265

第六章　平面连杆机构精度分析 265

6-2　机构精度分析解析法 266

6-3　机构精度分析数值微分法 270

6-4　机构精度概率统计特性 272

6-5　机构精度分配方法 275

一、精度分配常用算法 275

二、精度合理调整 277

第七章　平面连杆机构力分析与平衡 279

7-1　平面连杆机构静力分析 279

一、极力法 279

二、含弹簧的连杆机构静力分析 280

三、气液动连杆机构静力分析 281

7-2　平面连杆机构动态静力分析 286

一、运动副反力和构件惯性力的表示 286

二、动态静力分析解析法 289

7-3　震动力和震动力矩及其平衡概念 294

7-4　平面连杆机构惯性力的完全平衡 296

一、平面铰链四杆机构惯性力的平衡 297

二、平面连杆机构惯性力完全平衡的一般方法 301

7-5　平面连杆机构惯性力和惯性力矩的平衡 305

一、惯性力已平衡的铰链四杆机构惯性力矩 305

二、铰链四杆机构惯性力和惯性力矩的完全平衡 306

7-6　震动力和震动力矩的部分平衡 308

一、附加匀速回转平衡质量部分平衡震动力 309

二、附加齿轮机构部分平衡震动力和震动力矩 312

第八章　平面连杆机构计算机辅助设计 318

8-1　机构计算机辅助设计的数学模型 318

一、对于CAD的适应性 318

二、减少运算的复杂性 319

三、力求公式的通用性 321

8-2　计算机辅助平面连杆机构运动分析 322

一、运动分析子程序集 323

二、数学子程序集 329

三、计算机辅助平面连杆机构运动分析举例 329

8-3　计算机辅助平面连杆机构力分析 339

一、解线性代数方程组子程序 339

二、计算机辅助平面连杆机构力分析举例 339

8-4　平面四杆机构计算机辅助设计 355

一、双铰杆作连架杆的刚体导引问题 355

二、铰移杆作连架杆的刚体导引问题 357

三、铰链四杆机构再现函数问题 358

四、曲柄滑块机构再现函数问题 359

五、平面四杆机构计算机辅助设计举例 361

附录　平面连杆机构计算机辅助设计程序 366

一、平面连杆机构运动分析子程序集 366

二、解线性代数方程组子程序 377

三、平面四杆机构设计程序集 379

第九章　平面连杆机构最优化设计 399

9-1　最优化技术基础 399

一、最优化问题的数学模型 399

二、无约束最优化方法 401

三、约束最优化方法 405

四、局部最优点与全局最优点 407

五、最优化程序 408

六、机构最优化设计的一般步骤 410

9-2　平面连杆机构运动综合最优化设计 411

一、平面铰链四杆机构再现轨迹的最优化设计 411

二、两套四杆机构串联实现从动杆较长时间停歇的最优化设计 417

9-3　平面连杆机构震动力和震动力矩最优化平衡 424

一、连架杆上附加平衡质量最优平衡震动力和震动力矩 425

二、附加平衡质量的最小转动惯量 430

三、附加平衡Ⅱ级杆组（变速转子）最优平衡震动力矩 432

9-4　输入扭矩和运动副反力的最优化平衡 435

9-5　平面连杆机构动力综合最优化设计 439

附录　最优化程序 443

第十章　平面连杆机构结构设计基础 449

10-1　连杆机构构件 449

一、具有转动副的构件 449

二、具有移动副和转动副的构件 453

三、具有两个移动副的构件 453

一、滑动轴承式转动副 457

10-2　转动副结构 457

二、滚动轴承式转动副 459

10-3　移动副结构 460

一、滑动导轨式移动副 460

二、滚动导轨式移动副 463

10-4　构件运动干涉 466

10-5　构件长度及支座位置调节 468

一、调节构件长度 471

二、调节支座位置 471

10-6　虚约束应用 472

一、改善受力状态 473

二、增强机构刚度 473

三、帮助机构渡过运动不确定位置 473

四、简化结构 473

参考文献 475