机构分析与综合的解 机械工程专业PDF电子书下载

第1章　平面连杆机构的运动分析 1

1-1 坐标变换及坐标变换矩阵 1

一、共原点笛卡儿坐标系间的旋转变换 1

二、不共原点笛卡儿坐标系间的坐标变换 3

三、齐次坐标及其变换 5

四、刚体作空间运动时的位移矩阵 7

五、绕任意轴转动的坐标变换矩阵 7

1-2 封闭向量多边形法 8

一、独立封闭形个数 9

二、用封闭向量多边形法建立机构的位置方程组 9

三、机构位置方程组的求解 9

四、平面连杆机构的速度和加速度分析 10

1-3 复数法 13

一、平面连杆机构位移分析的复数法 13

二、平面连杆机构速度分析的复数法 13

三、平面连杆机构加速度分析的复数法 14

1-4 平面连杆机构的分类及其代号 15

一、杆组的分类及其代号 15

二、平面连杆机构的分类及其代号 15

1-5　平面杆组的装配构形 16

一、平面Ⅱ级杆组 16

二、平面Ⅲ级杆组 19

三、平面Ⅳ级杆组 57

1-6 平面连杆机构的装配构形 59

一、平面四杆机构 59

二、平面五杆机构 65

三、平面Ⅱ级六杆机构 67

四、平面Ⅲ级六杆机构 72

五、其他平面多杆高级连杆机构 79

1-7 平面连杆机构极限位置的确定 82

一、确定机构极限位置的理论 82

二、确定机构极限位置的算例 83

第2章 空间连杆机构的运动分析 90

2-1 方向余弦矩阵法 90

一、机构运动的几何等同性条件 90

二、用空间机构运动的几何等同性条件建立机构的位置方程 91

2-2　完全有效元素法 92

一、矩阵闭环方程及其展开 92

二、机构位置方程组的求解 95

三、速度分析 95

四、加速度分析 95

五、完全有效元素法的特点 97

2-3 确定一类空间连杆机构装配构形的程序 97

一、程序的结构及功用 97

二、程序的输入 97

2-4 单闭环单自由度空间连杆机构的装配构形 100

一、空间四杆机构的装配构形 100

二、空间五杆机构的装配构形 101

三、空间六杆机构的装配构形 110

四、空间七杆机构的装配构形 121

第3章 机械手的位姿分析 124

3-1 机械手的直接问题 124

一、机械手的位姿方程 124

二、机械手的位姿正解 125

三、机械手的速度正解 127

四、机械手的加速度正解 128

3-2 机械手的间接问题 128

一、机械手的位姿逆解 128

二、机械手的速度逆解 130

三、机械手的加速度逆解 130

3-3　机械手间接问题的树状解 131

一、三关节机械手的树状解 131

二、四关节机械手的树状解 136

三、五关节机械手的树状解 141

3-4 机械手的绝对速度和绝对加速度 144

一、绝对位矢的递推计算公式 144

二、绝对角速度和绝对角加速度的递推计算公式 144

三、构件上点的绝对速度和绝对加速度的递推计算公式 145

第4章 机构的运动误差分析 150

4-1 概述 150

4-2 机构运动误差分析的全微分法 150

一、位置误差 150

二、速度、加速度误差 151

三、算例 152

第5章 机构的动力分析 154

5-1 机构的力分析 154

一、引言 154

二、不考虑摩擦时的机构力分析 154

三、考虑摩擦时的平面机构力分析 155

5-2 机器真实运动的求解 160

一、等效力学模型 160

二、运动方程式 161

三、真实运动的求解 162

第6章 平面机构的平衡 166

6-1　平面机构平衡的基本条件 166

一、机构的总质心 166

二、机构的惯性主矢和惯性主矩 166

三、机构惯性主矢和惯性主矩的平衡条件 167

6-2 机构惯性力平衡的线性独立向量法 168

一、线性独立向量法 168

二、用加配重的办法能完全平衡平面连杆机构惯性力的条件 170

三、最少配重数目 172

6-3 机构惯性力平衡时配重计算的最优化方法 172

一、惯性力完全平衡的最优化方法 173

二、惯性力部分平衡的最优化方法 173

三、最优化方法 173

四、算例 173

第7章 机器人机构的动力分析 177

7-1 刚体的转动惯量和惯量矩阵 177

一、刚体的转动惯量和回转半径 178

二、刚体对任意轴的转动惯量、惯量积和惯量矩阵 179

三、惯量矩阵的平行移轴定理 180

四、惯量椭球 181

五、惯量主轴 182

六、刚体的动量矩和动能的惯量矩阵表示 183

7-2 机器人动力学分析的凯恩方程 186

一、刚体的凯恩动力学方程 186

二、机械手的偏速度和偏角速度 188

三、机械手的关节驱动力和驱动力矩 191

四、机械手的关节约束反力和约束反力矩 194

7-3 机器人动力学分析的拉格郎日方法 198

一、刚体的拉格郎日方程 198

二、刚体拉格郎日方程与凯恩动力学方程的相同性 199

第8章 平面凸轮机构的设计与反求设计 200

8-1 直动从动件盘状凸轮机构的设计与反求设计 200

一、直动滚子从动件盘状凸轮机构的设计 200

二、直动滚子从动件盘状凸轮机构的反求设计 204

三、直动斜底从动件盘状凸轮机构的设计 206

四、直动斜底从动件盘状凸轮机构的反求设计 208

8-2 摆动从动件盘状凸轮机构的设计与反求设计 211

一、摆动滚子从动件盘状凸轮机构的设计 212

二、摆动滚子从动件盘状凸轮机构的反求设计 216

三、摆动斜底从动件盘状凸轮机构的设计 223

四、摆动斜底从动件盘状凸轮机构的反求设计 228

五、摆动平底从动件盘状凸轮机构的设计与反求设计 234

8-3　平面凸轮机构数值反求设计中的关键技术 241

一、导数dr/dθ的计算 241

二、凸轮四大角和从动件行程的确定 243

三、推杆运动规律解析式的确定 243

8-4　平面凸轮机构设计与反求设计的实例计算 243

一、直动滚子从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 243

二、直动斜底从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 245

三、摆动滚子从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 247

四、摆动斜底从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 248

五、摆动平底从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 250

第9章 机构的运动综合 252

9-1 机构运动综合的解方程组法 252

一、按从动件的急回特性设计平面连杆机构 252

二、按主动件和从动件的对应位置设计平面连杆机构 259

三、按给定的连杆位置设计平面连杆机构 265

9-2 空间四杆机构的运动综合 271

一、空间四杆机构的函数综合 271

二、空间四杆机构的刚体导引综合 276

9-3 机构运动综合的最优化方法 281

一、数学模型的建立 282

二、优化方法的选择 283

三、优化设计实例 284

附录　非线性代数方程组的求解方法 291

1　求解非线性代数方程组的一般迭代法 292

一、简单迭代法 292

二、牛顿—拉夫逊法 292

三、詹重禧法 293

2 求解多元多项式方程组的消元方法 297

一、基本概念 297

二、吴方法 298

三、m=n的基组结式消元法 302

四、m≥n的结式消元法 306

主要参考文献 309

一、主要引文 309

二、作者近期论著 310