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第1章 绪论 1

1.1 系统、机械系统及其分类 1

1.2 动力载荷及其分类 4

1.3 机械系统动力学的研究内容及任务和研究方法 5

1.3.1 机械系统动力学的研究内容及任务 5

1.3.2 机械系统动力学的研究方法 7

第2章 机械系统运动微分方程的建立 9

2.1 机械系统的动力学特征参数 9

2.1.1 自由度 9

2.1.2 动力自由度的确定 10

2.1.3 基本动力元件与特性 11

2.2 机械系统动力学模型的建立 13

2.3 机械系统运动微分方程的建立 14

2.3.1 涉及的基本定理 14

2.3.2 单自由度系统 15

2.3.3 单自由度多刚体系统 17

2.3.4 多自由度系统 19

2.3.5 连续系统 28

2.3.6 非线性系统 31

第3章 机械系统运动微分方程的求解 34

3.1 机械系统的运动方程求解方法——解析法 34

3.1.1 单自由度系统的振动 34

3.1.2 多自由度系统的振动 42

3.1.3 连续系统 53

3.1.4 非线性系统 56

3.2 机械系统的运动方程求解方法——数值法 60

3.2.1 欧拉法 60

3.2.2 Newmark-β法 62

3.2.3 Runge-Kutta法 63

3.3 机械系统的运动方程求解方法——解析-数值法 64

3.3.1 等效力矩是等效构件转角的函数 65

3.3.2 等效力矩是等效构件和角速度的函数 69

第4章 固有频率的实用计算方法 72

4.1 单自由度系统 72

4.2 多自由度系统 74

4.2.1 求特征值法 74

4.2.2 计算固有频率的近似法 74

4.3 传递矩阵法 77

4.3.1 传递矩阵法分析轴的纵向振动 77

4.3.2 传递矩阵法分析圆轴的扭转振动 81

第5章 考虑构件弹性的机械系统动力学 85

5.1 齿轮传动系统 85

5.1.1 齿轮传动系统运动微分方程 85

5.1.2 轮齿变形的计算 88

5.1.3 齿轮传动系统运动微分方程求解 90

5.2 凸轮机构 92

5.3 平面连杆机构的动力学分析 97

5.3.1 引言 97

5.3.2 单元划分 97

5.3.3 单元运动方程 98

5.3.4 机构运动方程的组成 103

5.3.5 机构运动方程的求解 105

5.4 轴-滚动轴承系统动力学 107

5.4.1 系统模型 107

5.4.2 系统建模和求解方法 110

5.4.3 刚性轴-滚动轴承系统的动力学行为 110

5.4.4 弹性轴-滚动轴承系统的动力学行为 112

5.4.5 结论 114

第6章 动力学专题Ⅰ：轧钢机动力学 115

6.1 动力学模型的建立 115

6.2 动力学方程的解 117

6.2.1 数值法和平均法 117

6.2.2 加权平均法 119

6.3 具有随机系数的初轧机自激振动问题 120

6.3.1 近似解析法 121

6.3.2 近似解析法的局限性 122

6.3.3 Runge-Kutta法与人工神经网络相结合的数值解法 122

第7章 动力学专题Ⅱ：ADAMS软件简介及应用 126

7.1 ADAMS软件简介 126

7.1.1 用户界面模块（ADAMS／View） 127

7.1.2 求解器模块（ADAMS／Solver） 128

7.1.3 后处理模块（ADAMS／PostProcessor） 128

7.2 活塞式压缩机主传动系统动力学仿真 129

7.2.1 弹性曲轴-滚动轴承系统ADAMS动力学仿真模型 130

7.2.2 求解理论基础 130

7.2.3 求解与仿真结果分析 133

7.2.4 结论 135

7.3 内燃机曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合仿真 135

7.3.1 系统建模和求解理论基础 135

7.3.2 曲轴动力学行为 139

7.3.3 主轴承摩擦学特性 141

7.3.4 结论 144

附录 计算程序 145

一、曲柄滑块机构刚体动力学计算程序 145

二、凸轮机构动力学问题计算程序 149

三、弹性连杆机构动力学有限元分析程序 151

四、Runge-Kutta法求解初轧机自激振动问题计算程序 155

五、Runge-Kutta法与人工神经网络相结合的解法程序 157

六、传递矩阵法计算圆轴扭转振动固有频率的计算程序 159

七、齿轮传动系统动力学分析程序 160

参考文献 166