机构自由度计算 原理和方法PDF电子书下载

第1章 螺旋理论基础 1

1.1 线矢量及螺旋 2

1.1.1 直线的矢量方程 2

1.1.2 直线到原点的距离和两直线的互矩 4

1.1.3 线矢量及螺旋 6

1.2 螺旋的代数运算和螺旋系 11

1.2.1 螺旋的数乘 11

1.2.2 两螺旋的代数和 11

1.2.3 两螺旋的互易积 12

1.2.4 螺旋系的概念 13

1.3 刚体的螺旋运动和其上的作用力 19

1.3.1 刚体的瞬时转动和移动 19

1.3.2 刚体的瞬时螺旋运动 20

1.3.3 刚体上作用的力和力偶 21

1.3.4 刚体上作用的力螺旋 23

1.4 螺旋在不同几何空间下的相关性 23

1.4.1 螺旋的相关性 24

1.4.2 特殊几何条件下螺旋的相关性 25

1.5 反螺旋 30

1.5.1 反螺旋的概念 30

1.5.2 反螺旋的物理意义和对偶性 33

1.5.3 反螺旋的数目和计算 36

1.5.4 约束反螺旋和机构的自由度 40

1.6 反螺旋和所允许转动的转动轴线 41

第2章 基于反螺旋的自由度普遍原理 47

2.1 自由度的概念和所出现的困惑 48

2.1.1 自由度的概念 48

2.1.2 机构自由度分析的困惑和普遍性原理的提出 49

2.2 运动副的螺旋表达 51

2.3 基于反螺旋的自由度原理和公式 55

2.3.1 机构自由度原理的三方面问题 55

2.3.2 基于反螺旋理论的过约束 56

2.3.3 “通用的自由度公式” 57

2.3.4 局部自由度 61

2.4 基于反螺旋的过约束分析 62

2.4.1 过约束的发生和运动链闭合的方式 62

2.4.2 机构的复杂度 68

2.4.3 机构的公共约束 70

2.4.4 并联机构的自由度分析 73

2.5 自由度的性质 82

2.5.1 移动运动和转动运动 82

2.5.2 物体的转动轴线 88

2.5.3 瞬时自由度与全周自由度 91

2.5.4 广义运动副 95

2.5.5 正确和简化自由度计算的几条规则 96

第3章 平面机构 99

3.1 平面机构的自由度计算原理 99

3.1.1 快速判定平面机构中是否存在过约束的方法 100

3.1.2 基于“过约束”的平面机构自由度计算原理 104

3.1.3 可完整拆分机构的解法 106

3.1.4 非完整可拆机构的过约束 109

3.1.5 纯滑块机构的分析 113

3.2 一般平面机构计算 116

3.2.1 直线导路机构 116

3.2.2 矿石破碎机 116

3.2.3 包装机送纸机构 117

3.2.4 钢坯传送机构 119

3.2.5 巨型压力机 120

3.2.6 8杆机构 121

3.2.7 钢坯翻钢机 122

3.2.8 钢条飞剪机 123

3.2.9 2自由度钢坯定尺机 124

3.2.10 切纸机 126

3.2.11 液压压力机 126

3.2.12 绘图仪 127

3.2.13 连杆传动机构 128

3.2.14 卧式锻造机 128

3.2.15 具有弹簧保险的加压机 130

3.2.16 行程倍增曲柄机构 131

3.2.17 锯石机平动机构 132

3.3 复杂平面机构的自由度分析 133

3.3.1 三分角度仪 133

3.3.2 4缸活塞空气压缩机 135

3.3.3 复杂连杆滑块机构 137

3.3.4 初轧翻钢机 138

3.3.5 13杆变拓扑2自由度大剪 140

3.4 正确地建立机构的实际结构与机构的运动简图的对应关系 143

第4章 并联机构 147

4.1 对称的并联机构 148

4.1.1 实现3T的3-CRR机构 148

4.1.2 实现3T的3-RRC机构 151

4.1.3 Hunt实现1T2R的3-RPS机构 153

4.1.4 实现2T1R的3-RRR（RR）机构 156

4.1.5 Zlatanov和Gosselin的1T3R 3-（RRR） RR机构 158

4.1.6 实现2T2R的4-R （CRR）机构 160

4.1.7 实现2T3R的5自由度3-RR（RRR）并联机构 162

4.1.8 实现2T的3-UU机构 164

4.1.9 实现1T2R的3-RSR机构 166

4.2 具有不同自由度的UPU机构 167

4.2.1 Tsai氏实现3T的3-UPU并联机构 167

4.2.2 实现3T的非对称3-UPU并联机构 169

4.2.3 实现3R的3-UPU并联机构 170

4.2.4 实现3T1R的4-UPU机构 173

4.2.5 变化的5自由度3-UPU并联机构 174

4.3 非对称并联机构 177

4.3.1 Tricept机构 177

4.3.2 TriVariant机构 178

4.3.3 2自由度2R球面5杆机构 179

4.3.4 Carricato机构 181

4.3.5 Exechon机器人机构 183

4.4 分支含闭环的并联机构 185

4.4.1 含球铰的4杆闭环 186

4.4.2 Delta机构分析 188

4.4.3 Delta机构自由度的全杆件分析 189

第5章 一般空间机构 191

5.1 一般空间多环机构的自由度计算原理 192

5.1.1 一般空间多环机构的结构特点 192

5.1.2 一般空间多环机构的自由度计算原理 194

5.2 一般空间机构自由度的解法 197

5.2.1 含双球副的空间4杆机构 197

5.2.2 球面7杆机构 199

5.2.3 空间斜盘机构 200

5.2.4 一种空间双环机构 201

5.3 传动机构 203

5.3.1 列索夫万向接头 203

5.3.2 具有双直角滑杆的联轴器 204

5.3.3 转动变同轴方向移动的机构 214

5.3.4 变换转动方向的机构 218

5.3.5 平行轴传动双球机构 218

5.4 螺旋机构 222

5.4.1 双螺旋机构 222

5.4.2 三螺旋机构 223

5.4.3 自锁滚珠螺旋机构 223

5.4.4 4H型Delassus机构 224

5.5 特殊应用机构 225

5.5.1 飞机起落架 225

5.5.2 揉面机 226

5.5.3 缝纫机空间9杆钩线机构 227

5.5.4 缝纫机空间5杆钩线机构 229

5.5.5 汽车差速器 234

5.6 液压机构 237

5.6.1 具倾斜曲柄和导路的机械 237

5.6.2 逆向活塞发动机 240

5.6.3 倾斜圆盘油马达机构 240

5.7 强耦合复杂多环空间机构 242

5.8 古典机构 248

5.8.1 Bennett机构分析 249

5.8.2 Goldberg 5杆机构分析 251

第6章 空间网络多面体耦合机构 253

6.1 结构分析 255

6.2 3杆组的运动链的反螺旋 257

6.3 8杆单环机构的过约束和允许的运动 258

6.4 2环13杆链的过约束和允许的运动 261

6.5 3环16杆链的反螺旋和允许的运动 262

6.6 三叉链连接形成整体机构时的过约束 263

参考文献 267

索引 271