第一章 空间机构的组成和应用 1
一、空间机构组成的某些概念 1
1．构件及其自由度 1
2．运动副的自由度和分类 1
3．运动链和机构 4
二、空间机构在一些轻工业机械中的应用 7
三、空间机构在一些农业机械中的应用 12
四、空间机构在一些飞机和汽车上的应用 17
五、空间机构在一些轴向活塞机械中的应用 25
六、空间机构在其他机械和仪表中的一些应用 29
七、空间开式运动链的机构及其在工业机械手等中的应用 37
八、空间开式运动链的自由度公式及末杆的自由度分析 40
1．空间开式运动链的自由度公式 40
2．空间开式运动链中末杆的自由度分析 41
九、空间机构的自由度公式及计算 49
1．空间单封闭形机构的自由度公式 49
2．空间单封闭形机构的自由度计算 50
3．空间多封闭形机构的自由度公式 56
4．空间多封闭形机构的自由度计算 57
十、空间封闭形机构的组成研究 60
1．单封闭形机构的组成研究 60
2．多封闭形机构的组成研究 64
第二章 空间机构研究中的方向余弦矩阵法基础 71
一、共原点的坐标变换和刚体的定点转动 71
1．绕一个坐标轴旋转的坐标变换 71
2．绕两个坐标轴旋转的坐标变换 73
3．任意旋转的坐标变换 74
4．刚体的定点转动 76
二、方向余弦矩阵的性质和应用 77
1．方向余弦矩阵的性质 77
2．坐标系绕某任意轴旋转的方向余弦矩阵的推导 79
3．方向余弦矩阵的应用 80
三、方向余弦矩阵的导数和刚体的瞬时转动 83
1．方向余弦矩阵的一次导数和角速度矩阵 83
2．方向余弦矩阵的二次导数和角加速度矩阵 86
3．刚体转动中点的速度和加速度 86
4．用欧拉角表示刚体定点转动中的角速度 87
1．不共原点的坐标变换 88
四、不共原点的坐标变换和刚体的一般运动 88
2．刚体的位移矩阵和螺旋位移参数 90
3．用逆矩阵运算法求刚体的位移矩阵 92
4．刚体一般运动中点的速度和加速度 96
五、用矩阵法研究复杂的相对运动 98
1．复杂相对运动中的位置、速度和加速度关系式 98
2．封闭性的矩阵方程式 102
六、空间机构分析中坐标系的选定原则与有关参数的计算公式 103
1．坐标系的选定 103
2．某些参数的计算公式 105
七、空间机构运动的几何等同性条件 107
1．机构运动的几何等同性 107
2．导出纯角度关系式的第一类等同性条件 108
3．导出包含长度复杂关系式的第二类等同性条件 111
二、机械手手部运动的位置和姿态的分析 115
1．描述手部位置和姿态的矩阵方程式 115
一、概说 115
第三章 空间开链型机构的运动分析 115
2．手部位置和姿态矩阵方程式的应用 119
3．手部位移的分析 124
三、机械手的间接位置问题的求解 126
1．间接位置问题的性质和求解方法 126
2．RRPRR机械手中运动参数的求解 127
3．RRRRRR机械手中运动参数的求解 131
4．间接位置问题的树状解 135
四、机械手运动中的速度和加速度分析 137
五、机械加工中通用夹具的旋转角分析 140
1．绕坐标轴旋转的空间角度求解公式 140
2．双斜线向量的方向余弦表达式 143
3．双斜平面的法线、迹线和最大斜度线向量的数学解析 146
4．夹具旋转角度的求解示例 152
第四章 空间闭链型机构的位移分析 157
一、概说 157
二、空间三杆低副机构 159
1．含有一个球面副的空间三杆低副机构 159
2．含有两个球面副的空间三杆低副机构 162
1．圆球和空心圆柱面形成线接触的空间三杆机构 164
三、空间三杆高副机构 164
2．平面对球面为点接触的空间拨杆机构 167
3．圆柱面对圆柱面为点接触的空间拨杆机构 174
4．直线对圆弧为点接触的空间拨杆机构 181
四、空间四杆RCCC及RRRR机构 185
1．RCCC机构 186
2．球面RRRR机构 189
3．本涅特RRRR机构 191
五、含有两个相邻球面副的空间四杆机构 195
1．RSSR、RSSP及RRSS机构 196
2．RSS′R及RSS′P机构 199
六、含有一个球面副的空间四杆机构 203
1．RSCR、RSCP、RRSC及RPSC机构 203
2．RSRC、RSPC及RSPS′机构 207
七、其他空间四杆机构 211
1．RSCS机构 211
2．含有一个圆球与固定圆柱槽形成线接触高副以及三个转动副的空间四杆机构 212
3．含有一个圆球与转动圆柱槽形成线接触高副和两个转动副、一个圆柱副的空间四杆机构 216
1．RRRSR、RRRSP、RRPSR机构 218
八、含有一个球面副的空间五杆机构 218
2．RRSRR、RRSRP、RRSPP机构 230
九、含有一个平面副的空间五杆机构 237
1．RRERR机构 237
2．RERRR机构 241
十、含有两个圆柱副的空间五杆机构 242
1．RRCRC、RCRCR和RCRRC机构 242
2．RRCCR及RRRCC机构 249
1．RRPRCR机构 254
十一、空间六杆机构 254
2．特殊6R机构 263
十二、空间七杆机构 268
1．RPPRRRR机构 268
2．用于平行轴等速传动的7R机构 274
十三、求解非线性方程和非线性方程组的迭代法和牛顿法 277
1．迭代法 278
2．解非线性方程的牛顿法 280
3．解非线性方程组的牛顿法 283
1．特殊位置的涵义 286
一、空间闭链型机构的特殊位置 286
第五章 空间闭链型机构的运动分析 286
2．特殊位置的求法 289
3．空间四杆RCCC机构的特殊位置 291
4．本涅特4R机构的特殊位置 294
5．空间四杆RSSR和RSSP机构的特殊位置 295
二、空间三杆高副机构的速度和加速度分析 296
1．概说 296
2．啮合点的位置、速度和加速度 297
3．接触点的相对速度和相对加速度 299
4．接触点的相对速度、相对加速度和沿轮廓移动的速度、加速度关系 300
5．有某些特殊尺度的空间三杆高副机构的分析 300
三、空间低副机构的速度和加速度分析 304
1．概说 304
2．空间四杆RCCC机构的分析 305
3．空间四杆RSSR和RSSP机构的分析 307
4．空间四杆RSS′R和RSS′P机构的分析 307
5．空间四杆RSCR机构的分析 309
1．空间五杆RRSRR机构的位移和速度分析 310
四、空间机构的运动分析计算例题 310
2．空间八杆三封闭形机构的位移和轨迹分析 317
第六章 空间机构的动力分析 327
一、空间机构的运动方程式 327
二、空间机构中等效力矩和等效力的求法 329
三、空间机构中等效转动惯量和等效质量的求法 331
四、构件惯性力的确定 333
1．一般方法 333
2．质量替代法 335
1．概说 337
五、单闭合空间机构受力分析中的单个示力副法 337
2．示力副中约束反力的确定 340
3．其余运动副中约束反力的确定 343
六、某些单闭合空间机构的受力分析 344
1．空间四杆RCCC机构 344
2．万向联轴节机构 349
3．空间四杆RSSR机构 355
4．空间四杆RSCR机构 358
5．空间五杆RRSRR机构 361
参考文献 363