1．绪论 1
1.1 机构学的任务和内容 1
目录 1
1.2 基本概念 2
1.3 机构学文献 7
2.1.1 活节 8
2.1.1.1 概念和分类 8
2.1.1.2 活节中的运动状况 8
2.1 机构的构造元素 8
2．机构系统学 8
2.1.1.3 活节自由度 10
2.1.1.4 活节的发展 12
2.1.1.5 力偶合、形偶合和物偶合 15
2.1.1.6 平面活节和空间活节 16
2.1.1.7 活节的超静定 17
2.1.1.8 活节的组合 18
2.1.2 机构构件 19
2.1.3 机构器件 20
2.2 机构的分类 21
2.3 系统的机构构造的基本原理 23
2.3.1 平面机构的结构 24
2.3.2 强制运动和机构自由度（活动度） 26
2.3.3 平面转动节链的发展 30
2.3.3.1 活动度F＝1的转动节链 30
2.3.3.2 含有多重转动节的转动节链 33
2.3.3.3 活动度F＝2的转动节链 33
2.3.4 活动度F＝1的平面转动节链的数构成 34
2.3.5 机构演变的方法 35
2.3.5.1 活节元素扩大 35
2.3.5.2 元素对换和形式变换 37
2.3.5.3 运动置换 38
2.3.6 平面转动节链的变型 39
2.3.7 超连接机构 40
3．机构的类型 43
3.1 平面连杆机构 43
3.1.1 四构件平面连杆机构 43
3.1.1.1 四铰链机构 43
3.1.1.2 曲柄滑块链机构 47
3.1.1.3 十字滑块曲柄链机构 51
3.1.1.4 导杆滑块机构 52
3.1.2 六个和更多个构件的平 53
面连杆机构 53
3.1.3.1 定义和性质 55
3.1.3 连杆曲线 55
3.1.3.2 连杆曲线的多重发生 58
3.1.3.3 高次连杆曲线 60
3.2 螺旋机构 61
3.2.1 构造 61
3.2.2 系统学 62
3.2.3 实际应用的螺旋机构举例 62
3.2.4 特殊的螺旋形式 62
3.3 拉曳件机构 66
3.3.1 概述 66
3.3.2 主要的结构类型 66
3.4 压力件机构 68
3.5 组合机构 69
3.5.1 组合方式 69
3.5.2 齿轮连杆机构 70
3.5.3 齿轮凸轮机构 71
3.5.4 链条连杆机构和链条凸轮机构 72
3.6 无级可调传动比的转数变换器 73
3.6.1 概述和分类 73
3.6.2 调整范围和特性曲线 74
3.6.3 机械式无级转数变换器 74
3.6.3.1 摩擦轮机构 75
3.6.3.3 超越机构 76
3.6.3.2 拉曳件机构 76
3.6.4 液力无级转数变换器 77
3.6.4.1 流体静力转数变换器 77
3.6.4.2 流体动力转数变换器 79
3.6.5 转数变换器的联合 83
3.7 装置 84
3.7.1 概念和分类 84
3.7.2 步进装置 84
3.7.3 扣紧装置 85
3.7.4 跃动装置 86
4.1 图解法的比例尺 87
4．机构运动学 87
4.2 向量代数的基本概念 88
4.3 点的运动 89
4.3.1 基本概念 89
4.3.2 线图表示 92
4.3.2.1 位移-时间线图 92
4.3.2.2 速度-时间线图 92
4.3.2.3 加速度-时间线图 93
4.3.2.4 图解微分法 93
4.3.2.5 图解积分法 94
4.3.2.6 速度-位移线图 94
4.3.2.7 由速度-位移线图求时间 95
4.3.2.8 速端曲线 96
4.4 参考系内一个平面的平面运动 97
4.4.1 平面绕固定转动中心的转动（旋转） 97
4.4.2 一个平面的移动（平移） 100
4.4.3 一个平面的一般平面运动 100
4.4.3.1 几何关系 100
4.4.3.2 极点轨迹 102
4.4.3.3 速度状况 105
4.4.3.4 加速度状况 108
4.4.4.1 度量关系 110
4.4.4 平面运动的曲率关系 110
4.4.4.2 根据两对关联的曲率中心作出极点轨迹切线 111
4.4.4.3 利用博比利尔定理作出曲率中心 112
4.4.4.4 根据哈特曼（Hartmann）法作出瞬时曲率中心 113
4.4.4.5 拐点圆 115
4.4.4.6 拐点圆的作图法 116
4.4.4.7 尖点圆 116
4.4.4.8 切向圆 117
4.4.4.9 轨迹曲线的顶点 119
4.5 三个平面的相对运动 119
4.5.1 基本原理 120
4.5.2 角速度平面图 122
4.5.3 速度状况 123
4.5.4 加速度状况 124
4.6 构件组在参考系内的运动 126
4.6.1 在参考系内的二构件组（二支组） 126
4.6.2 在参考系内的四构件组 127
5．平面机构的运动分析 129
5.1 平面机构的瞬时极点和极点构形的确定 129
5.2 非匀速传动机构中的传动比 132
5.2.1 传动比 132
5.2.1.1 定义 132
5.2.1.2 简单传动比的确定 133
5.2.1.3 对角传动比的确定 135
5.2.2 转移距 136
5.2.3 简单传动比和转移距的极值 137
5.3 平面机构的图解分析 140
5.3.1 三构件和四构件机构的图解分析 141
5.3.1.1 曲柄摇杆机构 141
5.3.1.2 曲柄滑块机构 143
5.3.1.3 带摇杆的凸轮机构 144
5.3.1.4 曲柄导杆机构 145
5.3.1.5 滚动杆机构 151
5.3.2.1 八构件连杆机构（一台线材编织机的进料驱动装置） 152
5.3.2 多构件机构的图解分析 152
5.3.2.2 具有大摆角的六构件连杆机构 153
5.3.2.3 五构件的双曲柄机构（胶片抓送机构） 154
5.3.2.4 七构件的双曲柄机构（干涉曲柄机构，隆美尔机构—R？mergetriebe） 155
5.3.2.5 曲柄齿条机构（清洗机驱动装置） 156
5.3.2.6 具有移动节的七构件双曲柄机构（针织机驱动装置） 157
5.4 平面机构的计算分析 158
5.4.1 基本原理 158
5.4.1.1 强制运动条件的建立 159
5.4.1.2 运动关系的解析表达式 160
5.4.1.4 谐波分析 162
5.4.1.3 运动关系 162
5.4.2 运动分析例题 163
5.4.2.1 四铰机构 163
5.4.2.2 曲柄滑块机构 165
5.4.2.3 对心曲柄导杆机构 167
6．空间机构 169
6.1 引言 169
6.2 系统学 169
6.2.1 运动链和机构构造形式 169
6.2.2 等同运动链（变化形式）和等同活节自由度 172
6.2.3 空间机构的特殊尺寸 173
6.2.4 球面机构 174
6.3 空间机构的运动学分析 176
6.3.1 引言 176
6.3.2 空间运动学 177
6.3.2.1 一个物体在一参考系中的空间运动 177
6.3.2.2 两个物体在一参考系中的空间运动 179
6.4 简单空间机构的图解法运动学分析 181
6.4.1 空间双滑块机构 181
6.4.2 空间曲柄摇杆机构 182
7．机构动力学 184
7.1 概论，基本问题 184
7.2 力的分类 186
7.3 动态静力学 187
7.3.1 动态静力学基础 188
7.3.1.1 作用在物体一个点上的平面力系 188
7.3.1.2 作用在刚体上的平面力系 188
7.3.2 机构分解成构件组的图解力分析 190
7.3.2.1 Ⅱ级构件组（三节拱） 191
7.3.2.2 含移动节的三节拱 193
7.3.2.3 Ⅲ级构件组 194
7.3.3 考虑摩擦的力分析 194
7.3.4 海恩极点力法 198
7.3.6 按照功率原理进行的力分析 200
7.3.5 力矩的确定 200
7.3.7 力的简化 203
7.4 运动力学 204
7.4.1 动能 204
7.4.2 动力学参数及其确定 205
7.4.3 质量的简化 206
7.4.4 平面机构构件的惯性力 207
7.4.5 动力学基本方程 209
7.4.6 动力学基本方程的解 210
7.5.1 第Ⅰ类威滕鲍埃尔基本问题 211
7.5 平面机构的动力学分析 211
7.5.2 第Ⅱ类威滕鲍埃尔基本问题 216
7.6 平面机构的动平衡 220
7.6.1 功率平衡 221
7.6.1.1 速度不均匀度 221
7.6.1.2 质量-功能线图 222
7.6.1.3 飞轮计算 224
7.6.2 质量平衡 227
7.6.2.1 质量平衡的方法 228
7.6.2.2 惯性力的完全平衡 229
7.7 机构中的振动 233
7.7.1 概述 233
7.6.2.3 转动质量惯性力的平衡 233
7.7.2 考虑振动的判别准则 235
7.7.3 机构中振动的实例 236
7.7.3.1 强迫振动 236
7.7.3.2 参数激励振动 238
7.7.4 避免不期望振动的可能性 240
8．齿轮机构 242
8.1 分类 242
8.2 啮合 242
8.3.1 传动比 244
8.3 定轴齿轮机构 244
8.3.2 结构形式 245
8.3.3 圆柱齿轮机构的转数平面图 247
8.3.4 圆锥齿轮机构的转数平面图 249
8.4 周转齿轮机构 250
8.4.1 结构形式 251
8.4.2 传动比 254
8.4.3 沃尔夫记号 257
8.4.4 力和力矩（无损耗） 258
8.4.5 功率（无损耗） 259
8.4.6 效率 266
8.4.7 均载 272
8.5 组合周转齿轮机构 273
8.6 旋轮线 274
8.6.1 形成和分类 274
8.6.2 旋轮线的二重形成 277
8.6.3 工程应用 278
9．凸轮机构 280
9.1 基本概念 280
9.1.1 凸轮构件 281
9.1.2 作用构件 281
9.1.3 强制运动的保证 282
9.2.2 平面多构件凸轮机构 283
9.2.1 平面三构件凸轮机构 283
9.2 系统学 283
9.2.3 空间三构件凸轮机构 284
9.3 运动学 285
9.3.1 凸轮机构用作传动机构 285
9.3.2 运动方程 286
9.3.3 运动任务 287
9.3.4 对称传动函数（运动规律） 288
9.3.4.1 标准传动函数介绍 288
9.3.4.2 运动特征值 290
9.3.4.3 乘幂规律的标准传动函数 292
9.3.4.4 三角运动规律的标准传动函数 294
9.3.5 非对称传动函数 296
9.3.6 标准传动函数的选择 298
9.3.7 运动方程函数值的确定 299
9.4 尺寸的确定 303
9.4.1 运动尺寸 304
9.4.2 选择准则 305
9.4.3 利用传动角确定平面凸轮机构的运动尺寸 305
9.4.3.1 基本原理 305
9.4.3.2 速度矢端曲线法 306
9.4.3.3 弗洛凯的近似方法 310
9.4.3.4 非等速驱动的凸轮机构 311
9.4.4 凸轮机构最优尺寸的确定 312
9.4.4.1 凸轮机构的优化 312
9.4.4.2 按照压力为主要准则的优化 312
9.4.5 凸轮盘的确定 313
9.4.5.1 滚子中心轨迹和工作曲线的作图 313
9.4.5.2 滚子中心轨迹的计算 318
9.4.5.3 特殊形状的凸轮盘 319
9.4.6 圆柱凸轮机构 320
9.5 力闭合凸轮机构中的返回力 321
9.5.1 凸轮盘的载荷 321
9.5.2 必要返回力 322
9.5.3 弹簧力作为返回力 323
9.6 力和力矩 324
9.6.1 法向力的方向和传动角 324
9.6.2 曲线节中的法向力 325
9.6.3 凸轮机构中的输入力矩 325
9.7 结构设计 326
9.7.1 轴，栓销，滚子 326
9.7.2 曲线节中的滚压应力和材料 327
9.8.1.1 手工制作 329
9.8.1 逐点的信息输入的加工方法 329
9.8 凸轮体的加工 329
9.8.1.2 在坐标镗床或精密铣床上逐点铣削 330
9.8.2 连续的信息输入的加工方法 330
9.8.2.1 模拟信息输入 330
9.8.2.2 数字信息输入 331
10．步进机构 332
10.1 引言 332
10.2 马尔他十字轮机构 333
10.2.1 结构和类型 333
10.2.2 尺寸和运动学 334
10.2.3 变型的内、外马尔他十字轮机构 336
10.2.4 动力学 339
10.2.4.1 力矩 339
10.2.4.2 力 340
10.2.5 结构设计 347
10.3 星轮机构 348
10.3.1 结构、工作方式及类型 348
10.3.2 尺寸和运动学 350
10.3.2.1 Z型星轮机构 350
10.3.2.2 A型星轮机构 353
10.3.4 结构设计 355
10.3.3 动力学 355
10.4 齿轮凸轮步进机构 356
10.4.1 结构和工作方式 356
10.4.2 尺寸和运动学 356
10.5 链条凸轮步进机构 360
10.5.1 结构和工作方式 360
10.5.2 尺寸和运动学 360
10.6 凸轮步进机构 361
10.6.1 结构和类型 361
10.6.2 尺寸和运动学 362
10.6.3 结构设计和加工 362
10.8 其他步进机构 363
10.7 具有瞬时停歇的步进机构 363
11．平面连杆机构的综合 365
11.1 引言 365
11.1.1 任务的给定 366
11.1.2 解题方法（概述） 367
11.2 图解法求平面连杆机构运动学尺寸的几何原理（位置几何学） 368
11.2.1 基本问题 368
11.2.2 在参考平面E0中一个平面E的两个位置 370
11.2.3 在参考平面E0中一个平面E的三个位置 373
11.2.3.1 有限邻近位置 373
11.2.3.2 无限邻近位置 378
11.2.4 在参考平面风中一个平面E的四个位置 379
11.2.4.1 圆点曲线和中心曲线 379
11.2.4.2 中心曲线的绘制 379
11.2.4.3 圆点曲线的绘制 383
11.2.4.4 在参考平面E0中E的无限邻近位置 383
11.2.4.5 特殊情况 385
11.2.5 在参考平面E0中一个平面E的五个位置 386
11.3 传动机构的综合 387
11.3.1 四构件连杆机构 387
11.3.1.1 四铰机构 387
11.3.1.2 曲柄滑块机构，摇杆滑块机构 395
11.3.1.3 曲柄导杆机构，摇杆导杆机构 398
11.3.2.1 概述 399
11.3.2 含有六构件和更多构件的连杆机构 399
11.3.2.2 用于特殊摆动的连杆机构 400
11.3.2.3 停歇机构 406
11.4 导引机构的综合 410
11.4.1 平面曲线的产生 410
11.4.1.1 直线导引 410
11.4.1.2 任意平面曲线的产生 415
11.4.2.1 概述 418
11.4.2.2 四构件导引机构的设计 418
11.4.2 物体（机构构件）的平面导引 418
11.4.2.3 六构件导引机构的设计 419
12．机构的设计 421
12.1 机构技术任务的最优解 421
12.1.1 作为控制系统的最优化 421
12.1.2 机构技术任务的确立 426
12.1.3 运动尺寸，结构形状及制造 427
12.1.4 应力 427
12.1.5 传动质量，效率 428
12.1.6 机构的评价 429
12.2 传动角，偏斜角 431
参考文献 435