第1篇 机构和运动分析 1
第1章 Pro/Mechanism初步 1
1.1 为何要学习本书 2
1.2 CAE的概念 2
1.3 本书的结构和特色 3
1.4 机构概论 5
1.5 五大基本机构 6
1.5.1 杠杆 6
1.5.2 轮轴 8
1.5.3 滑轮 9
1.5.4 斜面 10
1.5.5 螺旋 11
1.6 Mechanism和Pro/MECHANICA概论 12
1.7 平面和空间的机构分析 15
1.7.1 机构的运动学与动力学 17
1.7.2 自由度 17
1.7.3 运动副 18
1.7.4 运动结的互联性 19
1.7.5 连杆组 20
1.7.7 连杆组或机构的动度 22
1.7.6 运动链 22
1.8 凸轮机构 23
1.8.1 凸轮机构的应用 24
1.8.2 凸轮机构设计的基本问题 24
1.9 齿轮机构 25
1.10 运动的传递 26
1.11 机构设计的基本观念摘要 29
1.11.1 机构的构造分析 29
1.11.2.1 相对速度法 32
1.11.2 机构的运动分析 32
1.11.2.2 瞬时中心法 34
1.11.3 Pro/Mechanism在机构分析中所扮演的角色 39
1.12 Pro/Mechanism入门的基本概念 41
1.12.1 Pro/E提供的机构组装功能 41
1.12.2 Pro/Mechanism的自由度和冗余 47
习题 50
第2章 连杆机构 53
2.1.2 连杆机构的功能 54
2.1.1 连杆机构 54
2.1 连杆机构概论 54
2.2 四连杆机构的种类 55
2.2.1 四连杆的定义 57
2.2.2 四连杆的分类原则（格拉斯霍夫定理） 58
2.2.3 四连杆机构仿真分析实例 58
2.2.4 四连杆机构的几何分析 83
2.3 曲柄滑块机构 85
2.3.1 机构组成 85
2.3.2 曲柄滑块机构的倒置 86
2.3.3 曲柄滑块的应用实例 87
2.3.4 曲柄滑块机构仿真分析实例 90
2.3.5 传统教科书上的分析习题 104
2.3.6 用“用户定义的”选项功能来自定义测量 112
2.4 急回机构 115
2.4.1 急回机构的种类 115
2.4.2 牛头刨床机构（曲柄切削急回机构）仿真分析实例 118
2.5 其他机构 139
2.5.1 肘节机构 139
2.5.2 平行运动机构 140
2.5.3 直线运动机构 141
2.5.4 游乐场骑马机构仿真分析实例 144
2.6 空间连杆机构 148
2.6.1 空间四连杆机构 149
2.6.2 万向接头机构 154
2.7 平面六连杆机构 157
2.8 史都华平台（Stewart Platform） 160
2.8.1 平台伺服机构设计 163
2.8.2 史都华平台仿真分析实作 164
习题 168
2.9 学习说明 168
第3章 凸轮机构 173
3.1 凸轮概论 174
3.2 凸轮机构 174
3.3 凸轮机构的分类 176
3.4 有关凸轮的名词 179
3.5 运动状态 180
3.6 凸轮机构设计概要 181
3.7.1 从动件运动规律的基本参数 183
3.7 凸轮从动件的运动规律设计 183
3.7.2 运动规律的类型 184
3.7.3 运动规律的特征参数 185
3.7.4 运动规律选择原则 186
3.7.5 其他约束条件 187
3.8 凸轮机构范例实作 188
3.8.1 碟形凸轮机构实例 188
3.8.2 碟形弹簧凸轮机构实例（提高级） 193
3.8.3 摆动凸轮机构实例 198
3.8.4 槽形凸轮机构实例 199
3.8.5 圆柱凸轮机构实例 207
3.8.6 曲柄滑块与弹性球机构实例 212
习题 214
第4章 齿轮机构 215
4.1 齿轮概论 216
4.2 齿轮的术语 217
4.3 齿廓曲线 220
4.3.1 渐开线齿廓 221
4.3.2 摆线齿廓 223
4.4 如何画正齿轮（Spur Gear） 224
4.5 其他齿轮 231
4.5.1 内齿轮 231
4.5.2 齿条 232
4.5.3 螺旋齿轮 232
4.5.4 人字齿轮 234
4.5.5 锥齿轮 234
4.5.6 蜗轮和蜗杆 236
4.6.2 正确的啮合条件 242
4.6.1 齿轮速度比 242
4.6 齿轮的重点计算 242
4.6.3 接触比（Contact Ratio） 244
4.6.4 齿厚的计算 245
4.7 齿轮机构的实作 246
4.7.1 外接正齿轮的啮合 246
4.7.2 内接正齿轮的啮合 255
4.7.3 外接螺旋齿轮的啮合 259
4.7.4 锥齿轮的啮合 262
4.7.5 齿轮和齿条的啮合 263
4.7.6 蜗轮和蜗杆的啮合 267
4.7.7 齿轮和曲柄滑块的复合机构 269
习题 272
第5章 齿轮系 275
5.1 齿轮系的种类 276
5.1.1 定轴轮系 276
5.1.2 周转轮系 277
5.1.3 复合轮系 283
5.2.1 轮系的功用 286
5.2 轮系的功用和选择 286
5.2.2 轮系的选择 291
5.3 轮系的机构实作 293
5.3.1 空间定轴轮系机构 293
5.3.2 行星周转轮系机构 298
5.3.3 3K型周转轮系机构 300
5.3.4 2K-H型周转轮系机构 302
5.3.5 复合轮系机构 307
5.3.6 五行星轮系机构 309
5.3.7 差动轮系机构 312
5.3.8 本节心得 314
习题 315
第6章 其他常见机构 317
6.1 间歇运动机构（Intermittent Motion） 318
6.1.1 马耳他机构 318
6.1.2 棘轮机构 322
6.1.2.1 棘轮机构的应用 325
6.1.2.2 棘轮机构的计算 326
6.1.3 不完全齿轮机构 329
6.1.4 凸轮式间歇运动机构 331
6.2 螺旋机构 333
6.2.1 螺旋机构的计算 334
6.2.2 螺旋机构的应用 334
6.3 摩擦传动机构 335
6.4 液压、气压机构 337
6.5 其他常见机构实作 339
6.5.1 马耳他机构（外马耳他机构） 339
6.5.2 螺旋机构 341
6.5.3 不完全齿轮机构和圆柱凸轮机构 344
习题 346
第2篇 结构和热力分析 347
第7章 Pro/MECHANICA初步 347
7.1 结构和机构的区别 348
7.1.1 机构概念复习 348
7.1.2 结构的概念 348
7.2 热力分析 350
7.3 Pro/MECHANICA简介 351
7.4.1 集成模式的界面 352
7.4 Pro/MECHANICA的界面 352
7.4.2 独立模式的界面 355
7.5 Pro/MECHANICA的模式和分析流程 356
7.5.1 模型和单元类型 356
7.5.2 Pro/MECHANICA的分析应用工作流程 357
习题 359
第8章 建立准备做分析的模型（基本模式） 361
8.1 建模和单位的设置 362
8.2 简化模型（基本模式） 362
8.3.1 定义材料 364
8.3 材料、约束和载荷的定义 364
8.3.1.1 分派材料实作 366
8.3.1.2 创建新材料实作 367
8.3.1.3 变更单位时的修改实作 368
8.3.2 定义约束 369
8.3.2.1 边（线）约束实作 369
8.3.2.2 点约束实作 371
8.3.2.3 面约束实作 373
8.3.2.4 实体和薄壳的约束 374
8.3.2.5 薄壳模型约束实作 375
8.3.2.6 坐标系约束实作 377
8.3.2.7 圆周对称约束实作 379
8.3.2.8 镜像对称约束实作 381
8.3.2.9 多个约束集的问题 383
8.3.3 定义载荷 383
8.3.3.1 点载荷实作 384
8.3.3.2 边载荷实作 386
8.3.3.3 面载荷实作 386
8.3.3.4 载荷的空间变化 387
8.3.3.5 将方向／大小施加到载荷上 391
8.3.3.6 压力载荷实作 393
8.3.3.7 重力载荷实作 394
8.3.3.8 轴承载荷实作 397
8.3.3.9 离心载荷实作 398
8.3.3.10 创建分布载荷实作 398
8.2.3.11 创建全局温度载荷实作 399
8.3.3.12 Thermal模式里的载荷 399
8.4 理想化模型 403
8.4.1 质量、弹簧和梁模型 403
8.4.2 薄壳模型 407
8.5 连接对 412
8.5.1 刚性连接（Native模式） 412
8.5.2 焊缝 413
8.5.3 点焊（Native模式） 417
8.5.4 紧固件（组件文件的Native模式下） 418
8.5.5 界面 420
8.5.6 刚性连接（FEM模式） 420
8.5.7 受力连接（FEM模式） 422
8.5.8 间隙（FEM模式） 422
8.6 曲面区域和体积块区域 424
习题 427
第9章 灵敏度研究和优化分析（基本模式） 429
9.1 分析的类型 430
9.2 分析初步 431
9.2.1 画出产品的简化轮廓 431
9.2.2 增加分析区域（曲面区域） 432
9.2.3 定义中间曲面 433
9.2.4 指定材料性质 434
9.2.5 施加约束 434
9.2.7 定义静态分析 436
9.2.6 施加载荷 436
9.2.8 创建标准的设计研究 439
9.2.9 热载荷和热力分析 448
9.2.10 定义热力分析并结合应力分析 450
9.2.11 检查分析的内容 453
9.3 灵敏度分析与优化设计 457
9.3.1 灵敏度分析和优化设计概论 458
9.3.2 范例前言 459
9.3.4 创建曲面区域和中间曲面 460
9.3.3 准备模型 460
9.3.5 创建材料、约束和载荷 462
9.3.6 创建测量定义 463
9.3.7 创建静态分析 467
9.3.8 创建结果窗口 467
9.3.9 创建设计参数定义 469
9.3.10 创建局部灵敏度研究 472
9.3.11 创建全局灵敏度 477
9.3.12 优化分析 480
9.3.13 运行批处理工作 483
9.3.14 更新零件 484
9.4 本章的重要心得 485
习题 487
第10章 其他类型的分析实例 489
10.1 桥梁的分析 490
10.1.1 分析初步 490
10.1.2 改善梁截面设计 500
10.1.3 参数定义、灵敏度研究和优化分析 505
10.2 压缩机固定架的点焊接分析 506
10.1.4 心得 506
10.3 门闩的接触区域分析 510
10.4 细长圆杆的屈曲分析 515
10.5 活塞的疲劳分析 519
10.6 大变形静态分析 523
10.7 火箭引擎喷嘴的分析 526
10.7.1 实作前的概念补充 527
10.7.2 开始实作 528
10.8 预应力静态分析 534
10.9 预应力模态分析 536
10.10 动态时域分析 539
10.11 动态频域分析 543
10.12 动态冲击分析 546
10.13 随机振动分析 548
10.14 Pro/MECHANICA的平面分析 550
10.14.1 平面应力 551
10.14.2 平面应变问题 554
10.14.3 2D对称性 556
习题 557
第11章 总体范例再实作 559
11.1 农用工具机的机构和结构分析 560
11.1.1 组装出零冗余和零自由度的机构 561
11.1.2 hanismasm.1创建载荷 565
11.1.3 修正操作 568
11.1.4 增加弹簧 569
11.1.5 增加阻尼器 571
11.1.6 提高级的分析 571
11.1.7 后续的结构分析 574
11.2.1 实作前的准备 576
11.2 计算机钣金机箱的结构分析 576
11.2.2 设计考虑 577
11.2.3 创建分析模型和单位确认 577
11.2.4 简化模型 578
11.2.5 分析 581
习题 586
第12章 MECHANICA的FEM模式 587
12.1 Pro/MECHANICA在FEM方面所采用的技术 588
12.2 FEM模式实务 588
12.3 操作修正和注意事项 596
12.4 到ANSYS里继续操作 598
12.5 本章重点心得 602
习题 603
第3篇 ADAMS和ANSYS 605
第13章 ADAMS和ANSYS初步 605
13.1 ADAMS简介 606
13.2 Pro/Mechanism和ADAMS的转化实例 608
13.2.1 实作前的注意事项和准备工作 608
13.2.2 开始实作 610
13.2.3 心得 622
13.3 ADAMS的操作初步 622
13.4 ANSYS简介 628
13.5 ANSYS的操作初步 632
13.6 结语 641
习题 642
附录A 本书范例光盘和服务方式 643
A.1 本书范例光盘的内容和使用方法 644
A.2 本书技术咨询的操作方式说明 644