《机构学教程》求取 ⇩

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