《高等機(jī)構(gòu)學(xué)(第2版)》修訂后共分十四章。對(duì)機(jī)構(gòu)學(xué)的經(jīng)典理論及最新研究成果作了較全面的闡述。主要內(nèi)容包括機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論;鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí);有限分離三、四、五位置運(yùn)動(dòng)與函數(shù)生成平面四桿機(jī)構(gòu)綜合;四、五位置運(yùn)動(dòng)生成球面4R機(jī)構(gòu)綜合;平面與空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析;平面無(wú)限接近運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)基礎(chǔ);直線軌跡生成平面四桿機(jī)構(gòu)綜合;機(jī)構(gòu)的平衡。與第1版相比增加了旋量的基礎(chǔ)知識(shí)和基于旋量理論的機(jī)構(gòu)自由度分析方法。還增加了并聯(lián)機(jī)構(gòu)、柔性機(jī)構(gòu)的一些內(nèi)容。連桿機(jī)構(gòu)綜合的內(nèi)容也有了一些增加。《高等機(jī)構(gòu)學(xué)(第2版)》可以作為機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專(zhuān)業(yè)的研究生教材,也可供從事機(jī)械學(xué)理論研究與機(jī)械設(shè)計(jì)的科技人員參考。
第2版 前言
“高等機(jī)構(gòu)學(xué)”亦稱(chēng)“高等機(jī)械原理”(Advanced Mechanism Design:Analysis and Synthesis或Advanced Kinematics and Dynamics of Mechanisms),是機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專(zhuān)業(yè)碩士研究生的一門(mén)必修課,研究范圍十分廣泛,幾乎涉及所有有關(guān)一般機(jī)器及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析與綜合、機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)、微型機(jī)械和仿生機(jī)械等。所研究的內(nèi)容,在深度上應(yīng)該是在本科機(jī)械原理的基礎(chǔ)上對(duì)各種研究方法和專(zhuān)題進(jìn)行更深入廣泛的了解與掌握,為進(jìn)行深入的專(zhuān)題研究打下牢固的基礎(chǔ),能夠容易地讀懂用各種研究方法撰寫(xiě)的學(xué)術(shù)論文和專(zhuān)著。由于所研究?jī)?nèi)容的廣泛性,作為研究生和工程技術(shù)人員的參考書(shū),內(nèi)容的選取是要考慮的主要問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)正式出版的同類(lèi)書(shū)籍不多,內(nèi)容多有不同。在研讀了國(guó)內(nèi)外多種同類(lèi)書(shū)籍后發(fā)現(xiàn),對(duì)一些經(jīng)典內(nèi)容幾乎每本書(shū)都作了介紹與闡述,只是繁簡(jiǎn)程度與方法不同而已,如機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論、剛體導(dǎo)引問(wèn)題、運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)理論基礎(chǔ)、布爾梅斯特理論、軌跡曲率理論、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析的常用方法等。這些都是機(jī)構(gòu)學(xué)研究者需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)。另外,有的書(shū)中對(duì)編著者所感興趣的研究課題也作了深入的闡述。本書(shū)除了對(duì)上述內(nèi)容作了詳細(xì)介紹外,也介紹了自己感興趣的專(zhuān)題和研究成果。本書(shū)在介紹一些基礎(chǔ)理論方面的知識(shí)時(shí),對(duì)比較成熟的理論盡可能多地采用中文參考書(shū)的內(nèi)容,為表示對(duì)譯者勞動(dòng)的尊重,其外文參考文獻(xiàn)一般不再列出。在介紹空間機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析基礎(chǔ)一章中,主要介紹了已故張啟先院士的《空間機(jī)構(gòu)的分析與綜合》中的相關(guān)內(nèi)容。這是一本在國(guó)內(nèi)非常有影響的經(jīng)典著作,空間機(jī)構(gòu)研究者無(wú)所不知,研究?jī)?nèi)容的深入與廣泛在國(guó)內(nèi)外也是少見(jiàn)的。因此,在介紹其內(nèi)容時(shí)一般不冒昧改動(dòng)。但在有些部分偶爾也介紹一下其他方法。另外幾部有影響的重要著作也是本書(shū)編寫(xiě)時(shí)的主要資料來(lái)源,這些在本書(shū)各章后的參考文獻(xiàn)中都一一列出,如白師賢等編著的《高等機(jī)構(gòu)學(xué)》和樓鴻棣、鄒慧君主編的《高等機(jī)械原理》等。作者在多年教授這門(mén)課程時(shí)根據(jù)本校的教學(xué)要求和科學(xué)研究的需要,主要選用這些教材的部分內(nèi)容和其他一些參考文獻(xiàn)的內(nèi)容組織教材。多年的教學(xué)實(shí)踐使我們體會(huì)到,有些基礎(chǔ)性的內(nèi)容對(duì)讀者進(jìn)行高深內(nèi)容的研究并能夠順利閱讀相關(guān)領(lǐng)域的參考文獻(xiàn)是必需的,因此本書(shū)在選材方面主要注重三方面的內(nèi)容:一是基礎(chǔ)性的內(nèi)容,盡可能介紹全面、透徹、清楚;二是經(jīng)典內(nèi)容,盡量深入淺出,配以示例;三是最新研究成果。考慮到齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)都有相應(yīng)的專(zhuān)著,因此本書(shū)主要介紹連桿機(jī)構(gòu)的分析與綜合的相關(guān)內(nèi)容。在連桿機(jī)構(gòu)的研究中,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為多桿機(jī)構(gòu)研究的基礎(chǔ),有些方法可以直接應(yīng)用于多桿機(jī)構(gòu),并考慮其應(yīng)用的廣泛性與實(shí)用性,本書(shū)各部分的內(nèi)容大都以四桿機(jī)構(gòu)為主,偶爾也涉及多桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)容。
第2版 前言
第1版 前言
第1章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
1.1 共原點(diǎn)的坐標(biāo)變換和剛體的定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
1.1.1 坐標(biāo)變換矩陣的推導(dǎo)
1.1.2 方向余弦矩陣的性質(zhì)
1.1.3 方向余弦矩陣的表示
1.1.4 剛體的定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
1.1.5 方向余弦矩陣的應(yīng)用
1.2 方向余弦矩陣的導(dǎo)數(shù)和剛體的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)
1.2.1 方向余弦矩陣的一次導(dǎo)數(shù)和角速度矩陣
1.2.2 方向余弦矩陣的二次導(dǎo)數(shù)和角加速度矩陣
1.2.3 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)中點(diǎn)的速度和加速度
1.3 不共原點(diǎn)的坐標(biāo)變換和剛體的一般運(yùn)動(dòng)
1.3.1 不共原點(diǎn)的坐標(biāo)變換
1.3.2 剛體的位移矩陣和螺旋位移參數(shù)
1.3.3 DenavitHartenberg坐標(biāo)變換
1.4 剛體一般運(yùn)動(dòng)中點(diǎn)的速度和加速度
1.5 旋量與剛體運(yùn)動(dòng)
1.5.1 旋量、線矢量與偶量
1.5.2 運(yùn)動(dòng)旋量與力旋量
1.5.3 旋量的互易積與約束旋量
1.5.4 旋量系及其分類(lèi)
1.5.5 運(yùn)動(dòng)旋量系與約束旋量系
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第2章 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)理論
2.1 基本概念
2.2 空間機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算
2.3 基于旋量理論的機(jī)構(gòu)自由度分析
2.4 平面機(jī)構(gòu)的分類(lèi)方法
2.5 平面機(jī)構(gòu)的數(shù)綜合
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第3章 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)
3.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸型
3.1.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的空間模型
3.1.2 機(jī)構(gòu)的回路和分支
3.1.3 各種類(lèi)型四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)生成
3.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線
3.2.1 概述
3.2.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線方程及其性質(zhì)
3.3 同源機(jī)構(gòu)
3.3.1 Sylvester仿圖儀
3.3.2 Roberts Chebyschev定理
3.3.3 同源機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及求法
3.4 平行運(yùn)動(dòng)
3.5 四桿機(jī)構(gòu)的齒輪五桿同源機(jī)構(gòu)
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第4章 三位置運(yùn)動(dòng)生成平面四桿機(jī)構(gòu)綜合
4.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)矩陣及鉸鏈點(diǎn)公式的推導(dǎo)
4.2 給定連架桿長(zhǎng)度的三位置運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合
4.3 給定連架桿夾角的三位置運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合
4.4 給定連桿在第1位形瞬心點(diǎn)的三位置運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合
4.5 計(jì)算示例
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第5章 四、五位置運(yùn)動(dòng)與函數(shù)生成平面四桿機(jī)構(gòu)綜合
5.1 四位置問(wèn)題圓點(diǎn)與圓心曲線的生成
5.1.1 有限分離四位置問(wèn)題布氏曲線方程式的推導(dǎo)
5.1.2 混合四位置問(wèn)題各情況布氏曲線方程式系數(shù)表達(dá)式的推導(dǎo)
5.2 機(jī)構(gòu)解域的形成
5.2.1 布氏曲線的有序表示
5.2.2 角度映射關(guān)系的建立
5.3 五位置問(wèn)題布氏點(diǎn)求解公式的推導(dǎo)
5.4 運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合計(jì)算示例
5.5 函數(shù)生成機(jī)構(gòu)綜合向運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合的轉(zhuǎn)換
5.6 函數(shù)生成機(jī)構(gòu)綜合計(jì)算示例
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第6章 四、五位置運(yùn)動(dòng)與函數(shù)生成球面4R機(jī)構(gòu)綜合
6.1 四位置問(wèn)題球面布氏曲線方程式的推導(dǎo)
6.2 布氏曲線的生成
6.3 五位置問(wèn)題球面布氏點(diǎn)表達(dá)式的推導(dǎo)
6.4 運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合計(jì)算示例
6.5 函數(shù)生成機(jī)構(gòu)綜合向運(yùn)動(dòng)生成機(jī)構(gòu)綜合的轉(zhuǎn)換
6.6 函數(shù)生成機(jī)構(gòu)綜合計(jì)算示例
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第7章 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
7.1 二級(jí)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
7.1.1 三轉(zhuǎn)動(dòng)副(RRR)二級(jí)組
7.1.2 內(nèi)副為移動(dòng)副的(RPR)二級(jí)組
7.1.3 外副之一為移動(dòng)副的(RRP)二級(jí)組
7.2 復(fù)雜平面連桿機(jī)構(gòu)的位置分析
7.2.1 位置方程的建立與求解
7.2.2 用型轉(zhuǎn)化法數(shù)值迭代求解
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第8章 空間單鏈連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
8.1 RCCC機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析
8.1.1 位置分析
8.1.2 速度分析
8.1.3 加速度分析
8.1.4 構(gòu)件上任意點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分析
8.2 串聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的位置分析
8.2.1 機(jī)械手的位姿描述
8.2.2 連桿變換矩陣
8.2.3 3R機(jī)器人機(jī)構(gòu)正向位置求解
8.2.4 空間3R機(jī)器人正、反向位置求解
8.2.5 PUMA 560機(jī)器人機(jī)構(gòu)位置正反解分析
8.3 串聯(lián)機(jī)器人的雅可比矩陣
8.3.1 雅可比矩陣的定義
8.3.2 雅可比矩陣的求法
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第9章 平面無(wú)限接近運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)基礎(chǔ)
9.1 基本概念
9.2 歐拉 薩弗里(Euler Savary)方程
9.3 曲率駐點(diǎn)曲線
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第10章 直線軌跡生成平面四桿機(jī)構(gòu)綜合
10.1 用無(wú)限接近理論綜合四桿直線機(jī)構(gòu)
10.1.1 基本理論
10.1.2 一般情況下的四點(diǎn)接觸直線機(jī)構(gòu)綜合
10.1.3 特殊情況:鮑爾點(diǎn)位于連架桿所在直線上
10.1.4 特殊情況:瞬心和一個(gè)固定鉸鏈點(diǎn)重合
10.2 混合四位置直線軌跡生成平面四桿機(jī)構(gòu)綜合
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第11章 并聯(lián)機(jī)構(gòu)
11.1 概述
11.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的分類(lèi)
11.3 自由度計(jì)算與構(gòu)型綜合
11.3.1 自由度計(jì)算
11.3.2 構(gòu)型綜合簡(jiǎn)介
11.4 運(yùn)動(dòng)分析
11.4.1 位置分析
11.4.2 速度分析
11.5 基于雅可比矩陣的性能分析與評(píng)價(jià)
11.5.1 奇異位形
11.5.2 靈巧度與各向同性
11.5.3 剛度性能
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第12章 柔性機(jī)構(gòu)
12.1 概述
12.2 基本術(shù)語(yǔ)及主要性能指標(biāo)
12.3 材料選擇
12.4 基本柔性單元及其模型
12.4.1 基本柔性單元的類(lèi)型
12.4.2 等效約束模型
12.4.3 基本柔性單元的偽剛體模型
12.5 柔性鉸鏈的分類(lèi)枚舉
12.6 平面柔性機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
12.7 柔性機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合
12.8 柔性機(jī)構(gòu)的加工方法概述
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第13章 機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析
13.1 剛體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
13.1.1 剛體的線動(dòng)量、角動(dòng)量和質(zhì)量參數(shù)
13.1.2 慣量矩陣的變換及慣量橢球
13.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析
13.2.1 分離體分析方法
13.2.2 連桿機(jī)構(gòu)力分析的虛功方法
13.3 空間RCCC機(jī)構(gòu)及4R機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析
13.3.1 空間RCCC機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析
13.3.2 萬(wàn)向聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第14章 機(jī)構(gòu)的平衡
14.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力完全平衡
14.1.1 加配重完全平衡平面連桿機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力
14.1.2 用附加桿組法完全平衡平面機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力
14.2 平面連桿機(jī)構(gòu)震動(dòng)力和震動(dòng)力矩的完全平衡
14.2.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力矩公式
14.2.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力矩公式及其平衡條件
14.2.3 平面連桿機(jī)構(gòu)震動(dòng)力矩完全平衡的其他方法
14.3 平面連桿機(jī)構(gòu)震動(dòng)力平衡后震動(dòng)力矩的平衡:采用變速轉(zhuǎn)子平衡方法
14.4 空間機(jī)構(gòu)震動(dòng)力和震動(dòng)力矩的平衡
14.5 機(jī)構(gòu)能量和輸入轉(zhuǎn)矩的平衡
參考文獻(xiàn)