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第1章　平面连杆机构组成分析与演化1

1.1　平面连杆机构与平面凸轮机构的关联1

1.1.1　平面连杆机构替代平面凸轮机构的条件1

1.1.2　平面连杆机构替代一般平面凸轮机构的瞬时性3

1.2　平面连杆机构运动简图7

1.3　平面连杆机构自由度12

1.3.1　自由度计算公式12

1.3.2　局部自由度13

1.3.3　虚约束13

1.4　平面连杆机构的同性异形演化15

1.5　平面连杆机构组成分析20

1.5.1 主动件为连架杆的平面连杆机构20

1.5.2　主动件为非连架杆的平面连杆机构25

1.6　平面连杆机构的再生运动链演化29

1.6.1　再生运动链法创新设计流程29

1.6.2　一般化原则29

1.6.3　连杆类配29

1.6.4　组合运动链32

1.6.5　铰链夹紧机构创新设计34

第2章　平面连杆机构运动分析41

2.1　复数矢量运算基础41

2.2　平面四杆机构运动分析43

2.2.1　铰链四杆机构运动分析43

2.2.2　曲柄滑块机构运动分析47

2.2.3　导杆机构运动分析48

2.3 Ⅱ级平面多杆机构运动分析50

2.3.1　刚体运动分析51

2.3.2　Ⅱ级杆组运动分析51

2.3.3 Ⅱ级平面多杆机构运动分析举例61

2.4　高级平面连杆机构运动分析65

2.4.1　双副杆约束方程式65

2.4.2　高级杆组运动分析67

2.4.3　高级平面连杆机构运动分析举例68

2.5　包含液压气动元件的平面连杆机构运动分析71

2.5.1　一缸Ⅱ级杆组运动分析71

2.5.2　平面多杆机构运动分析73

2.6　计算机辅助平面连杆机构运动分析76

2.6.1　运动分析常用的函数子程序集76

2.6.2　计算机辅助平面连杆机构运动分析举例80

第3章　连杆曲线及其应用84

3.1　瞬心线84

3.1.1　定瞬心线与动瞬心线84

3.1.2　瞬心速度87

3.2　拐点圆与欧拉-萨伐里公式87

3.2.1 拐点圆87

3.2.2　欧拉-萨伐里公式88

3.2.3　连杆上任一点曲率半径的确定89

3.3　近似直线导向机构设计91

3.3.1　单近似直线导向机构设计91

3.3.2　双近似直线导向机构设计92

3.4　曲率驻点曲线97

3.4.1　曲率驻点条件97

3.4.2　曲率驻点曲线方程式97

3.4.3　瞬心线为圆时的特例100

3.4.4　鲍尔点（平点）100

3.5　近似等角速比机构设计102

3.6　同源（同迹）机构与对称连杆曲线105

3.6.1　西尔威斯特仿图仪105

3.6.2　罗培兹-契贝谢夫定理105

3.6.3　对称连杆曲线106

3.7　连杆曲线的尖点与重点109

3.7.1　尖点109

3.7.2　重点110

第4章　平面连杆机构设计114

4.1　按从动杆急回特性设计平面连杆机构114

4.1.1　曲柄摇杆机构114

4.1.2　导杆机构122

4.1.3　曲柄滑块机构123

4.1.4　扩大从动杆行程的急回机构124

4.2　按从动杆大摆角设计平面连杆机构125

4.2.1　利用导杆机构扩大摆角125

4.2.2　利用铰链四杆机构扩大摆角126

4.2.3　两级扩大摆角126

4.3　按连杆位置设计平面连杆机构127

4.3.1　刚体位移矩阵127

4.3.2　应用双铰杆作连架杆129

4.3.3　应用铰移杆作连架杆132

4.4　按主、从动杆相对位置设计平面连杆机构137

4.4.1　插值结点137

4.4.2　铰链四杆机构138

4.4.3　曲柄滑块机构139

4.5　按给定轨迹设计平面连杆机构142

4.6　按从动杆近似停歇要求设计平面连杆机构（利用极限位置）144

4.6.1　一套四杆机构144

4.6.2　两套四杆机构串联144

4.6.3　三套四杆机构串联148

4.7　按从动杆近似停歇要求设计平面连杆机构（利用连杆曲线）153

4.7.1　在一极限位置近似停歇153

4.7.2　在两极限位置近似停歇155

4.8　按从动杆近似等速移动要求设计平面连杆机构157

4.8.1 从动杆在单行程内作近似等速运动157

4.8.2　从动杆在往复两行程内作近似等速运动158

4.9　利用瞬停节设计锁紧机构161

4.9.1 四杆运动链中瞬停节161

4.9.2　六杆运动链中瞬停节161

4.9.3　瞬停节在锁紧机构中应用162

4.10　应用几何学定理设计平面连杆机构166

4.10.1　直线导向机构166

4.10.2　圆锥曲线机构167

4.11　高级平面连杆机构168

4.11.1　实现较高要求的刚体导引168

4.11.2　实现主、从动杆间较复杂的函数关系169

4.11.3　大幅度调节从动杆的动程或速度169

4.11.4　改进机构中运动副的配置170

4.11.5　改善机构中执行件的工作条件171

4.11.6　获得较大的增力作用171

第5章　简单空间连杆机构分析与设计173

5.1　空间连杆机构自由度173

5.2　简单空间连杆机构运动分析176

5.2.1 当量平面机构法的一般步骤176

5.2.2　空间连杆机构的当量平面机构中不含尺寸变化构件的情况176

5.2.3　空间连杆机构的当量平面机构中仅含一个尺寸变化构件的情况177

5.3　简单空间连杆机构设计188

5.3.1　按从动杆摆角与行程速度变化系数等设计RSSR机构188

5.3.2　按主、从动杆三个对应位置设计RSSR机构191

5.3.3　按给定函数关系设计RSSR机构193

5.4　RSSR机构中曲柄存在条件194

5.4.1　平面铰链四杆机构中连杆的临界长度195

5.4.2　RSSR机构中连杆的临界长度195

5.5　RSSR机构中压力角198

5.5.1　压力角α的计算公式198

5.5.2　曲柄摇杆机构的K-ψ0-a线图199

5.5.3　两投影面上的压力角α′和α″199

第6章　平面连杆机构精度分析203

6.1　机构精度分析基本原理203

6.2　机构精度分析解析法204

6.3　机构精度分析数值微分法206

6.4　机构精度概率统计特性208

6.5　机构精度分配方法210

6.5.1　精度分配常用算法211

6.5.2　精度分配的合理调整213

第7章　平面连杆机构力分析与平衡214

7.1　平面连杆机构静力分析214

7.1.1　极力法214

7.1.2　含弹簧的连杆机构静力分析215

7.1.3　气液动连杆机构静力分析216

7.2　平面连杆机构动态静力分析220

7.2.1 运动副反力和构件惯性力的表示220

7.2.2　动态静力分析解析法222

7.3　震动力和震动力矩及其平衡概念230

7.4　平面连杆机构惯性力的完全平衡232

7.4.1　平面铰链四杆机构惯性力的平衡232

7.4.2　平面连杆机构惯性力完全平衡的一般方法235

7.5　平面连杆机构惯性力和惯性力矩的平衡238

7.5.1　惯性力已平衡的铰链四杆机构的惯性力矩239

7.5.2　铰链四杆机构惯性力和惯性力矩的完全平衡240

7.6　震动力和震动力矩的部分平衡242

7.6.1 附加匀速回转平衡质量部分平衡震动力242

7.6.2　附加齿轮机构部分平衡震动力和震动力矩244

第8章　平面连杆机构最优化设计249

8.1　最优化技术基础249

8.1.1　最优化问题的数学模型249

8.1.2　无约束最优化方法250

8.1.3　约束最优化方法252

8.1.4　局部最优点与全局最优点253

8.1.5　最优化问题的计算机软件MATLAB辅助计算253

8.2　平面连杆机构运动综合最优化设计255

8.2.1　平面铰链四杆机构再现函数的最优化设计255

8.2.2　平面铰链四杆机构再现轨迹的最优化设计258

8.2.3　两套四杆机构串联实现从动杆较长时间停歇的最优化设计265

8.3　平面连杆机构震动力和震动力矩最优化平衡269

8.3.1　连架杆上附加平衡质量最优平衡震动力和震动力矩270

8.3.2　附加平衡质量的最小转动惯量274

8.3.3　附加平衡Ⅱ级杆组（变速转子）最优平衡震动力矩275

8.4　输入转矩和运动副反力的最优化平衡278

8.5 平面连杆机构动力综合最优化设计281

附录285

附录A　运动分析常用的函数子程序集285

附录B　刚体导引与再现函数问题的函数子程序集293

参考文献301