实用机构设计与分析

节选

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《实用机构设计与分析》是为了更好地适应高等教育大众化对人才培养的新要求，构建适应应用型人才培养目标的人才培养模式而编写。旨在加强学生综合能力及工程意识的培养。全书内容共8章，主要介绍了实用机构的工程应用，实用机构现代设计方法，印刷设备中常用的平面连杆机构、凸轮一连杆机构、齿轮一连杆机构、分度凸轮机构、共轭凸轮机构和高速凸轮机构等实用机构的分析及设计方法。《实用机构设计与分析》可作为高等学校本科机械类各专业机构设计与分析类课程的参考教材，也可供从事机械产品开发和创新的工程技术人员参考。

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相关资料

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插图：2）机构尽可能简单，运动链尽可能短基本机构结构简单，技术成熟，应优先选用能满足特定的动作和功能要求的基本机构。若基本机构不能满足或不能较好地满足要求时，再对基本机构进行变异或组合设计。实现同样的运动要求，执行机构的运动链应尽可能短，即尽量采用构件数和运动副数目较少的机构，这样既易于制造和装配，又减少了传动中的累积误差和摩擦损耗，提高了传动精度和机械效率。例如，为了使运动链简短，在机械的几个运动链之间没有严格速比要求的情况下，可考虑每个运动链各用一个原动机来独立驱动。3）具有良好的传力条件和动力特性不同型式的机构，其传力条件和动力特性是不同的。在进行机构型式设计时，要结合具体问题，尽量使机构具有良好的传力条件和动力特性。例如，对于主要传动力的机构，机构的传动角要尽量大，以防止发生自锁，减小原动机的功率及损耗；对于机械中高速运转的机构，如果作往复运动或平面复杂运动的构件惯性质量很大，或转动构件上有较大的偏心质量，则在机构型式设计时，应使其质量分布合理，以减小机械运转中的动载荷，降低机械系统的振动。此外，应尽量避免采用虚约束，因为虚约束要求较高的加工和装配精度，否则将会产生较大的附加内应力，甚至产生楔紧现象而使运动发生困难。若为了改善受力状况或增加机构刚度而引入虚约束时，则必须注意结构、尺寸等方面设计的合理性。4）具有较高的机械效率机械效率反映机械对机械能的有效利用程度。机械效率取决于组成机械的各个机构的效率，而机械中各运动链所传递的功率往往相差较大。在设计中应通过合适的机构型式，使传递功率最大的主运动链具有较高的机械效率，而对于传递功率较小的辅助运动链（如进给运动链、分度运动链等），其机械效率的考虑可放在次要地位，而主要考虑简化机构、减小外廓尺寸等方面。5）适当选择原动机的类型，以简化结构和改善运动质量执行机构的型式设计不仅与执行构件（即输出构件）的运动形式有关，而且与原动件（即输入构件）的运动形式有关，而原动件的运动形式则与所选的原动机类型有关。常用的原动机有电动机、液压缸、气缸等。目前，各种机械大多采用电动机作为原动机，如固定设备经常选用电动机作为动力源，电动机一般输出连续转动，与执行机构的连接较简单，效率较高。而在有液压、气压动力源时，可以选用液压缸或气缸作为动力源，为执行机构提供往复移动或摆动的输入运动，简化减速系统和执行机构。例如，在有多个执行机构的矿山冶金机械及自动生产线上，经常采用气动和液压装置。图1-2所示为铸锭送料机构，采用液压缸作主动力，结构简单，操作方便。图1-3所示为摆杆机构的两种方案，显然，图1-3（a）的摆动气缸方案，结构比较简单。而图1-3（b）的方案则比较复杂，由于电动机一般转速较高，必须通过减速系统才能达到摆杆的摆动频率的要求。

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本书特色

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《实用机构设计与分析》：常用机构优化及设计分析方法，众多典型机构设计实例，常用机构MATLAB工程应用。

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目录

第1章 概述1.1 实用机构设计综述1.1.1 机械产品设计过程1.1.2 机器与机构设计1.1.3 机构型式设计1.1.4 机构的尺度设计1.2 实用机构的工程应用1.2.1 实现给定轨迹1.2.2 实现给定轨迹及运动规律1.2.3 实现间歇送进功能1.2.4 实现大行程的行程放大机构1.2.5 实现大摆角的行程放大机构1.2.6 实现变速回转运动1.2.7 实现两连架杆的对应位置1.3 实用机构现代设计方法1.3.1 设计的概念1.3.2 现代设计的概念1.3.3 现代设计的特点1.3.4 本书的主要内容第2章 平面连杆机构2.1 连杆机构的工程应用2.1.1 实现往复运动2.1.2 实现增力效果的双肘杆施压机构2.2 平面连杆机构再生运动链演化2.2.1 再生运动链基本知识2.2.2 机构的拓扑构造矩阵和一般化原则2.2.3 连杆类配2.2.4 组合运动链及运动链图谱2.2.5 再生运动链与新机构的构建2.3 平面连杆机构运动分析的杆组法2.3.1 杆组法及其应用2.3.2 杆组法运动分析的数学模型2.3.3 杆组法运动分析举例2.4 平面连杆机构设计2.4.1 按从动件急回特性设计平面连杆机构2.4.2 按从动件的大摆角设计平面连杆机构2.4.3 按主、从动件相对位置设计平面连杆机构2.4.4 按给定轨迹设计平面连杆机构2.5 设计实例2.5.1 双面胶印机离合压连杆机构设计2.5.2 转动导杆变速输纸机构设计2.5.3 多功能自动翻身床曲腿运动机构的运动设计与运动分析第3章 凸轮一连杆机构3.1 凸轮一连杆机构的工程应用3.1.1 实现复杂运动轨迹3.1.2 实现复杂运动规律3.2 凸轮一连杆机构的组合方式3.2.1 串联式凸轮一连杆机构3.2.2 并联式凸轮一连杆机构3.2.3 复合式凸轮一连杆机构3.3 凸轮一连杆机构设计3.3.1 实现运动轨迹的凸轮一连杆机构设计3.3.2 实现往复摆动的凸轮一连杆机构设计3.3.3 复合式凸轮一连杆机构第4章 齿轮一连杆机构4.1 齿轮一连杆机构的常用形式4.2 齿轮一连杆机构的工程应用4.2.1 实现变速回转运动4.2.2 实现大行程4.2.3 实现复杂运动轨迹4.3 齿轮一连杆机构运动分析4.3.1 曲柄齿轮齿条放大行程机构运动分析4.3.2 齿轮双曲柄五杆机构运动分析4.3.3 齿轮连杆变速机构运动分析4.4 齿轮一连杆机构设计4.4.1 齿轮一连杆机构的步进角和平均角速度比4.4.2 平均角速度比I＝1时的运动分析4.4.3 优化数学模型4.4.4 设计实例第5章 分度凸轮机构5.1 概述5.1.1 工作原理5.1.2 分类5.1.3 特点5.2 平行分度凸轮机构5.2.1 平行分度凸轮机构基本参数5.2.2 平行分度凸轮机构轮廓线的解析法计算5.2.3 平行凸轮分度机构设计实例5.3 圆柱分度凸轮机构5.3.1 圆柱分度凸轮机构基本参数5.3.2 圆柱分度凸轮机构轮廓线的解析法计算5.3.3 圆柱分度凸轮机构的压力角5.3.4 分度凸轮机构计算机辅助设计5.4 弧面分度凸轮机构5.4.1 弧面分度凸轮机构基本参数5.4.2 弧面分度凸轮机构轮廓线的解析法计算5.4.3 弧面分度凸轮机构的压力角5.3.4 弧面分度凸轮机构计算机辅助设计第6章 共轭凸轮机构6.1 共轭凸轮机构的工程应用6.2 滚子从动件直动共轭凸轮廓线设计6.2.1 主凸轮轮廓线的计算6.2.2 副凸轮轮廓线的计算6.2.3 凸轮轮廓曲率半径计算6.2.4 主副凸轮安装角6.3 平底从动件直动共轭凸轮廓线设计6.3.1 主凸轮轮廓线的计算6.3.2 副凸轮轮廓线的计算6.3.3 凸轮轮廓曲率半径计算6.3.4 主副凸轮安装角6.4 滚子从动件摆动共轭凸轮廓线设计6.4.1 主凸轮轮廓线的计算6.4.2 副凸轮轮廓线的计算6.4.3 凸轮轮廓曲率半径计算6.4.4 主副凸轮安装角6.5 设计实例6.5.1 设计方法6.5.2 凸轮机构计算机辅助设计6.5.3 设计基本参数确定第7章 高速凸轮机构7.1 概述7.1.1 凸轮机构静态设计和动态设计7.1.2 凸轮一从动件系统振动7.2 凸轮一从动件系统动力学模型7.2.1 构件等效动力学模型7.2.2 凸轮一从动件系统阻尼的确定7.3 设计实例7.3.1 建立递纸机构动力学模型7.3.2 定心下摆式递纸机构动力分析7.3.3 定心下摆式递纸机构动态响应谐波分析第8章 实用机构优化设计基础8.1 机械优化设计的基本问题8.1.1 设计变量及目标函数8.1.2 设计约束和可行域8.1.3 优化设计的数学模型及其分类8.2 优化设计的理论与数学基础8.2.1 函数的梯度与Hessian矩阵8.2.2 凸集与凸函数8.3 优化计算的数值解法及收敛条件8.3.1 数值计算法的迭代过程8.3.2 迭代计算的终止准则8.4 常用的无约束优化方法8.4.1 一维黄金分割法8.4.2 多变量优化计算的梯度方法8.5 常用的约束优化方法8.5.1 约束随机方向法8.5.2 复合形法8.5.3 惩罚函数法8.6 优化设计实例8.6.1 实例1 平面四杆机构优化设计8.6.2 实例2 离合压驱动机构优化设计附录参考文献

封面

书名:实用机构设计与分析

作者:张晓玲

页数:214页

定价:¥29.8

出版社:北京航空航天大学出版社

出版日期:2010-08-01

ISBN:9787512400528

PDF电子书大小:145MB 高清扫描完整版