现代连杆机构设计

前言

连杆机构的设计，是一个比较复杂的问题。连杆机构所具有的运动副是低副，其运动形

式和连杆曲线具有多样性，所以直至今天，人们对它的设计与研究仍在不断深入进行。

本书定名为《现代连杆机构设计》，主要介绍了平面连杆机构图解法的基本理论及设计

方法，解析法中的函数逼近法、刚体导引机构设计的理论及设计方法，机构优化设计的

理论及方法，并且对与连杆机构有关的组合机构和开式链机构进行了论述。

对三位置刚体导引铰链四杆机构的设计及再现函数的平面连杆机构的优化设计，给出了C

语言设计程序及计算结果，C语言设计程序由熊滨生、陈江义编写并调试。

在思考题及练习题选择上，力求有利于启发和加深学生对所学内容的理解，进一步培养

他们分析和解决问题的能力。

本书绪论、第二章、第三章、第五章、第六章、第八章由郑州大学熊滨生编写，第一章

、第十章由中原工学院熊安然编写，第四章、第九章由郑州大学肖献国编写，第七章由

郑州大学陈江义编写。

郑州大学张明成教授悉心审阅了书稿，提出许多宝贵意见，特此表示感谢。

由于编者水平有限，编写时间仓促，书中不妥之处难免，敬请读者指正。

编者

2005年12月
	 
	 
	 

本书阐述了连杆机构的设计理论及设计方法。全书除绪论外，共十章，包括平面连杆机构的型分析，用函数逼近法进行平面机构综合，给定连杆平面三位置的平面杆机构综合，给定连杆平面四位置的平面机构综合，给定两连架杆对应角位移的平面机构综合，极点曲线及其应用，平面连杆机构的优化设计，刚体导引机构的综合，组合机构及开式链机构。在各章之后，附有一定数量的思考题和练习题。

本书可作为高等院校工科机械类专业学生的选修课教材，机械学科的研究生参考教材，也可供从事机构设计的科技人员及教师参考之用。
	 
	 
	 

目录

绪论

第一章平面连杆机构的型分析

第一节一自由度机构的型分析

第二节二自由度机构的型分析

第三节多自由度机构的型分析

第四节平面连杆机构型分析的杆组法

思考题及练习题

第二章用函数逼近法进行平面连杆机构综合

第一节函数逼近法的基本思想

第二节用插值逼近法综合铰链四杆机构

第三节用平方逼近法综合铰链四杆机构

第四节用最佳逼近法综合铰链四杆机构

思考题及练习题

第三章给定连杆平面三个相关位置的四杆机构综合

第一节运动平面及转动极点

第二节等视角定理

第三节极三角形与镜极三角形

第四节基点及三相关点所在圆的圆心

第五节三相关点共线与四相关点共线

第六节三相关线共点与四相关线共点

第七节给定连杆平面三位置的机构综合

思考题及练习题

第四章给定连杆平面四位置的平面机构综合

第一节四相关点共圆的圆心与转动极

第二节圆心曲线

第三节圆点曲线及其作图法

第四节对极四边形与圆心曲线

第五节给定连杆平面四位置的机构综合

思考题及练习题

第五章给定两连架杆对应角位移的平面机构综合

第一节相对运动转换与相对转动极

第二节实现两连架杆一组及两组角位移的平面机构

综合

第三节相对转动极的极三角形和对极四边形

第四节给定两连架杆三组对应角位移的四杆机构综合

思考题及练习题

第六章极点曲线及其应用

第一节极点曲线

第二节借助极点曲线实现给定连杆曲线的平面四杆机构

综合

思考题及练习题

第七章平面连杆机构的优化设计

第一节优化设计数学模型

第二节优化设计方法的选择

第三节再现函数的平面连杆机构优化设计

第四节再现轨迹的平面连杆机构

第五节再现连杆角位移的平面连杆机构

思考题及练习题

第八章刚体导引机构的综合

第一节刚体导引机构的应用及实现方法

第二节刚体导引机构的综合方程式

第三节给定位置数与任选参数个数的关系

第四节三位置刚体导引铰链四杆机构的设计

第五节三位置刚体导引曲柄滑块机构的设计

思考题及练习题

第九章含有连杆机构的组合机构

第一节机构的组合方式与组合机构

第二节组合机构的类型及功能

第三节组合机构的设计

思考题及练习题

第十章开式链机构

第一节开式链机构的特点及功能

第二节开式链机构的结构分析

第三节开式链机构的运动学

思考题及练习题

附录

C语言编写的内点罚函数法优化设计程序