课程简介
课程教学内容：本课程主要介绍机械系统的运动、动力分析和设计的基本理论和基本方法，内容包括机构的结构设计和分析、常用机构的运动分析及设计、机械系统动力学分析及设计。
课程特色：
课程特色1：随着科学及技术的发展，机电一体化产品在生产与生活中的应用日益广泛，机械工业经历了从传动机械到现代机械的转变，传统的单自由度复杂机构被计算机控制的多自由度机构所取代，新型驱动装置不断涌现。为了适应工业技术的发展，本课程利用任务空间维度和基本杆组的概念建立了平面多自由度机构结构设计的基本方法，并且增加了多自由度机构运动分析的相关内容；选择了机械系统和电子电气系统相统一、适用于多自由度系统的广义拉格朗日方程作为建立机械系统动力学方程式基本方法。
课程特色2：以机构的运动功能设计为主线，从日常生活常用的雨伞、台灯、缝纫机等机械装置开始，最后再延伸到当代机械研究和设计的热点问题，例如：机器人的腕关节、踝关节、膝关节、肘关节设计、医疗和康复机械的设计、仿生翅翼机构、风力发电装置的设计等。
课程大纲
从缝纫机说起-----机器、机构、构件、运动副、机构运动简图
1.1 传统与现代的缝纫机
1.2 机构及其基本组成
1.3 运动副及其类型
1.4 机构运动简图
1.5 运动副设计
1.6 机器人的手腕设计
思考题及习题
从雨伞说起---机构自由度及基本杆组
2.1 雨伞的结构
2.2 机构自由度的概念
2.3 机构自由度计算公式
2.4 基本杆组及其类型
2.5 机构的结构设计
2.6 挖掘机机构的结构分析
思考题及习题
连杆机构变换的奥秘---曲柄存在条件及机构演化方法
3.1 铰链四杆机构的类型
3.2 曲柄滑块机构及其演化
3.3 导杆机构及其类型
3.4 翅翼机构的结构
3.5 踝关节及膝关节机构
3.6五杆和六杆机构及其变换
思考题及习题
从台灯机构说起----平行四边形机构及其变换
4.1 台灯机构的结构分析
4.2 平行四边形机构的运动
4.3 一种振动筛机构的设计
4.4 手术机器人机构的设计
4.5 扩张和收缩机构
思考题及习题
往复运动机构的设计----急回作用及机构设计
5.1 构件往复运动及其实现机构
5.2 导杆机构的设计
5.3 曲柄摇杆机构的设计
5.4 曲柄滑块机构的设计
5.5 凸轮机构及其他机构的设计
5.6 急回作用与俘能器设计
思考题及习题
多样的连杆曲线----连杆机构的运动分析及轨迹曲线应用
6.1五杆机构的连杆曲线
6.2五杆机构的逆运动学
6.3 曲柄滑块机构的连杆曲线
6.4 连杆间歇运动机构的设计
6.5 机器人腿机构的设计
思考题及习题
从液压铰链的设计说起----刚体导引问题及求解
7.1 液压铰链中的连杆机构
7.2 3自由度机构及其设计
7.3 2自由度机构设计
7.4 转杆滑块机构设计
7.5 仿生翅翼机构设计
7.6 多功能轮椅机构的设计
思考题及习题
再说雨伞机构的设计----函数发生及点位对应问题及求解
8.1锁定滑环与伞骨的运动关系
8.2 函数发生问题的图解法
8.3 函数发生问题的解析法
8.4 解算机构
8.5 点位对应问题的解析法
8.6 微创手术机构设计
思考题及习题
低副机构与高副机构---速度瞬心及其应用
9.1 速度瞬心的概念及确定
9.2在机构速度分析中的应用
9.3在机械增益分析中的应用
9.4 高机械增益机构
9.5 瞬心线机构（摩擦轮机构）
9.6 共轭曲线机构
9.7 高副低代及其应用
思考题及习题
凸轮送进机构----直动从动件盘形凸轮机构的设计
10.1 凸轮送进机构的特点
10.2 从动件运动规律及其设计
10.3 凸轮机构的基本尺寸
10.4 尖底从动件凸轮轮廓
10.5 滚子及平底从动件凸轮轮廓
10.6 凸轮廓线的变尖与失真
思考题及习题
凸凹之间多变换----凸轮机构的类型及应用
11.1 凸轮的形变
11.2 摆动从动件凸轮机构
11.3 机械花瓣机构
11.4 电子凸轮机构
思考题及习题
并不简单的齿轮机构---齿轮齿廓曲线的设计
12.1 齿廓啮合基本定律
12.2 渐开线齿廓的形成及性质
12.3 渐开线齿轮传动的特点
12.4 齿轮-齿条传动及其特点
12.5 其他类型的齿廓曲线
思考题及习题
渐开线齿轮传动----几何尺寸和参数设计及啮合传动
13.1 直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
13.2 变位系数及根切现象
13.3 直齿圆柱齿轮的正确啮合条件
13.4 直齿圆柱齿轮的传动类型
13.5 直齿圆柱齿轮的正确安装
13.6 直齿圆柱齿轮传动的重合度
13.7 直齿圆柱齿轮传动的齿廓滑动
13.8 其他类型的齿轮传动
思考题及习题
组合产生新功用------轮系及组合机构
14.1 定轴轮系及其传动比计算
14.2 周转轮系及其传动比计算
14.3 混合轮系及其传动比计算
14.4 风力发电装置中的轮系
14.5 机械臂关节中的轮系
14.6 肘关节康复机构中的轮系
思考题及习题
谈谈机械输出功率和效率---压力角、传动角和死点及效率计算
15.1 连杆机构的压力角与传动角
15.2 凸轮机构的压力角
15.3 死点及其应用
15.4 机械系统效率计算
思考题及习题
螺旋副中的奥妙---移动副摩擦及螺旋机构
16.1 螺旋及螺旋副
16.2 螺旋机构
16.3 螺旋副的受力分析及效率
16.4 螺旋副的自锁
16.5 非常规螺旋副
思考题及习题
自锁机构---转动副摩擦、力及效率分析、自锁机构设计
17.1 在起重设备及夹具中的应用
17.2 机构效率及自锁条件
17.3 转动副中的摩擦分析
17.4 考虑摩擦的机构力及效率分析
17.5 螺旋副的设计
17.6 斜面机构的设计
思考题及习题
机械的受力与运动----机械系统动力学方程及控制技术基础
18.1 齿轮传动的动力学分析
18.2 动力分析的计算模型
18.3 广义拉格朗日方程及其应用
18.4 MEMS静电驱动的动力学方程
18.5 单摆的动力学方程及求解
18.6 RP机器人机械臂的分析及控制
思考题及习题
机械运动的惯性力---利用惯性力的机构、转子及机构的平衡
19.1 利用惯性力的机构
19.2 转子的平衡
19.3 机构的平衡
思考题及习题
机械运动和动力分析的仿真及实验---计算机程序设计及商业软件、实验装置
20.1 机构运动分析及动力分析商业软件
20.2 实验装置
思考题及习题
1.1 传统与现代的缝纫机
1.2 机构及其基本组成
1.3 运动副及其类型
1.4 机构运动简图
1.5 运动副设计
1.6 机器人的手腕设计
思考题及习题
从雨伞说起---机构自由度及基本杆组
2.1 雨伞的结构
2.2 机构自由度的概念
2.3 机构自由度计算公式
2.4 基本杆组及其类型
2.5 机构的结构设计
2.6 挖掘机机构的结构分析
思考题及习题
连杆机构变换的奥秘---曲柄存在条件及机构演化方法
3.1 铰链四杆机构的类型
3.2 曲柄滑块机构及其演化
3.3 导杆机构及其类型
3.4 翅翼机构的结构
3.5 踝关节及膝关节机构
3.6五杆和六杆机构及其变换
思考题及习题
从台灯机构说起----平行四边形机构及其变换
4.1 台灯机构的结构分析
4.2 平行四边形机构的运动
4.3 一种振动筛机构的设计
4.4 手术机器人机构的设计
4.5 扩张和收缩机构
思考题及习题
往复运动机构的设计----急回作用及机构设计
5.1 构件往复运动及其实现机构
5.2 导杆机构的设计
5.3 曲柄摇杆机构的设计
5.4 曲柄滑块机构的设计
5.5 凸轮机构及其他机构的设计
5.6 急回作用与俘能器设计
思考题及习题
多样的连杆曲线----连杆机构的运动分析及轨迹曲线应用
6.1五杆机构的连杆曲线
6.2五杆机构的逆运动学
6.3 曲柄滑块机构的连杆曲线
6.4 连杆间歇运动机构的设计
6.5 机器人腿机构的设计
思考题及习题
从液压铰链的设计说起----刚体导引问题及求解
7.1 液压铰链中的连杆机构
7.2 3自由度机构及其设计
7.3 2自由度机构设计
7.4 转杆滑块机构设计
7.5 仿生翅翼机构设计
7.6 多功能轮椅机构的设计
思考题及习题
再说雨伞机构的设计----函数发生及点位对应问题及求解
8.1锁定滑环与伞骨的运动关系
8.2 函数发生问题的图解法
8.3 函数发生问题的解析法
8.4 解算机构
8.5 点位对应问题的解析法
8.6 微创手术机构设计
思考题及习题
低副机构与高副机构---速度瞬心及其应用
9.1 速度瞬心的概念及确定
9.2在机构速度分析中的应用
9.3在机械增益分析中的应用
9.4 高机械增益机构
9.5 瞬心线机构（摩擦轮机构）
9.6 共轭曲线机构
9.7 高副低代及其应用
思考题及习题
凸轮送进机构----直动从动件盘形凸轮机构的设计
10.1 凸轮送进机构的特点
10.2 从动件运动规律及其设计
10.3 凸轮机构的基本尺寸
10.4 尖底从动件凸轮轮廓
10.5 滚子及平底从动件凸轮轮廓
10.6 凸轮廓线的变尖与失真
思考题及习题
凸凹之间多变换----凸轮机构的类型及应用
11.1 凸轮的形变
11.2 摆动从动件凸轮机构
11.3 机械花瓣机构
11.4 电子凸轮机构
思考题及习题
并不简单的齿轮机构---齿轮齿廓曲线的设计
12.1 齿廓啮合基本定律
12.2 渐开线齿廓的形成及性质
12.3 渐开线齿轮传动的特点
12.4 齿轮-齿条传动及其特点
12.5 其他类型的齿廓曲线
思考题及习题
渐开线齿轮传动----几何尺寸和参数设计及啮合传动
13.1 直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
13.2 变位系数及根切现象
13.3 直齿圆柱齿轮的正确啮合条件
13.4 直齿圆柱齿轮的传动类型
13.5 直齿圆柱齿轮的正确安装
13.6 直齿圆柱齿轮传动的重合度
13.7 直齿圆柱齿轮传动的齿廓滑动
13.8 其他类型的齿轮传动
思考题及习题
组合产生新功用------轮系及组合机构
14.1 定轴轮系及其传动比计算
14.2 周转轮系及其传动比计算
14.3 混合轮系及其传动比计算
14.4 风力发电装置中的轮系
14.5 机械臂关节中的轮系
14.6 肘关节康复机构中的轮系
思考题及习题
谈谈机械输出功率和效率---压力角、传动角和死点及效率计算
15.1 连杆机构的压力角与传动角
15.2 凸轮机构的压力角
15.3 死点及其应用
15.4 机械系统效率计算
思考题及习题
螺旋副中的奥妙---移动副摩擦及螺旋机构
16.1 螺旋及螺旋副
16.2 螺旋机构
16.3 螺旋副的受力分析及效率
16.4 螺旋副的自锁
16.5 非常规螺旋副
思考题及习题
自锁机构---转动副摩擦、力及效率分析、自锁机构设计
17.1 在起重设备及夹具中的应用
17.2 机构效率及自锁条件
17.3 转动副中的摩擦分析
17.4 考虑摩擦的机构力及效率分析
17.5 螺旋副的设计
17.6 斜面机构的设计
思考题及习题
机械的受力与运动----机械系统动力学方程及控制技术基础
18.1 齿轮传动的动力学分析
18.2 动力分析的计算模型
18.3 广义拉格朗日方程及其应用
18.4 MEMS静电驱动的动力学方程
18.5 单摆的动力学方程及求解
18.6 RP机器人机械臂的分析及控制
思考题及习题
机械运动的惯性力---利用惯性力的机构、转子及机构的平衡
19.1 利用惯性力的机构
19.2 转子的平衡
19.3 机构的平衡
思考题及习题
机械运动和动力分析的仿真及实验---计算机程序设计及商业软件、实验装置
20.1 机构运动分析及动力分析商业软件
20.2 实验装置
思考题及习题