柔顺机构设计理论与实例【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

柔顺机构设计理论与实例PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一部分 柔顺机构导论3

第1章 柔顺机构简介3

1.1 什么是柔顺机构？3

1.2 柔顺机构有哪些优点？5

1.3 柔顺机构带来了哪些挑战？6

1.4 为什么柔顺机构的应用变得越来越普遍？7

1.5 哪些基本概念可以帮助我们理解柔顺性？7

1.5.1 刚度和强度的不同7

1.5.2 大柔度和高强度可以集于一身8

1.5.3 产生柔性的基本方法9

1.6 结论11

参考文献12

第2章 使用本书进行柔性装置设计13

2.1 内容纲要14

2.2 设计柔顺机构时的几点考虑14

2.2.1 疲劳失效14

2.2.2 获得大变形15

2.2.3 保持高离轴刚度16

2.2.4 力与变形之间的耦合16

2.3 在图库中寻找思路和概念17

2.4 柔顺机构建模17

2.4.1 根据变形大小选择建模方法18

2.4.2 解析建模法与近似建模法的比较18

2.5 综合出自己的柔顺机构18

2.5.1 修改图库中找到的概念设计19

2.5.2 替换现有的刚体机构19

2.5.3 从功能需求出发19

2.6 柔顺机构设计方法总结20

2.6.1 选择概念设计20

2.6.2 确定设计参数的取值20

扩展阅读21

第二部分 柔顺机构建模27

第3章 中行程柔性机构的分析27

3.1 引言27

3.2 挠曲梁的几何非线性建模29

3.3 梁约束模型32

3.4 实例分析：平行四边形柔性机构35

3.5 结论38

扩展阅读39

第4章 大挠度变形单元的建模41

4.1 引言41

4.2 大挠度的弯曲方程42

4.3 弯曲非线性方程的求解43

4.4 例子43

4.4.1 固定-铰接型柔性梁43

4.4.2 固定-导向型柔性梁（双稳态机构）45

4.5 结论47

扩展阅读48

参考文献48

第5章 使用伪刚体模型51

5.1 引言51

5.2 平面梁的伪刚体模型53

5.3 伪刚体模型的应用：开关机构的实例研究56

5.3.1 设计方案Ⅰ：短臂柔性铰链（SLFP）开关56

5.3.2 设计方案Ⅱ：柔性梁开关57

5.3.3 设计方案Ⅲ：固定-导向型柔性梁开关57

5.4 结论59

致谢59

参考文献59

附录 伪刚体模型实例（Larry L.Howell撰写）60

第三部分 柔顺机构综合73

第6章 基于自由度与约束拓扑的综合73

6.1 引言73

6.2 基本原理75

6.2.1 用旋量理论对运动进行建模76

6.2.2 用旋量理论对约束进行建模76

6.2.3 完备的自由度与约束空间图谱78

6.2.4 运动学等效79

6.3 FACT综合过程与案例研究79

6.3.1 柔性球铰探针80

6.3.2 X-Y-θz纳米定位台81

6.4 FACT目前的功能以及未来的潜能82

致谢82

参考文献82

第7章 基于拓扑优化的综合85

7.1 什么是拓扑优化？85

7.2 柔顺机构的拓扑优化86

7.3 基结构法89

7.4 连续体法91

7.4.1 SIMP法91

7.4.2 均匀化法93

7.5 讨论94

7.6 优化算法95

致谢96

参考文献96

第8章 用刚体置换法进行综合99

8.1 定义、目的与局限性99

8.2 刚体置换法的步骤100

8.2.1 从刚体机构入手100

8.2.2 从预定任务入手103

8.2.3 从柔顺机构构型入手103

8.2.4 如何根据载荷、应变以及运动特性选择最佳构型？104

8.3 简单的自行车变速器设计105

参考文献109

第9章 基于模块法的综合111

9.1 引言111

9.2 通用的模块综合法111

9.3 基本模块112

9.3.1 柔顺双杆组112

9.3.2 柔顺四杆模块113

9.4 功能特性的弹性运动学表示113

9.4.1 柔度椭圆与瞬心114

9.4.2 柔度椭球115

9.4.3 特征运动旋量与特征力旋量118

9.5 分解方法与设计实例122

9.5.1 单点机构122

9.5.2 运用柔度椭球设计多端口机构126

9.5.3 基于瞬心的位移放大机构129

9.6 结论131

扩展阅读132

参考文献132

第四部分 柔顺机构图库137

第10章 图库的组织137

10.1 引言137

10.2 分类137

10.2.1 机构的组成单元137

10.2.2 机构139

10.2.3 分类方法的局限性140

10.3 柔顺机构图库140

10.4 结论141

参考文献141

第11章 机构的组成单元143

11.1 柔性件143

11.1.1 梁（beams）143

11.1.2 转动副（revolute）147

11.1.3 平移（translate）164

11.1.4 虎克铰（universal）165

11.2 刚体关节168

11.2.1 旋转（revolute）168

11.2.2 平移（prismatic）169

11.2.3 虎克铰（universal）170

11.2.4 其他171

参考文献172

第12章 机构175

12.1 基本机构175

12.1.1 四杆机构（four-bar mechanisms）175

12.1.2 六杆机构（six-bar mechanisms）176

12.2 运动学178

12.2.1 平移（translational）178

12.2.2 旋转185

12.2.3 平移旋转189

12.2.4 平行运动194

12.2.5 直线198

12.2.6 特定的运动路径200

12.2.7 行程放大207

12.2.8 空间定位211

12.2.9 变胞213

12.2.10 棘轮216

12.2.11 锁219

12.2.12 其他221

12.3 动力学223

12.3.1 能量存储223

12.3.2 稳定性229

12.3.3 恒力／常力239

12.3.4 力放大器240

12.3.5 阻尼244

12.3.6 模态244

12.3.7 其他245

参考文献247

第13章 应用实例253

13.1 机构的组成单元：柔性单元（flexible elements）253

13.2 机构：运动学（kinematic）257

13.3 机构：运动力学（kinetic）265

参考文献287