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第一章　平面连杆机构组成分析与创新设计1

1-1　平面连杆机构与平面凸轮机构的关联2

一、平面连杆机构替代平面凸轮机构的条件2

二、平面连杆机构替代一般平面凸轮机构的瞬时性3

三、一般平面连杆机构有着与其输入输出运动相同的平面凸轮机构5

1-2　平面连杆机构运动简图及其同性异形演化10

一、平面连杆机构运动简图绘制10

二、平面连杆机构运动简图同性异形演化15

1-3　平面连杆机构自由度20

一、自由度计算公式20

二、局部自由度21

三、虚约束22

一、主动件为连架杆的平面连杆机构25

1-4　平面连杆机构组成分析25

二、主动件为非连架杆的平面连杆机构31

1-5　平面连杆机构创新设计——再生运动链法35

一、创新设计程序35

二、一般化原则36

三、连杆类配36

四、组合运动链40

五、铰链夹紧机构创新设计42

第二章　平面连杆机构运动分析52

2-1　平面连杆机构位置确定52

一、用覆盖试凑法确定高级机构位置52

二、用轨迹相交法确定高级机构位置53

三、用杆长逼近法确定高级机构位置54

2-2　平面连杆机构中的速度瞬心55

二、三心定理56

一、平面连杆机构中瞬心的数目56

三、应用瞬心多边形求瞬心57

四、确定瞬心位置的解析式58

五、应用瞬心作机构的速度分析59

2-3　平面四杆机构速比极值位置61

一、铰链四杆机构速比极值位置62

二、曲柄滑块机构速比极值位置64

三、导杆机构速比极值位置64

2-4　复数矢量运算基础66

一、矢量的复数表示67

二、复数矢量的回转67

三、复数矢量的导数68

四、复数矢量方程的消元69

一、铰链四杆机构运动分析70

2-5　平面四杆机构运动分析70

二、曲柄滑块机构运动分析73

三、导杆机构运动分析75

2-6　Ⅱ级平面多杆机构运动分析78

一、刚体运动分析79

二、Ⅱ级杆组运动分析79

三、Ⅱ级平面多杆机构运动分析举例90

2-7　高级平面连杆机构运动分析95

一、双副杆约束方程式95

二、高级杆组运动分析97

三、高级平面连杆机构运动分析举例99

2-8　包含液压气动元件的平面连杆机构运动分析104

一、一缸Ⅱ级杆组运动分析104

二、平面多杆机构运动分析106

3-1　瞬心线108

一、定瞬心线与动瞬心线108

第三章　连杆曲线及其应用108

二、瞬心速度111

3-2　拐点圆与欧拉-萨伐里公式112

一、拐点圆112

二、欧拉-萨伐里公式114

三、连杆上任一点曲率半径的确定115

3-3　近似直线导向机构设计117

一、单近似直线导向机构设计117

二、双近似直线导向机构设计118

一、曲率驻点条件124

二、曲率驻点曲线方程式124

3-4　曲率驻点曲线124

三、瞬心线为圆时的特例128

四、鲍尔点（平点）129

3-5　近似等角速比机构设计131

3-6　同源（同迹）机构与对称连杆曲线135

一、西尔威斯特仿图仪135

二、罗培兹-契贝谢夫定理136

三、对称连杆曲线138

3-7　连杆曲线的尖点与重点141

一、尖点141

二、重点143

第四章　平面连杆机构设计147

4-1　按从动杆急回特性设计平面连杆机构147

一、曲柄摇杆机构147

三、曲柄滑块机构158

二、导杆机构158

四、扩大从动杆行程的急回机构160

4-2　按从动杆大摆角设计平面连杆机构162

一、利用导杆机构扩大摆角163

二、利用铰链四杆机构扩大摆角163

三、两级扩大摆角164

4-3　按连杆位置设计平面连杆机构165

一、刚体位移矩阵165

二、应用双铰杆作连架杆167

三、应用铰移杆作连架杆172

4-4　按主、从动杆相对位置设计平面连杆机构175

一、插值结点176

二、铰链四杆机构177

三、曲柄滑块机构178

4-5　按给定轨迹设计平面连杆机构181

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）183

一、一套四杆机构183

二、两套四杆机构串联184

三、三套四杆机构串联190

4-7　按从动杆近似停歇要求设计平面连杆机构（利用195

连杆曲线）195

一、在一极限位置近似停歇195

二、在两极限位置近似停歇198

4-8　按从动杆近似等速移动要求设计平面连杆机构200

一、从动杆在单行程内作近似等速运动200

二、从动杆在往复两行程内作近似等速运动202

4-9　利用瞬停节设计锁紧机构208

一、四杆运动链中瞬停节208

三、瞬停节在锁紧机构中应用209

二、六杆运动链中瞬停节209

4-10　应用几何学定理设计平面连杆机构214

一、直线导向机构214

二、圆锥曲线机构215

4-11　高级平面连杆机构217

一、实现较高要求的刚体导引218

二、实现主、从动杆间较复杂的函数关系218

三、大幅度调节从动杆的动程或速度218

四、改进机构中运动副的配置220

五、改善机构中执行件的工作条件221

六、获得较大的增力作用222

第五章　简单空间连杆机构分析与设计224

5-1　空间连杆机构自由度224

5-2　简单空间连杆机构运动分析227

二、空间连杆机构的当量平面机构中不含尺寸变化的构件228

一、当量平面机构法的一般步骤228

三、空间连杆机构的当量平面机构中仅含一个尺寸变化的构件229

5-3　简单空间连杆机构设计245

一、按从动杆摆角与行程速度变化系数等设计RSSR机构245

二、按主、从动杆三个对应位置设计RSSR机构249

三、按给定函数关系设计RSSR机构252

5-4　RSSR机构中曲柄存在条件254

一、平面铰链四杆机构中连杆的临界长度254

二、RSSR机构中连杆的临界长度255

5-5　RSSR机构中压力角258

一、压力角α的计算公式258

二、曲柄摇杆机构的K-Ψ0-α线图259

三、两投影面上的压力角α′和α″260

6-1　机构精度分析基本原理265

第六章　平面连杆机构精度分析265

6-2　机构精度分析解析法266

6-3　机构精度分析数值微分法270

6-4　机构精度概率统计特性272

6-5　机构精度分配方法275

一、精度分配常用算法275

二、精度合理调整277

第七章　平面连杆机构力分析与平衡279

7-1　平面连杆机构静力分析279

一、极力法279

二、含弹簧的连杆机构静力分析280

三、气液动连杆机构静力分析281

7-2　平面连杆机构动态静力分析286

一、运动副反力和构件惯性力的表示286

二、动态静力分析解析法289

7-3　震动力和震动力矩及其平衡概念294

7-4　平面连杆机构惯性力的完全平衡296

一、平面铰链四杆机构惯性力的平衡297

二、平面连杆机构惯性力完全平衡的一般方法301

7-5　平面连杆机构惯性力和惯性力矩的平衡305

一、惯性力已平衡的铰链四杆机构惯性力矩305

二、铰链四杆机构惯性力和惯性力矩的完全平衡306

7-6　震动力和震动力矩的部分平衡308

一、附加匀速回转平衡质量部分平衡震动力309

二、附加齿轮机构部分平衡震动力和震动力矩312

第八章　平面连杆机构计算机辅助设计318

8-1　机构计算机辅助设计的数学模型318

一、对于CAD的适应性318

二、减少运算的复杂性319

三、力求公式的通用性321

8-2　计算机辅助平面连杆机构运动分析322

一、运动分析子程序集323

二、数学子程序集329

三、计算机辅助平面连杆机构运动分析举例329

8-3　计算机辅助平面连杆机构力分析339

一、解线性代数方程组子程序339

二、计算机辅助平面连杆机构力分析举例339

8-4　平面四杆机构计算机辅助设计355

一、双铰杆作连架杆的刚体导引问题355

二、铰移杆作连架杆的刚体导引问题357

三、铰链四杆机构再现函数问题358

四、曲柄滑块机构再现函数问题359

五、平面四杆机构计算机辅助设计举例361

附录　平面连杆机构计算机辅助设计程序366

一、平面连杆机构运动分析子程序集366

二、解线性代数方程组子程序377

三、平面四杆机构设计程序集379

第九章　平面连杆机构最优化设计399

9-1　最优化技术基础399

一、最优化问题的数学模型399

二、无约束最优化方法401

三、约束最优化方法405

四、局部最优点与全局最优点407

五、最优化程序408

六、机构最优化设计的一般步骤410

9-2　平面连杆机构运动综合最优化设计411

一、平面铰链四杆机构再现轨迹的最优化设计411

二、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417

9-3　平面连杆机构震动力和震动力矩最优化平衡424

一、连架杆上附加平衡质量最优平衡震动力和震动力矩425

二、附加平衡质量的最小转动惯量430

三、附加平衡Ⅱ级杆组（变速转子）最优平衡震动力矩432

9-4　输入扭矩和运动副反力的最优化平衡435

9-5　平面连杆机构动力综合最优化设计439

附录　最优化程序443

第十章　平面连杆机构结构设计基础449

10-1　连杆机构构件449

一、具有转动副的构件449

二、具有移动副和转动副的构件453

三、具有两个移动副的构件453

一、滑动轴承式转动副457

10-2　转动副结构457

二、滚动轴承式转动副459

10-3　移动副结构460

一、滑动导轨式移动副460

二、滚动导轨式移动副463

10-4　构件运动干涉466

10-5　构件长度及支座位置调节468

一、调节构件长度471

二、调节支座位置471

10-6　虚约束应用472

一、改善受力状态473

二、增强机构刚度473

三、帮助机构渡过运动不确定位置473

四、简化结构473

参考文献475