基于MATLAB语言的机构设计与分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海科学技术出版社

作者:

出品人:

页数:279

译者:

出版时间:2011-8

价格:45.00元

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isbn号码:9787547807989

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《机构设计与分析：原理、方法与实践》 本书旨在为读者提供一套全面、深入且实用的机构设计与分析知识体系。机构，作为现代工程技术的核心要素之一，广泛应用于机器人、机械制造、航空航天、生物医学以及日常生活中各种设备。理解并掌握机构的设计与分析方法，是实现复杂机械功能、提升设备性能、乃至推动技术创新的关键。 本书内容涵盖了机构学的基本原理、核心概念、主流设计方法以及先进的分析技术。我们从最基础的机构自由度、运动副、构件等概念入手，逐步深入到各类典型机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构、液压与气动机构等）的结构特性、运动规律与应用场景。 核心内容概述： 机构基本概念与分类： 详细阐述了自由度分析、运动副的分类与约束、构件及其连接方式等基础知识，帮助读者建立扎实的理论基础。我们将深入探讨不同类型机构的组成要素、工作原理以及它们在工程实践中的普适性。 典型机构的设计与分析： 连杆机构： 重点介绍平面四杆机构的设计方法，包括位置合成、速度合成和加速度合成，以及曲柄摇杆、双曲柄、活动曲柄等机构的运动特性。本书还将涉及空间连杆机构的基本设计思路。 凸轮机构： 深入分析各种凸轮轮廓（盘形凸轮、圆柱凸轮等）与从动件（滚子、平底、尖顶等）的组合，讨论其运动规律、设计步骤以及关键参数的优化。我们将详细讲解如何根据特定的运动要求设计出满足精度和速度需求的凸轮轮廓。 齿轮机构： 覆盖外啮合、内啮合、斜齿、蜗杆蜗轮等多种齿轮传动形式。本书不仅讲解齿轮啮合的基本原理、渐开线齿轮的设计要素，还将深入探讨齿轮强度的计算、齿轮副的传动比计算以及传动效率的分析，并介绍精密齿轮机构的设计要点。 其他机构： 涵盖了齿轮齿条机构（用于直线运动转换）、螺旋机构（用于起重、夹紧等）、万向节（用于角度变化传动）等，分析其结构特点和应用。 机构运动与力学分析： 运动分析： 采用解析法、图解法以及数值计算方法，对机构的位移、速度和加速度进行精确分析。本书将引导读者掌握如何求解机构在任意时刻的运动状态，理解不同构件的运动轨迹和速度特性。 力学分析： 讲解机构的静力学和动力学分析，包括各构件所受的外力和内力计算，以及机构的惯性力、摩擦力等影响。我们将重点分析如何通过力学分析来评估机构的承载能力、运动平稳性以及功耗。 机构综合设计方法： 介绍从功能需求出发，逆向设计出满足特定运动学和动力学要求的机构。本书将探讨多种机构综合策略，帮助读者掌握如何将抽象的功能转化为具体的机械结构。 现代机构设计与分析工具： 虽然本书侧重于原理和方法，但也会适当介绍如何利用现代设计软件（如CAD/CAE）和仿真工具来辅助机构的设计、优化和验证。我们将强调理论知识与实际工具的结合。 本书特色： 系统性强： 内容覆盖机构学的核心理论，由浅入深，逻辑清晰，构建完整的知识框架。 理论与实践结合： 理论讲解深入透彻，并辅以丰富的工程实例和应用场景，帮助读者将知识转化为解决实际问题的能力。 方法全面： 涵盖了机构设计的多种经典方法和现代思路，为读者提供多元化的设计工具箱。 图文并茂： 配备大量精美的机构示意图、运动轨迹图和分析图表，直观展示机构的结构和运动特性，提高学习效率。 可读性高： 语言清晰易懂，避免过于晦涩的学术术语，适合不同背景的读者学习。 适用读者： 本书适合机械工程、自动化、机器人、车辆工程、工业设计等相关专业的本科生、研究生，以及从事机械设计、研发、制造的工程师和技术人员。对于对机构学原理感兴趣的爱好者，本书也将是一本极具价值的参考读物。 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解机构学的基本原理和核心概念。 熟练掌握各种典型机构的设计方法和分析技巧。 能够根据工程需求，选择、设计和优化合适的机构。 初步具备利用现代工具进行机构仿真和性能评估的能力。 提升机械设计的创新能力和解决复杂工程问题的能力。 本书致力于成为您学习机构设计与分析的可靠指南，助您在机械工程领域取得更大的成就。

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这本《基于MATLAB语言的机构设计与分析》的图书，对我来说简直是雪中送炭！我最近接手了一个复杂的机械传动项目，理论知识虽然还算扎实，但在实际应用中，尤其是在那些非标机构的动态分析上，总是感觉力不从心。以前都是用手工计算和Excel辅助，效率低不说，一旦参数稍有变动，整个计算流程就要推倒重来，费时费力。这本书的出现，让我看到了曙光。它不仅仅是简单地罗列MATLAB函数，而是深入讲解了如何将机构学的原理，比如运动轨迹的求解、速度和加速度的瞬时分析，用编程的思维去实现。书中对于刚体运动学和动力学方程的建立与求解，讲解得极其透彻，配上清晰的流程图和代码注释，即便是复杂的四连杆或凸轮机构，也能在MATLAB环境下快速建模并进行参数化修改。我尤其欣赏作者在处理非线性约束问题时的那几章，那种解决实际工程痛点的诚恳态度，让我感觉像是在跟一位经验丰富的前辈在请教，而不是在啃一本枯燥的教科书。这本书让我从“计算”的泥潭中解脱出来，真正开始专注于“设计”的优化。

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这本书的排版和图示质量非常高，这一点对于需要视觉辅助理解复杂几何关系的我来说，是加分项。很多机构学书籍的插图往往模糊不清，或者仅仅是静态的截图，让人难以体会机构的动态变化过程。但在这本书中，作者似乎非常注重“动态可视化”的呈现。那些通过MATLAB的`plot3`或更高级的动画函数生成的机构运动过程的动态渲染图，清晰地展示了各个连杆之间的相对位置和干涉情况。我尝试着跟着书中的例子敲了一遍代码，自己修改了几个关键参数，看到屏幕上机构的运动轨迹瞬间改变，那种“一切尽在掌握”的感觉非常令人振奋。它不再是书本上的死知识，而是可以即时互动的仿真环境。这种交互性极大地增强了学习的趣味性和深度，它让我不再是机械地输入数据，而是主动地去探索不同设计参数组合下机构性能的变化规律，这种探索欲是传统教材很难激发出来的。

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说实话，在阅读这本书之前，我对MATLAB在纯机械设计领域的应用持保留态度，总觉得它在图形处理和三维建模方面不如专业的CAD软件那么直观。然而，这本书让我看到了MATLAB在“参数化分析”层面的巨大潜力。它教会我如何将机构的几何定义转化为一组易于操作的变量，并通过迭代循环来快速评估上百种设计方案的性能指标，比如传动比的平稳性、运动平顺度等。这种“快速迭代、定量评估”的能力，是传统手工绘图或低效编程方式完全无法比拟的。作者对如何提取关键性能指标（如雅可比矩阵的应用）讲解得非常到位，使得整个分析过程不再是感性的“看起来不错”，而是有数据支撑的“性能达标”。这本书无疑是桥梁，连接了机械原理的经典理论与现代计算分析的强大工具，对于有志于提升自身工程分析效率的工程师而言，是一份不可多得的实践指南。

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我是一个偏爱使用开源工具和标准化流程的开发者，在选择学习资料时，非常看重其代码的规范性和可扩展性。很高兴看到这本书在代码组织上展现出了极高的专业水准。作者提供的不仅仅是运行一次就能出结果的“黑箱”代码，而是结构清晰、模块化良好的M文件和函数集。例如，在进行机构优化设计时，作者将目标函数、约束条件和求解器部分分成了不同的脚本，这使得我在后续的项目中，可以非常方便地替换或增补我自己的特定约束条件，比如考虑摩擦力矩或特定材料的疲劳寿命模型。这种“教你做菜，而不是只给你端上一盘菜”的教学理念，对于希望将所学知识内化并应用于更复杂、更个性化项目的专业人士来说，是至关重要的。这本书的价值，更多地体现在它提供了一套可以持续迭代和优化的分析框架。

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作为一名刚入门的控制工程师，我对“分析”这个词总是有点敬畏，总觉得它离我的日常工作有点远。然而，这本书的讲解方式彻底颠覆了我的认知。它没有用那些晦涩难懂的数学符号堆砌篇幅，而是巧妙地将MATLAB的强大矩阵运算能力与机构的运动学模型紧密结合起来。印象最深的是关于有限元分析（FEA）的初步介绍部分，虽然篇幅不长，但它清晰地指出了在哪些特定工况下，传统刚体假设不再适用，并给出了如何利用MATLAB工具箱进行简单模态分析的范例。这种引导式的学习体验非常棒，它没有强迫我成为一个FEA专家，而是教会我如何判断何时需要引入更高级的分析手段，以及如何利用手头的工具（MATLAB）来做一个快速、有指导意义的初步评估。对于我们这些需要在短时间内对多个设计方案进行可行性论证的工程师来说，这种效率至上、重在实践的讲解风格，比任何高深的理论论述都来得实在和宝贵。

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