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本书运用大量直观的二维、三维模型来表达深刻的运动学原理，可使读者迅速了解机械的工作原理，提高机械创新技能，掌握复杂机械分析和设计的能力。
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| 內容簡介： |
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这是一本教授如何采用简单直观的方法进行精密机械设计的图书。本书作者道格拉斯·布兰丁曾在柯达公司工作20余年。书中的许多机械模型都来自于生产实践，是作者长期工作的经验总结。本书运用大量直观的二维、三维模型来表达深刻的运动学原理，可使读者迅速了解机械的工作原理，提高机械创新技能。
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| 目錄：
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译者的话
前言
背景
第1章物体间的二维连接1
1.1自由度1
1.2坐标轴2
1.3约束2
1.4沿一给定直线约束的功能等效性4
1.5过约束5
1.6转动瞬心（虚拟转轴）6
1.7微小位移7
1.8一对相交于给定点约束的功能等效性7
1.9虚拟转轴的例子9
1.10平行约束9
1.11一对平行约束的功能等效性11
1.12精确约束11
1.13约束装置12
1.14销孔连接13
1.15反力14
1.16反力区域15
1.17重复精度和绝对精度19
1.18螺纹：可调节的约束装置20
1.19热膨胀不敏感性设计21
1.20二维约束线图图示22
1.21串联（级联）22
1.22转动约束23
1.23转动自由度线R与约束线C的交点23
1.24移动自由度等效表示为转动中心在无穷远处的转动自由度24
本章小结24
第2章三维约束装置26
2.1球铰26
2.2曲率匹配27
2.3单约束装置28
2.4可调约束装置30
2.5车轮31
2.6多约束装置32
本章小结33
第3章物体间的三维连接34
3.1二维情况下的三维模型：约束图34
3.2自由度线R与约束线C之间的关系35
3.3移动自由度T等价于无穷远处的转动自由度R38
3.4一对相交自由度R：圆盘上的径向线39
3.5两平行自由度R：平行线构成的平面42
3.6冗余线：过约束和欠约束43
3.7复合连接45
3.8耦合自由度R的矢量和47
3.9螺旋自由度48
3.10拟圆柱面50
3.11实例分析51
3.12小结：自由度（R）与约束（C）之间的对称性54
第4章柔性元件57
4.1理想柔性薄板57
4.2硬纸板模型60
4.3理想柔性细长杆61
4.4实际柔性连接中需要注意的问题61
4.5柔性连接中的约束与自由度线图64
4.6柔性薄板的挠曲形状66
4.7弹性屈曲67
本章小结71
第5章联轴器72
5.1四约束联轴器72
5.2三约束联轴器73
5.3二约束联轴器74
5.4单约束联轴器77
5.5零约束联轴器78
本章小结79
第6章机械装置的自由度约束RC线图80
6.1提供刚性精确卡紧定位的可拆连接（6C0R）80
6.25C1R84
6.34C2R88
6.43C3R92
6.5对偶线图95
本章小结96
第7章结构98
7.1引言98
7.2刚性形状与柔性形状101
7.3薄板102
7.4“理想”杆102
7.5二维刚性103
7.6二维铰链叠加103
7.7结构中的欠约束和过约束104
7.8三维刚性104
7.9三维铰链叠加105
7.10六面体结构106
7.11五面体盒子和六面体盒子的比较106
7.12多面壳体108
7.13刚性节点110
7.14结构中的振动110
7.15制作纸板模型的方法与技巧111
7.16结构特征点113
7.17载荷路径113
7.18机器和仪器中的结构件设计过程114
7.19刚性结构间的连接114
7.20柔性结构间的连接116
7.21与非刚性节点的连接116
7.22焊接引起的翘曲和变形117
附录计算由于开放表面的对角线长度变化所引起的五面体盒的变形119
本章小结120
第8章卷幅传送中的精确约束121
8.1卷幅的分类121
8.2二维问题122
8.3每个辊子都是一个独立约束123
8.4边缘导引125
8.5弧形卷幅127
8.6卷幅在辊子表面上必要的“转动”128
8.7卷幅与辊子之间的连接：销接和铆接129
8.8带法兰的辊子130
8.9零约束卷幅支撑131
8.10在卷幅平面图上增加“连接” 134
8.11悬臂136
8.12实例：卷幅传送装置的平面示意图分析137
8.13双辊皮带传送140
8.14鼓形辊子143
本章小结144
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| 內容試閱：
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这是一本教授如何采用简单直观的方法进行机械或结构拓扑结构概念设计的专著。本书作者道格拉斯·布兰丁（Douglass LBlanding）曾经在柯达公司工作长达20余年。书中的许多机械模型都来自于生产实践，是作者长期工作的经验总结。
全书内容共分为8章。第1章从简单的二维装置本质都是平面机构出发，介绍了运动学中的一些基本概念，如自由度、约束、瞬心、反力等，并引出了约束线图的概念。第2章简单介绍了几种典型的三维约束装置，作为由平面装置向空间装置的过渡。第3章是全书的重点，从空间三维的角度系统介绍了约束线图分析法的基本原理。第4～7章分别给出了该方法在柔性元件、联轴器、复杂装置和结构设计中的应用。第8章，也是本书的最后一章，则列举了一个如何应用约束图谱法设计纺织机的具体实例。
在本书中，读者可以学习到大量与机械运动学设计相关的准则和技巧。全书通过全面系统地探索那些历史悠久但又有些抽象晦涩的运动设计原理广泛用于精密仪器设计实践中己逾百年，可使读者从中获取一系列独特而强大的可用在任何机械无论何种类型和尺寸设计中的原则和技巧。而所有技巧的核心在于约束线图分析法的运用。该方法可将机械连接的约束及自由度用一组空间线图来表示，以达到可视化的目的。事实上，无论是精密仪器、办公用品，还是汽车、飞机、空间站等，任何机械装置都可找到这类线图。了解这些设计原理不仅对求解疑难设计问题有帮助，同时也有助于设计质优价廉的新装置。
此外，本书还提供了丰富的设计实例，以便于读者迅速了解机械的工作原理，提高机械创新的技能以及驾驭复杂机械分析与设计的能力。
正如本书作者所言：“一幅图片抵得上一千个单词，一个模型抵得上一千幅图片。”本书尽管蕴含了深刻的运动学原理，但运用的是大量线框形式表达的二维、三维机械模型。另外，全文鲜有公式，并不像一般工科教材专著那样公式通篇，这使得本书的可读性非常强。
精密机械设计：运动学设计原理与实践前言前言本书通过全面系统地探索那些历史悠久但有些抽象晦涩的运动学设计原理广泛用于精密仪器设计实践中已逾百年，可使读者从中获取一组独特而功能强大的法则和技巧。这些法则与技巧可用在任何机械设计中，无论何种类型和尺寸，无论设计的仪器精密与否。所有技巧的核心在于约束线图分析法的运用。该方法可将机械连接的约束及自由度用一组空间线图来表示，以达到可视化的目的。这些线图的空间关系一经揭开，就可以发现在它们之间遵循一个相当简单的“法则”。尽管并不是新的，却并不为人们所熟知。事实上，无论是精密仪器、办公用品还是大型车辆等，任何机械装置都可找到这类线图。通过学习识别机器中的这些线图，机械设计工程师将能够以全新的视角来了解机器的工作原理，从而往往会令他们给出其各自领域内特异问题的完美解答。这些原理集成在一起，就是本书所提到的“精确约束设计原理”。它将使设计者对机器的性能有更为深刻的理解，从而有助于设计者更容易地设计质优价廉的新装置。
精确约束设计原理将各种看似不同领域的机器设计问题整合在一起。例如，表现约束和自由度的线图既可以在机构的构件连接中找到，也可以发现于单个结构内部。因此，诸如结构分析与机构设计这两个不同的领域完全可以归于同类，因为对二者而言都可采用相同的分析技巧。
精确约束设计原理不仅仅可以应用于机器构件部件间的机械连接，有时，我们需要跳出机器本身来审视这些连接，例如汽车的轮胎与道路之间的“连接”。当工程师在设计汽车悬架机构时，为了确定诸如汽车转向轴位置这类几何特性，应当认真考虑这种连接。与之类似的例子是，当工厂生产线上需要传送一个又薄又长的卷幅或柔性板材——比如纸——时，我们必须将卷幅本身也作为机器的一个组成部分，并考虑传送过程中卷幅与辊子之间的机械连接关系。本书最后一章就是探讨精确约束设计原理如何在卷幅传送装置中应用。
本书可以给机器设计者以灵感。受众读者群包括与机器汽车、农业机械、飞机、空间站、望远镜、办公设备、精密仪器等设计相关的工程师、设计师、科研人员、技师以及维修人员等，也可以是那些对机械痴迷或者希望能更好地理解机器工作原理的人员。本书的主题源于一些最基本的运动学原理，看似抽象的理论通过丰富多彩的实例来补充。读者从中定能极大地加深对机器工作原理的理解，提高创新设计高性能、低成本机器以及分析了解现有复杂机器的能力。
作者编写本书的目的就是将有关机器设计的运动学法则与技巧集成在一起，变成一个能使位于工程实践第一线的工程师受益的系统实用教程。这些法则有些为大家所共知，有些则不然。其中的一些技巧则是全新的体验。例如，约束线图分析技巧是新的，所有这些法则与技巧以书中的方式来集成也肯定是新的。集成后所谓的“精确约束设计原理”，更是一种具有实用价值的方法论。它从运动学中的迷雾中冲出，将运动学设计原理应用到机械设计问题的各个层面，而并不仅仅用在精密仪器的设计中。
在对精确约束设计原理进行阐述的过程中，本书首先介绍基本概念，然后
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