本书亮点：

新颖：放下公式，看图学习，超过300张运动学设计结构图。

权威：由美国机械工程师协会（ASME）和美国精密工程协会（ASPE）重点推介的机械创新设计系列图书。

实践：作者是在柯达公司工作长达20余年的资深机械工程师，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。

全书从运动学中的基本概念出发，通过探索蕴含在已广泛用于机械装置及精密仪器设计实践多年的运动学原理，提出了一种简单实用的约束线图分析法用于新装置的发明。该方法的优点在于可将任一机械连接中的约束及自由度用一组空间线图来表示，以实现分析及概念设计的可视化、图谱化。事实上，无论是精密仪器、办公设备还是汽车、飞机、空间站等，任何机械装置在概念设计阶段都可以采用这种图谱方法。本书提供了丰富的设计实例，以便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和设计的能力。

可作为高等院校机械设计、精密机械、精密仪器、工业设计等专业学习（精密）机械设计的基础教材，亦可作为其他机电结合专业学习机械设计基础的参考教材，还可供有关工程设计及技术人员自学使用。

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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。

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目录：

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(R/C)线图80

6.1提供刚性精确卡紧定位的可拆连接（6C/0R）80

6.25C/1R84

6.34C/2R88

6.43C/3R92

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