機(jī)械原理教學(xué)參考書（上）

《機(jī)械原理教學(xué)參考書(上)》為高等教育出版社出版。

教育部高等學(xué)校機(jī)械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)在2001年第一次工作會(huì)議上，根據(jù)上一屆課委會(huì)對(duì)我國(guó)當(dāng)前高等工科學(xué)校教師隊(duì)伍現(xiàn)狀的分析，針對(duì)青年教師的學(xué)歷高、專業(yè)知識(shí)強(qiáng)，但缺少“機(jī)械原理”課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，決定編寫一套旨在提高青年教師教學(xué)水平的機(jī)械原理教學(xué)參考書，分工由教指委委員張春林和余躍慶二位教授負(fù)責(zé)該參考書的編寫工作。

在2002年教指委第二次工作會(huì)議上，成立了以張策教授為主任的編寫委員會(huì)，編委會(huì)討論通過了本參考書的編寫目的、定位、內(nèi)容與體系，并根據(jù)學(xué)術(shù)水平、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、國(guó)內(nèi)知名度以及奉獻(xiàn)精神等方面確定了各篇的主編，并取得高等教育出版社的支持。

在2003年教指委工作會(huì)議上，編寫委員會(huì)討論了各篇主編提供的編寫大綱，并提出了反饋意見，明確了完成時(shí)間。

在2004年教指委工作會(huì)議上，張春林、余躍慶二位教授匯報(bào)了該參考書的編寫進(jìn)展情況。經(jīng)過協(xié)商，確定了由前教指委委員謝存禧教授、李瑰賢教授、鄒慧君教授分別擔(dān)任上冊(cè)、中冊(cè)和下冊(cè)的主審，該參考書進(jìn)入了有序的編寫工作階段。

在2005年教指委工作會(huì)議上，提出了加快編寫進(jìn)度的要求。

2006年，各篇主編陸續(xù)把文稿寄到各分冊(cè)主審處。2007年5月，所有參編人員在上海集中審稿，討論了該參考書編寫過程中出現(xiàn)的問題，就該書的定位、內(nèi)容、銜接等問題取得了共識(shí)，并與高等教育出版社就出版時(shí)間進(jìn)行了協(xié)商。

在2007年教指委第一次工作會(huì)議上，余躍慶委員代表編寫組就上海會(huì)議的若干意見向新一屆教指委作了匯報(bào)。

2008年5月，各篇主編完成了編寫工作，由張春林教授和余躍慶教授最后統(tǒng)稿，各冊(cè)主審審閱后交付高等教育出版社。

第14章 空間機(jī)構(gòu)綜合

空間機(jī)構(gòu)綜合目前研究還不充分，由于建模方法、計(jì)算方法、計(jì)算手段和計(jì)算速度等原因，很多問題沒有徹底解決。限于作者水平，這里提供的只是很少的一部分研究成果。

與平面機(jī)構(gòu)一樣，空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)綜合問題也應(yīng)該包括三個(gè)方面，即剛體導(dǎo)引、函數(shù)實(shí)現(xiàn)和軌跡實(shí)現(xiàn)三種問題。但是，實(shí)際上由于軌跡實(shí)現(xiàn)問題的復(fù)雜性，即使是平面機(jī)構(gòu)，到目前為止，仍然沒有很好解決。因此，球面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)的軌跡實(shí)現(xiàn)問題的研究目前還談不上。同平面機(jī)構(gòu)一樣，只要適當(dāng)采用反轉(zhuǎn)法，剛體導(dǎo)引和函數(shù)實(shí)現(xiàn)兩種問題可以互相轉(zhuǎn)化。所以，這里僅討論空間機(jī)構(gòu)的剛體導(dǎo)引問題。

機(jī)構(gòu)綜合問題一般要比分析復(fù)雜。像最復(fù)雜的空間7R等機(jī)構(gòu)，其位移分析最多也就是16次代數(shù)方程。而綜合問題的解的次數(shù)往往要高很多。因此有些學(xué)者采用同倫法，用大型計(jì)算機(jī)求解。目前可以求解到幾百次，甚至幾十萬次的方程組。這里采用消元法，雖然求解方程組的次數(shù)沒有那么高，但是可以導(dǎo)出三角化方程組，因此可以對(duì)機(jī)構(gòu)的性質(zhì)和各種特殊情況進(jìn)行分析，加深對(duì)機(jī)構(gòu)的了解。

平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)綜合中的剛體導(dǎo)引問題是：給出連桿的幾個(gè)位置與姿態(tài)，求解連接連桿與機(jī)架間的RR運(yùn)動(dòng)鏈。選取其中兩個(gè)RR運(yùn)動(dòng)鏈，就可以構(gòu)成一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)既可以看做是4個(gè)R副的串聯(lián)，也可以看做是兩個(gè)RR運(yùn)動(dòng)鏈的并聯(lián)?？臻g機(jī)構(gòu)的剛體導(dǎo)引問題與平面機(jī)構(gòu)類似，也是給出連桿或稱為平臺(tái)的幾個(gè)位置，求解連接平臺(tái)與機(jī)架間的運(yùn)動(dòng)鏈。但是這個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈不局限于RR，也可能是cc或ss、sT等。平面四桿機(jī)構(gòu)綜合是選取兩個(gè)RR運(yùn)動(dòng)鏈，組成一個(gè)單環(huán)、單自由度的四桿機(jī)構(gòu)。空間機(jī)構(gòu)則不同，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈對(duì)平臺(tái)自由度的約束數(shù)目不同，可以約束一個(gè)自由度，也可以約束兩個(gè)自由度，甚至更多。最后在構(gòu)成機(jī)構(gòu)時(shí)也不一定是選取兩個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈，也可能是3個(gè)、4個(gè)或5個(gè)。最后構(gòu)成的機(jī)構(gòu)具有的自由度數(shù)目不一定為1，而要看運(yùn)動(dòng)鏈的種類和數(shù)量。