典型机构技术指南–认识-分析-设计-应用

本书参照德国技术指导标准的书写规范，结合作者在机构学领域里长期积累的研究及教学成果，基于“认识-分析-设计-应用”的技术指导原则，给出了每个环节所需的技术路线，计算公式，技术评估方法等。

本书以表格形式展开技术描述，图文并茂，言简意核，书写规范。

本书不仅便于初学者快速入门，还为从事机构分析和设计的技术人员提供了一个实用的工具，对从事机构学研究和创新设计的人员提供了其灵感思维的基础。

《典型机构技术指南——认识—分析—设计—应用》一书根据德国机构传动系统设计的技术标准，精选出传动机构和导向机构在各个行业中成功应用的典型范例，对其进行了全面的技术描述。全书对每一个机构的描述涵盖四个方面：即从结构组成方面对机构的认识，从机构运动和动力特性方面对机构的分析，为满足复杂运动任务对机构的运动综合，以及根据机构所具备的功能扩展机构的应用。

林松，男，同济大学中德学院教授、博士生导师，德国CONTACT基金教席主任。主要研究领域为智能工程（智能设计-智能制造-智能服务），其重点研究方向是：产品开放创新设计方法及其全生命周期数字化管理（PLM技术）；智能传动及操纵装置及其人机协调系统设计；基于碳素纤维增强复合材料的多功能集成技术及应用研发；机电产品多技术集成系统的可靠性评估和设计。

曾在德国从事教学和科研工作近20年。其间承担了多项德国国家级中长期重大综合跨学科研究课题、德国国家级教学与科研项目以及德国工业技术研发项目。在德期间，他提出了被同行称为“林氏方法”
的机构模糊综合理论（Unscharfe Lagensynthese），并研发出两款“林氏机构”，收录于德国机构学专业数据库(DMG-Lib)。2010年被同济大学引进回国，聚焦高端人才培养创新和具有共性的关键技术创新，同时兼任中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会机械传动分委会委员、中国机械工程学会机械设计分委会委员、“机械设计与研究”专业期刊编委和“机械传动”专业期刊评审专家。承担国家自然科学基金研究项目和交通部战略研究项目，与上海图书馆共建机构传动技术数字化服务平台，完成了两项央企超高速包装设备的重大专项研发项目。长期与德国高校和企业全方位合作，一直活跃在中德学术界和工业界，特别是在智能装置的研发和德国工业4.0技术的移植和创新方面。

第1部分机构功能特性评价体系1

1．　机构构件及运动副的分类与识别3

2．　机构输入输出工作特性5

3．　输出构件与输入构件转轴的相对几何位置7

4．　机构传动函数特征明细8

5．　机构导向特征明细10

第2部分机构数字化模型技术指南13

1．　AWF639B07：　曲柄十字滑块四杆机构15

2．　AWF647B06：　平面六杆缝纫机机构23

3．　AWF652B03：　集电弓33

4．　AWF663B02：　平面六连杆导向机构45

5．　AWF663B03：　平面六杆机构55

6．　AWF663B17：　车门六杆机构63

7．　AWF666B67：　六构件齿轮连杆机构71

8．　AWF667B07：　双滑块四杆机构81

9．　AWF667B26：　四杆机构（曲柄滑块）91

参考文献101

本书以同济大学莱茵书院的机械原理课程教学为内容基础，通过对学生大作业进行整理编辑而成。全书涵盖了众多的机构传动方案，每个机构传动方案都选自德国相关应用领域的实例，如德国经济生产委员会（Ausschu für Wirtschaftliche Fertigung, AWF）和德国机械工程协会（Verband
Deutscher Maschinenund Anlagenbau, VDMA）的机构传动图册，具有很强的实践性。本书是我们从所有的机械原理大作业中精选出的一部分，所有结果都将作为机构数字化模型库的可用数据，供高校师生和工程技术人员在产品创新和技术改进工作中参考。

机械原理大作业共分为五个部分：

1． 机构基本信息

机构技术资料的数据管理和机构系统在结构、运动、动力、应用方面的技术特征。

2． 机构的认识

从机构的具体结构到抽象模型，即从机构的结构图提炼出机构简图，导出运动链，认识机构的结构组成、构件和运动副，以及它们的排列和连接等特征。

3． 机构的分析

建立机构的传动关系，分析计算机构的位置、速度、加速度、力传动和驱动特性。

4． 机构的设计

通过改变机构运动简图参数，分析机构功能与特性的改变规律，为设计者提供机构参数改变的技术指导，从而优化机构设计。

5． 机构的应用

根据所分析的机构功能和特性，列举应用实例，从“功能—原理—结构”这一顺序分析机构，明确机构的输入输出构件、机构功能、机构工作原理和机构应用场合。

全书技术资料选自同济大学莱茵书院2013级同学在机械原理创新教学中的大作业，他们是冯时、张昱晖、刘琛、刘杨博焜、刘一鹏、赵振宇、林新栋、乔文韬、钱韡恺。

在此基础上，同济大学中德学院德国CONTACTSoftware基金教席对全书内容进行了审核、修改、补充和整理。全书由教席主任林松教授担任主编，王瀚超博士担任副主编，完成了本书的规划、组织、管理和实施。基金教席参加后续整理工作的人员还有江竞宇、张宇、何军、徐晨、薛可、赵又燃。在此，编者向参与本书撰写工作的所有人员表示由衷感谢，并高度赞赏参与人员对此书所做出的每一份贡献。

由于全书内容基于学生习作，整理时间紧迫，成书难免存在不足之处，敬请读者见谅并不吝指出。

编者