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第1章 绪论1

1.1 系统、机械系统及其分类1

1.2 动力载荷及其分类4

1.3 机械系统动力学的研究内容及任务和研究方法5

1.3.1 机械系统动力学的研究内容及任务5

1.3.2 机械系统动力学的研究方法7

第2章 机械系统运动微分方程的建立9

2.1 机械系统的动力学特征参数9

2.1.1 自由度9

2.1.2 动力自由度的确定10

2.1.3 基本动力元件与特性11

2.2 机械系统动力学模型的建立13

2.3 机械系统运动微分方程的建立14

2.3.1 涉及的基本定理14

2.3.2 单自由度系统15

2.3.3 单自由度多刚体系统17

2.3.4 多自由度系统19

2.3.5 连续系统28

2.3.6 非线性系统31

第3章 机械系统运动微分方程的求解34

3.1 机械系统的运动方程求解方法——解析法34

3.1.1 单自由度系统的振动34

3.1.2 多自由度系统的振动42

3.1.3 连续系统53

3.1.4 非线性系统56

3.2 机械系统的运动方程求解方法——数值法60

3.2.1 欧拉法60

3.2.2 Newmark-β法62

3.2.3 Runge-Kutta法63

3.3 机械系统的运动方程求解方法——解析-数值法64

3.3.1 等效力矩是等效构件转角的函数65

3.3.2 等效力矩是等效构件和角速度的函数69

第4章 固有频率的实用计算方法72

4.1 单自由度系统72

4.2 多自由度系统74

4.2.1 求特征值法74

4.2.2 计算固有频率的近似法74

4.3 传递矩阵法77

4.3.1 传递矩阵法分析轴的纵向振动77

4.3.2 传递矩阵法分析圆轴的扭转振动81

第5章 考虑构件弹性的机械系统动力学85

5.1 齿轮传动系统85

5.1.1 齿轮传动系统运动微分方程85

5.1.2 轮齿变形的计算88

5.1.3 齿轮传动系统运动微分方程求解90

5.2 凸轮机构92

5.3 平面连杆机构的动力学分析97

5.3.1 引言97

5.3.2 单元划分97

5.3.3 单元运动方程98

5.3.4 机构运动方程的组成103

5.3.5 机构运动方程的求解105

5.4 轴-滚动轴承系统动力学107

5.4.1 系统模型107

5.4.2 系统建模和求解方法110

5.4.3 刚性轴-滚动轴承系统的动力学行为110

5.4.4 弹性轴-滚动轴承系统的动力学行为112

5.4.5 结论114

第6章 动力学专题Ⅰ：轧钢机动力学115

6.1 动力学模型的建立115

6.2 动力学方程的解117

6.2.1 数值法和平均法117

6.2.2 加权平均法119

6.3 具有随机系数的初轧机自激振动问题120

6.3.1 近似解析法121

6.3.2 近似解析法的局限性122

6.3.3 Runge-Kutta法与人工神经网络相结合的数值解法122

第7章 动力学专题Ⅱ：ADAMS软件简介及应用126

7.1 ADAMS软件简介126

7.1.1 用户界面模块（ADAMS／View）127

7.1.2 求解器模块（ADAMS／Solver）128

7.1.3 后处理模块（ADAMS／PostProcessor）128

7.2 活塞式压缩机主传动系统动力学仿真129

7.2.1 弹性曲轴-滚动轴承系统ADAMS动力学仿真模型130

7.2.2 求解理论基础130

7.2.3 求解与仿真结果分析133

7.2.4 结论135

7.3 内燃机曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合仿真135

7.3.1 系统建模和求解理论基础135

7.3.2 曲轴动力学行为139

7.3.3 主轴承摩擦学特性141

7.3.4 结论144

附录 计算程序145

一、曲柄滑块机构刚体动力学计算程序145

二、凸轮机构动力学问题计算程序149

三、弹性连杆机构动力学有限元分析程序151

四、Runge-Kutta法求解初轧机自激振动问题计算程序155

五、Runge-Kutta法与人工神经网络相结合的解法程序157

六、传递矩阵法计算圆轴扭转振动固有频率的计算程序159

七、齿轮传动系统动力学分析程序160

参考文献166