機械工程設(shè)計分析和MATLAB應(yīng)用（第4版）

第1篇MATLAB基礎(chǔ)和常用科學(xué)計算第1章MATLAB操作基礎(chǔ)1.1MATLAB概述1.1.1MATLAB的主要模塊1.1.2MATLAB的主要特點1.2MATLAB的系統(tǒng)界面和菜單功能1.2.1MATLAB系統(tǒng)界面1.2.2主窗口的菜單功能1.3運算符和標(biāo)點符1.3.1運算符1.3.2標(biāo)點符1.4數(shù)據(jù)類型1.4.1數(shù)值量1.4.2字符量1.4.3變量1.5基本數(shù)學(xué)函數(shù)1.5.1三角函數(shù)1.5.2指數(shù)和對數(shù)函數(shù)1.5.3取整和取余函數(shù)1.5.4通用數(shù)學(xué)分析函數(shù)第2章矩陣和數(shù)組及其運算2.1矩陣的建立及變換2.1.1矩陣的建立2.1.2矩陣的轉(zhuǎn)置和變換2.2矩陣元素和子矩陣的提取2.2.1矩陣元素的提取2.2.2子矩陣的提取2.3矩陣的運算2.3.1矩陣的加法和減法2.3.2矩陣的乘法2.3.3矩陣的求逆2.3.4向量的范數(shù)和矩陣行列式的值2.3.5矩陣的除法2.4數(shù)組的運算2.4.1數(shù)組的加法和減法2.4.2數(shù)組的乘法2.4.3數(shù)組的除法2.4.4數(shù)組的乘方第3章符號運算基礎(chǔ)3.1建立符號對象3.1.1建立符號量3.1.2建立符號表達(dá)式3.1.3符號表達(dá)式中變量的確定3.2符號表達(dá)式的基本運算3.2.1符號表達(dá)式的四則運算3.2.2符號表達(dá)式分子和分母的提取3.2.3符號表達(dá)式的處理3.3符號函數(shù)的復(fù)合函數(shù)和反函數(shù)3.3.1符號函數(shù)的復(fù)合函數(shù)3.3.2符號函數(shù)的反函數(shù)3.4符號表達(dá)式與數(shù)值表達(dá)式之間的轉(zhuǎn)換和運算精度控制3.4.1符號表達(dá)式與數(shù)值表達(dá)式之間的轉(zhuǎn)換3.4.2符號和數(shù)值運算精度控制第4章M文件和流程控制結(jié)構(gòu)4.1M文件的分類4.1.1命令文件（Script File）4.1.2函數(shù)文件4.2流程控制結(jié)構(gòu)4.2.1順序結(jié)構(gòu)4.2.2循環(huán)結(jié)構(gòu)4.2.3選擇結(jié)構(gòu)第5章數(shù)據(jù)可視化5.1繪制二維曲線5.2圖形格式設(shè)定和修飾5.2.1設(shè)置圖形窗口5.2.2系統(tǒng)坐標(biāo)控制5.2.3標(biāo)注圖形5.2.4特殊符號的標(biāo)注5.3在極坐標(biāo)系中繪制曲線5.4符號函數(shù)繪圖5.5填充圖形5.6繪制三維圖形5.6.1繪制三維曲線5.6.2繪制三維曲面第6章多項式運算和數(shù)據(jù)插值6.1多項式運算6.1.1符號多項式的生成6.1.2求多項式的值和根6.1.3多項式的乘法和除法運算6.1.4多項式的導(dǎo)數(shù)和積分6.2數(shù)據(jù)插值6.2.1一維數(shù)據(jù)插值6.2.2二維數(shù)據(jù)插值第7章函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和積分7.1函數(shù)的導(dǎo)數(shù)7.1.1函數(shù)導(dǎo)數(shù)的解析解7.1.2二維函數(shù)和參數(shù)方程的偏導(dǎo)數(shù)7.1.3n維函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)7.1.4數(shù)值微分7.1.5函數(shù)的梯度和范數(shù)7.2函數(shù)的積分7.2.1不定積分的解析解7.2.2定積分7.2.3數(shù)值積分7.2.4函數(shù)的重積分第8章代數(shù)方程求解和最優(yōu)化問題8.1代數(shù)方程求解8.1.1代數(shù)方程圖解法8.1.2代數(shù)方程的解析解8.1.3線性方程組的數(shù)值解8.1.4非線性方程的數(shù)值解8.2MATLAB優(yōu)化工具箱的應(yīng)用8.2.1線性規(guī)劃問題8.2.2二次規(guī)劃問題8.2.3無約束非線性規(guī)劃問題8.2.4約束非線性規(guī)劃問題8.2.5多目標(biāo)規(guī)劃問題第2篇機械工程設(shè)計分析應(yīng)用第9章連桿機構(gòu)的運動設(shè)計和運動分析9.1連桿機構(gòu)的運動設(shè)計9.1.1給定極限位置和最小傳動角的設(shè)計問題9.1.2給定連架桿對應(yīng)位置的設(shè)計問題9.2連桿機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)定函數(shù)和軌跡的優(yōu)化設(shè)計9.2.1實現(xiàn)預(yù)定函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計9.2.2實現(xiàn)連桿軌跡的優(yōu)化設(shè)計9.3曲柄搖桿機構(gòu)的運動分析9.3.1機構(gòu)運動分析的數(shù)學(xué)模型和求解方法9.3.2機構(gòu)運動方程的求解方法9.3.3機構(gòu)運動誤差分析9.4導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析9.4.1轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析9.4.2擺動導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計9.4.3計算實例的M文件和運算結(jié)果9.5曲柄滑塊機構(gòu)的運動精度綜合9.5.1機構(gòu)的尺度參數(shù)和運動參數(shù)分析9.5.2曲柄滑塊機構(gòu)等影響法精度綜合9.5.3計算實例和M文件第10章間歇運動機構(gòu)和輪系的運動分析10.1槽輪機構(gòu)的運動分析和動力計算10.1.1槽輪機構(gòu)的運動方程和運動參數(shù)10.1.2槽輪機構(gòu)的動力學(xué)計算10.1.3計算實例的M文件和運算結(jié)果10.2針輪機構(gòu)的設(shè)計計算和運動分析10.2.1針輪機構(gòu)的設(shè)計計算10.2.2針輪機構(gòu)的運動分析10.2.3M文件和計算結(jié)果10.3面粉攪拌機工作頭旋輪軌跡分析和仿真10.3.1攪拌機的傳動系統(tǒng)10.3.2內(nèi)外嚙合圓錐齒輪行星傳動的運動分析10.3.3行星機構(gòu)運動模擬分析的M文件和運算結(jié)果第11章凸輪機構(gòu)運動分析和設(shè)計計算11.1對心直動凸輪機構(gòu)壓力角的計算11.1.1凸輪機構(gòu)壓力角的圖解11.1.2凸輪機構(gòu)壓力角的計算11.1.3計算實例M文件和運算結(jié)果11.2凸輪機構(gòu)的設(shè)計計算和運動分析11.2.1凸輪設(shè)計和運動分析的步驟和數(shù)學(xué)模型11.2.2凸輪設(shè)計計算實例和CAD基本方法11.2.3編制M文件的基本方法和運算結(jié)果11.3共軛平面分度凸輪機構(gòu)的設(shè)計計算11.3.1凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)分析11.3.2凸輪機構(gòu)主要幾何尺寸計算11.3.3凸輪輪廓直角坐標(biāo)計算11.3.4凸輪機構(gòu)工作情況分析11.3.5設(shè)計計算實例、M文件和運算結(jié)果11.4圓柱分度凸輪機構(gòu)設(shè)計和運動分析11.4.1凸輪機構(gòu)的主要運動參數(shù)分析11.4.2凸輪機構(gòu)主要幾何尺寸計算11.4.3圓柱分度凸輪工作輪廓計算11.4.4圓柱分度凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點11.4.5M文件和計算結(jié)果第12章?lián)闲詡鲃釉O(shè)計計算12.1V帶傳動的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計12.1.1V帶傳動多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型12.1.2M文件和運算結(jié)果12.1.3使用最大最小化函數(shù)求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的討論12.2同步帶傳動的設(shè)計計算12.2.1同步帶傳動設(shè)計計算步驟和內(nèi)容12.2.2M文件和運算結(jié)果12.3多楔帶傳動設(shè)計計算12.3.1多楔帶傳動的特點12.3.2多楔帶傳動設(shè)計計算實例12.3.3M文件和運算結(jié)果12.4滾子鏈傳動的優(yōu)化設(shè)計12.4.1滾子鏈傳動設(shè)計計算的有關(guān)公式和曲線擬合12.4.2滾子鏈傳動優(yōu)化設(shè)計實例12.4.3M文件與計算結(jié)果第13章齒輪、蝸桿和螺旋傳動的設(shè)計計算13.1齒輪傳動參數(shù)測定和公法線公差計算13.1.1變位齒輪傳動參數(shù)的測定和計算13.1.2斜齒圓柱齒輪公法線長度及其偏差的計算13.2圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算13.2.1齒輪傳動設(shè)計計算的簡化方法13.2.2M文件基本流程和主要處理方法13.2.3設(shè)計計算實例的M文件和運算結(jié)果13.3齒輪傳動的幾何規(guī)劃13.3.1構(gòu)造幾何規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型13.3.2幾何規(guī)劃算法分析13.3.3幾何規(guī)劃實例13.3.4M文件和運算結(jié)果13.4兩級圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計13.4.1兩級圓柱齒輪傳動的設(shè)計理論13.4.2優(yōu)化設(shè)計實例和數(shù)學(xué)模型13.4.3M文件和運算結(jié)果13.5螺旋齒輪傳動的設(shè)計計算13.5.1螺旋齒輪傳動原理13.5.2螺旋齒輪傳動設(shè)計計算實例13.5.3M文件和運算結(jié)果13.6圓柱蝸桿傳動的優(yōu)化設(shè)計13.6.1建立優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型13.6.2設(shè)計實例M文件和計算結(jié)果13.7螺旋傳動的設(shè)計計算13.7.1螺旋傳動設(shè)計計算主要內(nèi)容13.7.2螺旋起重器設(shè)計計算實例13.7.3M文件和運算結(jié)果第14章軸系設(shè)計計算和分析14.1軸系部件設(shè)計計算14.1.1機械傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算14.1.2V帶傳動設(shè)計計算14.1.3圓柱齒輪傳動設(shè)計計算14.1.4軸的設(shè)計計算14.1.5滾動軸承的工作壽命計算14.1.6平鍵聯(lián)接選用計算14.1.7M文件和運算結(jié)果14.2機床主軸優(yōu)化設(shè)計14.2.1建立優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型14.2.2計算實例和M文件14.3主軸支承靜不定結(jié)構(gòu)的計算14.3.1主軸支承靜不定結(jié)構(gòu)分析14.3.2軸承徑向反力位置-載荷關(guān)系曲線的分段擬合14.3.3建立主軸力矩平衡方程14.3.4計算主軸前支承的徑向反力14.3.5計算流程圖14.3.6計算實例和M文件14.4轉(zhuǎn)軸的可靠性分析與設(shè)計14.4.1機械零件的可靠度計算14.4.2轉(zhuǎn)軸的可靠性設(shè)計14.4.3M文件和運算結(jié)果第15章機械聯(lián)接設(shè)計計算15.1螺栓聯(lián)接選用計算15.1.1受軸向靜載荷的螺栓聯(lián)接計算15.1.2受軸向變載荷的螺栓聯(lián)接計算15.1.3M文件和運算結(jié)果15.2螺栓組聯(lián)接的優(yōu)化設(shè)計15.2.1螺栓單價與直徑的關(guān)系15.2.2計算實例與數(shù)學(xué)模型15.2.3M文件和計算結(jié)果15.3圓柱螺旋彈簧的設(shè)計計算15.3.1圓柱螺旋彈簧設(shè)計計算原理15.3.2計算實例和M文件第16章優(yōu)化設(shè)計分析和曲線擬合16.1優(yōu)化設(shè)計模型的幾何描述16.1.1設(shè)計空間的幾何描述方法16.1.2應(yīng)用實例M文件和描述圖形16.2人字架結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化設(shè)計16.2.1人字架的力學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型16.2.2M文件和運算結(jié)果16.2.3優(yōu)化問題的幾何描述16.3梯形截面管道結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化設(shè)計16.3.1計算實例和優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型16.3.2無約束非線性優(yōu)化函數(shù)的運用16.3.3M文件運算結(jié)果分析和幾何描述16.4多目標(biāo)優(yōu)化問題的理想有效解16.4.1多目標(biāo)優(yōu)化的策略16.4.2計算實例和優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型16.4.3M文件的主要特點16.4.4運算結(jié)果分析16.5無心磨削工藝參數(shù)的優(yōu)化16.5.1無心磨削工藝參數(shù)分析16.5.2建立工藝參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型16.5.3M文件和運算結(jié)果16.5.4優(yōu)化結(jié)果的分析和處理16.6曲線擬合和多項式擬合16.6.1直線擬合16.6.2曲線擬合16.6.3多項式擬合16.6.4計算實例和M文件參考文獻(xiàn)