حرکت در ماشین‌ها نیروهای فوق‌العاده را ایجاد می‌کند. نیروهای ناخواسته سبب مختل شدن حرکت ماشین و یا خرابی و شکست قطعات آن می‌شود. تحلیل نیروهای مزبور و کاهش نیروهای ناخواسته مسئله‌ای است که در دینامیک ماشین به آن پرداخته می‌شود. برای تحلیل نیروهای ناشی از حرکت، نخست به تحلیل خود حرکت و سپس به تحلیل نیروها و درنهایت به کاهش و یا توازن نیروها پرداخته می‌شود.

فصل اول کتاب به آشنایی با مکانیزم‌های مختلف و تشریح مفاهیم بنیادی می‌پردازد. دراین فصل به مسائلی چون سینماتیک، طراحی: تحلیل و نستز، مکانیزم‌ها، اهرم‌بندی صفحه‌ای، تصویر، تحلیل قید، درجات آزادی اضافی و اهرم‌بندی با کوپلر محرک می‌پردازد.

در این بخش آمده است: مکانیزم‌ها، مجموعه سرهم‌بندی‌شده‌ای از اعضای صلب‌اند که توسط مفصل‌ها به هم متصل می‌شوند. مکانیزم‌ها، حرکت و کار مکانیکی را از یک یا چند محرک به یک یا چند عضو «خروجی» انتقال می‌دهد.

در فصل دوم به تحلیل سرعت و شتاب مکانیزم به کمک روش ترسیمی پرداخته می‌شود. اگرچه این روش نسبت به روش برداری و تحلیلی با تقریب همراه است، ولی به دلیل دادن بینش عمیق نسبت به مقادیر و جهت سرعت‌ها و شتاب‌ها و نیز دسترسی سریع به جواب، روش ارزشمندی به‌شمار می‌رود.

در فصل سوم روش ترسیمی را برای مکانیزم‌هایی با اتصالات لغزشی عضوها نسبت به هم که متفاوت از اتصالات مفصلی‌اند، به‌کار برده می‌شود. دراین فصل معادلات عمومی سرعت و شتاب، حالت‌های خاص برای معادلات سرعت و شتاب، اهرم‌بندی‌ها با مفصل‌های لغزشی دورانی، تماس غلتشی، تماس بادامکی و نقاط منطبق کلی را مورد بررسی قرار می‌دهد.

فصل چهارم به مرکز آنی سرعت و دوران عضوها در مکانیزم پرداخته که از آن برای حل مسایل سرعت استفاده می‌شود. این روش برای به‌دست آوردن سرعت نقاط و یا سرعت زاویه‌ای عضوهای مختلف، مناسب است.

در فصل پنجم از روش تحلیل برداری و حلقه بسته برای بررسی سینماتیک مکانیزم‌ها استفاده می‌شود. روابط حاصل دراین فصل برای تعدادی از مکانیزم‌های شناخته شده، آورده شده است. از این روابط که به‌صورت جدول دراین فصل تنظیم شده‌اند، می‌توان در نوشتن برنامه‌های رایانه‌ای برای سینماتیکی موقعیت، سرعت و شتاب مکانیزم در هر وضعیتی بهره جست.

فصل ششم این کتاب به تحلیل سینماتیکی جعبه دنده‌ها اختصاص دارد. که دراین فصل جعبه‌ دنده‌های خورشیدی از سه روش مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرند.

درنهایت در فصل‌های پایانی، به تحلیل نیرویی مکانیزم‌ها و نیروهای لرزاننده و توازن محورها می‌پردازد.

به‌طورکلی موضوع کتاب به دو دسته تقسیم می‌شود. موضوع نخست شامل شیوه‌های تعیین موقعیت‌ها، سرعت‌ها و شتاب‌های نقاط در اعضای مکانیزم‌ها و موقعیت‌های زاویه‌ای، سرعت‌های زاویه‌ای و شتاب‌های زاویه‌ای اعضای مزبور است. این موارد همان شیوه‌های تحلیل سینماتیکی‌اند. موضوع دوم، ارائه شیوه‌هایی برای تعیین هندسه یک مکانیزم به‌صورت ریاضی برای ایجاد مجموعه‌ای از نقاط و یا سرعت‌ها و شتاب‌های موردنیاز است.

از ویژگی‌های این کتاب، می‌توان به تنوع مسایل حل شده و تمرینی در هر فصل، ارائه روش‌های ترسیمی و برداری برای تحلیل مکانیزم‌ها که منجر به نوشتن برنامه‌های رایانه‌ای درهر موقعیتی می‌شود، اشاره کرد. هم‌چنین سینماتیک مکانیزم (مفاصل گردشی – لغزشی) به‌دلیل تعمق بیشتر در فصول جداگانه‌ای آورده شده است.

فصل ۱) معرفی مکانیزم‌ها.................................................................................. ۱

۱-۱- دورنمای تاریخی............................................................................................. ۱

۱-۲- سینماتیک..................................................................................................... ۲

۱-۳- طراحی: تحلیل و سنتز (ترکیب)......................................................................... ۳

۱-۴- مکانیزم‌ها...................................................................................................... ۴

۱-۵- اهرم‌بندی صفحه‌ای......................................................................................... ۹

۱-۶- تصور (تجسم)................................................................................................ ۱۳

۱-۷- تحلیل قید...................................................................................................... ۱۵

۱-۸- تحلیل قیدی اهرم‌بندی‌های فضایی..................................................................... ۲۳

۱-۹- درجات آزادی اضافی (هرز)................................................................................ ۲۹

۱-۱۰- اهرم‌بندی‌های فوق قید.................................................................................. ۳۲

۱-۱۱- استفاده از معیار قابلیت حرکت......................................................................... ۳۷

۱-۱۲- وارونگی....................................................................................................... ۳۷

۱-۱۳- چارچوب‌های مرجع........................................................................................ ۳۹

۱-۱۴- محدودیت‌های حرکتی.................................................................................... ۴۰

۱-۱۵- تحریک........................................................................................................ ۴۱

۱-۱۶- اهرم‌بندی با کوپلر محرک................................................................................ ۴۷

۱-۱۷- محدودیت‌های حرکت برای مکانیزم لنگ – لغزنده.................................................. ۴۸

مسائل منتخب تمرینی........................................................................................... ۵۰

فصل ۲) تحلیل گرافیکی موقعیت، سرعت و شتاب مکانیزم‌هایی با مفصل‌های

چرخشی یا مفصل‌های کشویی ثابت................................................................... ۶۳

۲-۱- مقدمه.......................................................................................................... ۶۳

۲-۲- تحلیل موقعیت به‌صورت گرافیکی........................................................................ ۶۴

۲-۳- چندضلعی‌های سرعت صفحه‌ای........................................................................ ۶۵

۲-۴- تحلیل گرافیکی شتاب...................................................................................... ۶۹

۲-۵- تحلیل گرافیکی مکانیزم چهار میله‌ای.................................................................. ۷۲

۲-۶- تحلیل گرافیکی مکانیزم لنگ – لغزنده.................................................................. ۸۲

۲-۷- قضیه تصویر (نقش) سرعت............................................................................... ۸۵

۲-۸- قضیه تصویر (نقش) شتاب................................................................................ ۸۹

۲-۹- حل توسط وارون.............................................................................................. ۹۶

۲-۱۰- روش‌های خاص در تحلیل سرعت و شتاب مکانیزمهای پیچیده................................ ۱۰۲

مسائل منتخب حل شده......................................................................................... ۱۰۹

مسائل منتخب تمرینی........................................................................................... ۱۱۵

فصل ۳) اهرم‌بندی‌ها با تماس غلتشی و لغزشی – مفصل‌ها در لغزنده‌هایی با تماس

متحرک............................................................................................................... ۱۳۷

۳-۱- مقدمه.......................................................................................................... ۱۳۷

۳-۲- چارچوب‌های مرجع.......................................................................................... ۱۳۸

۳-۳- معادلات عمومی سرعت و شتاب....................................................................... ۱۴۰

۳-۴- حالت‌های خاص برای معادلات سرعت و شتاب..................................................... ۱۴۷

۳-۵- اهرم‌بندی‌ها با مفصل‌های لغزشی دورانی........................................................... ۱۵۰

۳-۶- تماس غلتشی............................................................................................... ۱۵۶

۳-۷- تماس بادامکی............................................................................................... ۱۶۸

۳-۸- نقاط منطبق کلی........................................................................................... ۱۷۷

مسایل منتخب حل شده......................................................................................... ۱۸۶

مسایل منتخب تمرینی........................................................................................... ۲۰۲

فصل ۴) مرکز آنی سرعت................................................................................... ۲۲۹

۴-۱- مقدمه.......................................................................................................... ۲۲۹

۴-۲- تعریف........................................................................................................... ۲۳۰

۴-۳- اثبات وجود مراکز آنی سرعت............................................................................. ۲۳۰

۴-۴- مکان مرکز آنی با استفاده از جهت‌های دو سرعت................................................. ۲۳۲

۴-۵- مرکز آنی در مفصل چرخشی............................................................................. ۲۳۳

۴-۶- مرکز آنی یک لغزنده روی منحنی........................................................................ ۲۳۳

۴-۷- مرکز آنی یک مفصل کشویی............................................................................. ۲۳۳

۴-۸- مرکز آنی برای زوجی با تماس غلتشی............................................................... ۲۳۴

۴-۹- مرکز آنی برای تماس اتصال بادامکی در حالت کلی................................................ ۲۳۴

۴-۱۰- سنترود....................................................................................................... ۲۳۶

۴-۱۱- قضیه آرنولد – کندی....................................................................................... ۲۳۸

۴-۱۲- نمودار دایره به‌عنوان رهیافتی برای پیدا کردن مراکز آنی......................................... ۲۴۱

۴-۱۳- استفاده از مراکز آنی: روش شعاع – چرخشی.................................................... ۲۴۲

۴-۱۴- یافتن مراکز آنی با استفاده از برنامه‌های تقشه‌کشی........................................... ۲۵۲

مسایل منتخب حل شده......................................................................................... ۲۵۲

مسایل منتخب تمرینی........................................................................................... ۲۵۸

فصل ۵) تشریح اهرم‌بندی‌ها به‌صورت تحلیلی...................................................... ۲۷۳

۵-۱- مقدمه.......................................................................................................... ۲۷۳

۵-۲- نمایش‌های موقعیت، سرعت و شتاب................................................................. ۲۷۴

۵-۳- معادلات حلقه بسته تحلیلی برای اهرم‌بندی‌های چهار میله‌ای................................ ۲۷۸

۵-۴- معادلات تحلیلی برای جسم صلب پس از اینکه خواص سینماتیکی دو نقطه پیدا شدند. ۲۸۹

۵-۵- معادلات تحلیلی برای مکانیزم‌های لنگ – لغزنده................................................... ۲۸۳

۵-۶- معادلات تحلیلی برای وارون لنگ – لغزنده............................................................ ۳۰۷

۵-۷- معادلات تحلیلی برای مکانیزم RPRPو.................................................................. ۳۱۹

۵-۸- معادلات تحلیلی برای یک مکانیزم RRPPو............................................................ ۳۲۹

۵-۹- معادلات تحلیلی برای پرگار بیضی...................................................................... ۳۳۵

۵-۱۰- معادلات تحلیلی برای مکانیزم اولدهام............................................................... ۳۴۱

۵-۱۱- روش معادله حلقه یا حلقه بسته برای مکانیزم‌های مرکب..................................... ۳۴۷

۵-۱۲- معادلات حلقه بسته برای مکانیزم‌های با جفت‌های برتر........................................ ۳۵۹

۵-۱۳- تفاوت‌های نمادگذاری: بردارها و اعداد مختلط...................................................... ۳۶۵

مسائل منتخب حل شده......................................................................................... ۳۶۹

مسائل منتخب تمرینی........................................................................................... ۳۷۵

فصل ۶) دستگاه چرخ‌دنده‌ها................................................................................ ۳۹۱

۶-۱- دستگاه چرخ‌دهنده‌ها....................................................................................... ۳۹۱

۶-۲- جهت چرخش................................................................................................. ۳۹۱

۶-۳- دستگاه چرخ‌دنده‌های ساده.............................................................................. ۳۹۳

۶-۴- دستگاه چرخ‌دنده‌های مرکب.............................................................................. ۳۹۶

۶-۵- دستگاه چرخ‌دنده‌های خورشیدی....................................................................... ۴۰۴

مسائل منتخب حل شده......................................................................................... ۴۲۳

مسائل منتخب تمرینی........................................................................................... ۴۳۸

فصل ۷) تحلیل نیرویی مکانیزمها.......................................................................... ۴۷۳

۷-۱- مقدمه.......................................................................................................... ۴۷۳

۷-۲- حل مسائل از طریق سینتیک ذرات..................................................................... ۴۷۵

۷-۳- تعادل دینامیکی سیستم‌های صلب.................................................................... ۴۸۶

۷-۴- نمودار ممان چرخشی و فلایویل......................................................................... ۴۹۳

۷-۵- نمودار ممان چرخشی و نوسان سرعت در شافت خروجی...................................... ۴۹۳

۷-۶- فلایویل (چرخ لنگر).......................................................................................... ۴۹۶

۷-۷- فلایویل یک موتور احتراقی درونسوز.................................................................... ۴۹۸

۷-۸- عبارت‌های تحلیلی ممان چرخشی.................................................................... ۵۰۲

مسائل منتخب حل شده......................................................................................... ۵۰۳

مسائل منتخب تمرینی........................................................................................... ۵۲۶

فصل ۸) نیروهای لرزاننده و توازن محورها............................................................ ۵۶۵

۸-۱- مقدمه.......................................................................................................... ۵۶۵

۸-۲- توازن تک‌صفحه‌ای (استاتیک)............................................................................ ۵۶۶

۸-۳- توازن چندصفحه‌ای (دینامیکی).......................................................................... ۵۷۱

۸-۴- توازن جرم‌های رفت و برگشتی.......................................................................... ۵۷۸

۸-۵- عبارت‌هایی برای نیروهای داخلی....................................................................... ۵۸۵

۸-۶- توازن ماشین‌های چندسیلندری........................................................................ ۵۸۸

مسائل منتخب حل شده......................................................................................... ۵۹۸

مسائل منتخب تمرینی........................................................................................... ۶۱۳

فهرست مراجع...................................................................................................... ۶۴۳