《机械工程设计分析和MATLAB应用（第4版）》共分两篇。第1篇介绍MATLAB操作基础、矩阵和数组及其运算、符号运算基础、M文件和流程控制结构、数据可视化等基础知识，以及运用MATLAB提供的平台，在解决工程实际问题时
　　经常用到的多项式运算和数据插值、函数的导数和积分、代数方程和最优化问题等常用数学计算函数的功能和科学计算方法。第2篇介绍MATLAB在机械工程设计分析中的应用，包括连杆机构
　　的运动设计和运动分析、间歇运动机构和轮系的运动分析、凸轮机构运动分析和设计计算、齿轮、蜗杆和螺旋传动的设计计算、轴系设计计算和分析、机械联接设计计算，以及优化设计分析
　　和曲线拟合等方面，结合30多个机械工程设计分析课题，进行数学建模、编制M文件、运用计算机数学方法、运算求解和结果分析等，力图体现出计算机数学方法、MATLAB功能和实际工程技
　　术问题三者的有机结合。
　　本书可作为工科院校制造类专业相关课程教学和课题设计用书，也可作为工程技术人员基于MATLAB平台，运用计算机数学方法，分析和求解机械工程问题的参考书。

第1篇MATLAB基础和常用科学计算

第1章MATLAB操作基础

1.1MATLAB概述

1.1.1MATLAB的主要模块

1.1.2MATLAB的主要特点

1.2MATLAB的系统界面和菜单功能

1.2.1MATLAB系统界面

1.2.2主窗口的菜单功能

1.3运算符和标点符

1.3.1运算符

1.3.2标点符

1.4数据类型

1.4.1数值量

1.4.2字符量

1.4.3变量

1.5基本数学函数

1.5.1三角函数

1.5.2指数和对数函数

1.5.3取整和取余函数

1.5.4通用数学分析函数

第2章矩阵和数组及其运算

2.1矩阵的建立及变换

2.1.1矩阵的建立

2.1.2矩阵的转置和变换

2.2矩阵元素和子矩阵的提取

2.2.1矩阵元素的提取

2.2.2子矩阵的提取

2.3矩阵的运算

2.3.1矩阵的加法和减法

2.3.2矩阵的乘法

2.3.3矩阵的求逆

2.3.4向量的范数和矩阵行列式的值

2.3.5矩阵的除法

2.4数组的运算

2.4.1数组的加法和减法

2.4.2数组的乘法

2.4.3数组的除法

2.4.4数组的乘方

第3章符号运算基础

3.1建立符号对象

3.1.1建立符号量

3.1.2建立符号表达式

3.1.3符号表达式中变量的确定

3.2符号表达式的基本运算

3.2.1符号表达式的四则运算

3.2.2符号表达式分子和分母的提取

3.2.3符号表达式的处理

3.3符号函数的复合函数和反函数

3.3.1符号函数的复合函数

3.3.2符号函数的反函数

3.4符号表达式与数值表达式之间的转换和运算精度控制

3.4.1符号表达式与数值表达式之间的转换

3.4.2符号和数值运算精度控制

第4章M文件和流程控制结构

4.1M文件的分类

4.1.1命令文件（Script File）

4.1.2函数文件

4.2流程控制结构

4.2.1顺序结构

4.2.2循环结构

4.2.3选择结构

第5章数据可视化

5.1绘制二维曲线

5.2图形格式设定和修饰

5.2.1设置图形窗口

5.2.2系统坐标控制

5.2.3标注图形

5.2.4特殊符号的标注

5.3在极坐标系中绘制曲线

5.4符号函数绘图

5.5填充图形

5.6绘制三维图形

5.6.1绘制三维曲线

5.6.2绘制三维曲面

第6章多项式运算和数据插值

6.1多项式运算

6.1.1符号多项式的生成

6.1.2求多项式的值和根

6.1.3多项式的乘法和除法运算

6.1.4多项式的导数和积分

6.2数据插值

6.2.1一维数据插值

6.2.2二维数据插值

第7章函数的导数和积分

7.1函数的导数

7.1.1函数导数的解析解

7.1.2二维函数和参数方程的偏导数

7.1.3n维函数的偏导数

7.1.4数值微分

7.1.5函数的梯度和范数

7.2函数的积分

7.2.1不定积分的解析解

7.2.2定积分

7.2.3数值积分

7.2.4函数的重积分

第8章代数方程求解和最优化问题

8.1代数方程求解

8.1.1代数方程图解法

8.1.2代数方程的解析解

8.1.3线性方程组的数值解

8.1.4非线性方程的数值解

8.2MATLAB优化工具箱的应用

8.2.1线性规划问题

8.2.2二次规划问题

8.2.3无约束非线性规划问题

8.2.4约束非线性规划问题

8.2.5多目标规划问题

第2篇机械工程设计分析应用

第9章连杆机构的运动设计和运动分析

9.1连杆机构的运动设计

9.1.1给定极限位置和最小传动角的设计问题

9.1.2给定连架杆对应位置的设计问题

9.2连杆机构实现预定函数和轨迹的优化设计

9.2.1实现预定函数的优化设计

9.2.2实现连杆轨迹的优化设计

9.3曲柄摇杆机构的运动分析

9.3.1机构运动分析的数学模型和求解方法

9.3.2机构运动方程的求解方法

9.3.3机构运动误差分析

9.4导杆机构的运动分析

9.4.1转动导杆机构的运动分析

9.4.2摆动导杆机构设计

9.4.3计算实例的M文件和运算结果

9.5曲柄滑块机构的运动精度综合

9.5.1机构的尺度参数和运动参数分析

9.5.2曲柄滑块机构等影响法精度综合

9.5.3计算实例和M文件

第10章间歇运动机构和轮系的运动分析

10.1槽轮机构的运动分析和动力计算

10.1.1槽轮机构的运动方程和运动参数

10.1.2槽轮机构的动力学计算

10.1.3计算实例的M文件和运算结果

10.2针轮机构的设计计算和运动分析

10.2.1针轮机构的设计计算

10.2.2针轮机构的运动分析

10.2.3M文件和计算结果

10.3面粉搅拌机工作头旋轮轨迹分析和仿真

10.3.1搅拌机的传动系统

10.3.2内外啮合圆锥齿轮行星传动的运动分析

10.3.3行星机构运动模拟分析的M文件和运算结果

第11章凸轮机构运动分析和设计计算

11.1对心直动凸轮机构压力角的计算

11.1.1凸轮机构压力角的图解

11.1.2凸轮机构压力角的计算

11.1.3计算实例M文件和运算结果

11.2凸轮机构的设计计算和运动分析

11.2.1凸轮设计和运动分析的步骤和数学模型

11.2.2凸轮设计计算实例和CAD基本方法

11.2.3编制M文件的基本方法和运算结果

11.3共轭平面分度凸轮机构的设计计算

11.3.1凸轮机构主要运动参数分析

11.3.2凸轮机构主要几何尺寸计算

11.3.3凸轮轮廓直角坐标计算

11.3.4凸轮机构工作情况分析

11.3.5设计计算实例、M文件和运算结果

11.4圆柱分度凸轮机构设计和运动分析

11.4.1凸轮机构的主要运动参数分析

11.4.2凸轮机构主要几何尺寸计算

11.4.3圆柱分度凸轮工作轮廓计算

11.4.4圆柱分度凸轮机构的结构设计要点

11.4.5M文件和计算结果

第12章挠性传动设计计算

12.1V带传动的多目标优化设计

12.1.1V带传动多目标优化设计数学模型

12.1.2M文件和运算结果

12.1.3使用最大最小化函数求解多目标优化问题的讨论

12.2同步带传动的设计计算

12.2.1同步带传动设计计算步骤和内容

12.2.2M文件和运算结果

12.3多楔带传动设计计算

12.3.1多楔带传动的特点

12.3.2多楔带传动设计计算实例

12.3.3M文件和运算结果

12.4滚子链传动的优化设计

12.4.1滚子链传动设计计算的有关公式和曲线拟合

12.4.2滚子链传动优化设计实例

12.4.3M文件与计算结果

第13章齿轮、蜗杆和螺旋传动的设计计算

13.1齿轮传动参数测定和公法线公差计算

13.1.1变位齿轮传动参数的测定和计算

13.1.2斜齿圆柱齿轮公法线长度及其偏差的计算

13.2圆柱齿轮传动的设计计算

13.2.1齿轮传动设计计算的简化方法

13.2.2M文件基本流程和主要处理方法

13.2.3设计计算实例的M文件和运算结果

13.3齿轮传动的几何规划

13.3.1构造几何规划的数学模型

13.3.2几何规划算法分析

13.3.3几何规划实例

13.3.4M文件和运算结果

13.4两级圆柱齿轮减速器优化设计

13.4.1两级圆柱齿轮传动的设计理论

13.4.2优化设计实例和数学模型

13.4.3M文件和运算结果

13.5螺旋齿轮传动的设计计算

13.5.1螺旋齿轮传动原理

13.5.2螺旋齿轮传动设计计算实例

13.5.3M文件和运算结果

13.6圆柱蜗杆传动的优化设计

13.6.1建立优化设计的数学模型

13.6.2设计实例M文件和计算结果

13.7螺旋传动的设计计算

13.7.1螺旋传动设计计算主要内容

13.7.2螺旋起重器设计计算实例

13.7.3M文件和运算结果

第14章轴系设计计算和分析

14.1轴系部件设计计算

14.1.1机械传动装置的运动和动力参数计算

14.1.2V带传动设计计算

14.1.3圆柱齿轮传动设计计算

14.1.4轴的设计计算

14.1.5滚动轴承的工作寿命计算

14.1.6平键联接选用计算

14.1.7M文件和运算结果

14.2机床主轴优化设计

14.2.1建立优化设计数学模型

14.2.2计算实例和M文件

14.3主轴支承静不定结构的计算

14.3.1主轴支承静不定结构分析

14.3.2轴承径向反力位置-载荷关系曲线的分段拟合

14.3.3建立主轴力矩平衡方程

14.3.4计算主轴前支承的径向反力

14.3.5计算流程图

14.3.6计算实例和M文件

14.4转轴的可靠性分析与设计

14.4.1机械零件的可靠度计算

14.4.2转轴的可靠性设计

14.4.3M文件和运算结果

第15章机械联接设计计算

15.1螺栓联接选用计算

15.1.1受轴向静载荷的螺栓联接计算

15.1.2受轴向变载荷的螺栓联接计算

15.1.3M文件和运算结果

15.2螺栓组联接的优化设计

15.2.1螺栓单价与直径的关系

15.2.2计算实例与数学模型

15.2.3M文件和计算结果

15.3圆柱螺旋弹簧的设计计算

15.3.1圆柱螺旋弹簧设计计算原理

15.3.2计算实例和M文件

第16章优化设计分析和曲线拟合

16.1优化设计模型的几何描述

16.1.1设计空间的几何描述方法

16.1.2应用实例M文件和描述图形

16.2人字架结构尺寸的优化设计

16.2.1人字架的力学分析和优化设计数学模型

16.2.2M文件和运算结果

16.2.3优化问题的几何描述

16.3梯形截面管道结构尺寸的优化设计

16.3.1计算实例和优化设计数学模型

16.3.2无约束非线性优化函数的运用

16.3.3M文件运算结果分析和几何描述

16.4多目标优化问题的理想有效解

16.4.1多目标优化的策略

16.4.2计算实例和优化设计数学模型

16.4.3M文件的主要特点

16.4.4运算结果分析

16.5无心磨削工艺参数的优化

16.5.1无心磨削工艺参数分析

16.5.2建立工艺参数优化的数学模型

16.5.3M文件和运算结果

16.5.4优化结果的分析和处理

16.6曲线拟合和多项式拟合

16.6.1直线拟合

16.6.2曲线拟合

16.6.3多项式拟合

16.6.4计算实例和M文件

参考文献