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本书为读者免费提供书中示例的程序源代码，请关注微信公众号“北航科技图书”，回复“3809”，获得百度网盘的下载链接。本书在MATLAB中文论坛设有交流版块，详见前言，欢迎同行去该版块畅所欲言。
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| 內容簡介： |
本书针对新一代GUI开发平台MATLAB App Designer(MATLAB R2019b)的应用分两个部分加以详细介绍。第一部分结合两个综合案例详细介绍用MATLAB App Designer设计App(GUI)的方法与步骤、重点与难点；第二部分以机械工程领域中各种专业案例为基础详细介绍每个App设计的编程解决方法。
本书可作为高职高专及高等院校的机械工程及相近专业的专业课辅助教材，也可作为相关领域工程技术人员进行设计的辅助工具书。
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| 關於作者： |
陆爽 浙江师范大学行知学院、浙江师范大学三级教授。吉林大学机械设计及理论工学博士、公派德国布伦瑞克工业大学高级访问学者。曾任全国高等院校工程应用技术教师大赛专家委员会委员、全国高校机械工程测试技术研究会常务理事、全国三维数字化大赛工业工程组专家、华中科技大学出版社高等院校机械类应用型本科“十二五”创新规划系列教材编委会委员等。历任浙江师范大学交通学院(现更名为工学院)副院长、浙江师范大学行知学院副院长，主要从事“机械工程控制基础”“机械工程测试技术基础”“机电传动控制技术”等课程的教学工作，把数字化应用软件MATLAB和LabVIEW与所讲授的课程深度融合，在专业教学改革方面进行了深入的探索和实践。
蒋永华 浙江师范大学行知学院、浙江师范大学教授。重庆大学机械电子工程博士、浙江大学机械工程博士后、公派加拿大多伦多大学访问学者。浙江省“151人才工程”培养人选、金华市“321人才工程”培养人选。全国高校机械工程测试技术研究会与中国振动工程学会动态测试专业委员会理事，浙江省高等教育学会实验室工作分会理事。现任浙江师范大学行知学院副院长。主要从事“机械工程测试技术基础”“机械控制工程基础”“机电传动控制技术”等课程的教学工作，以及装备状态监测与智能维护、汽车NVH技术、压电驱动与控制等领域的研究工作。近年来主持完成了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省博士后基金资助的十几个科研项目。发表学术论文近50篇，其中SCI检索12篇，EI检索30篇，授权发明专利32项、实用新型专利22项。
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| 目錄：
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第1章 MATLAB App Designer数字化设计基础 1
1.1 图形用户界面设计及App Designer简介 1
1.2 App Designer 基本功能 2
1.3 掌握App Designer的基本编程 3
1.3.1 启动App Designer 3
1.3.2 App Designer设计要点 4
1.3.3 多窗口 App设计详解 13
1.4 案例1——数字信号滤波器系统 App设计 15
1.4.1 设计1个 App主窗口和2个 App子窗口 15
1.4.2 数字信号滤波器系统3个 App窗口设计详解 17
1.5 案例2——实验数据统计分析App系统 24
1.5.1 设计1个 App主窗口和2个 App子窗口 24
1.5.2 实验数据统计分析系统3个 App窗口设计详解 26
第2章 常见机械机构App设计 38
2.1 案例3——滚动圆轮边缘点运动分析App设计 38
2.1.1 滚动圆轮边缘M 点运动理论分析 38
2.1.2 滚动圆轮边缘点运动 App设计 40
2.2 案例4——滚子链传动优化App设计 46
2.2.1 滚子链传动设计的基本参数计算 46
2.2.2 滚子链传动优化设计理论 47
2.2.3 滚子链传动优化 App设计 49
2.3 案例5——铰链四杆机构运动学 App设计 54
2.3.1 铰链四杆机构运动理论分析 54
2.3.2 铰链四杆机构 App设计 55
2.4 案例6——曲柄摇杆机构连杆上点运动分析 App设计 61
2.4.1 曲柄摇杆机构连杆上点运动理论分析 61
2.4.2 曲柄摇杆机构连杆上点运动 App设计 63
2.5 案例7——曲柄滑块机构运动分析App设计 67
2.5.1 曲柄滑块机构运动理论分析 67
2.5.2 曲柄滑块机构 App设计 69
2.6 案例8——双滑块机构动力学分析App设计 76
2.6.1 双滑块机构运动动力学理论分析 76
2.6.2 双滑块机构动力学系统 App设计 77
第3章 齿轮传动机构App设计 85
3.1 案例9——标准直齿圆柱齿轮形状App设计 85
3.1.1 标准直齿圆柱齿轮形状参数计算 85
3.1.2 标准直齿圆柱齿轮形状 App设计 86
3.2 案例10——外啮合直齿圆柱齿轮啮合图App设计 90
3.2.1 外啮合圆柱齿轮啮合图绘图分析 90
3.2.2 外啮合直齿圆柱齿轮 App设计 90
3.3 案例11——直齿圆柱变位齿轮参数测定App设计 96
3.3.1 直齿圆柱变位齿轮参数测定和计算 96
3.3.2 直齿圆柱变位齿轮参数测定 App设计 98
3.4 案例12——斜齿圆柱齿轮公法线长度测试 App设计 101
3.4.1 斜齿圆柱齿轮公法线长度及其偏差计算 101
3.4.2 斜齿圆柱齿轮公法线长度测试 App设计 101
3.5 案例13——斜齿圆柱齿轮传动App设计 104
3.5.1 斜齿圆柱齿轮传动设计理论 104
3.5.2 斜齿圆柱齿轮传动 App设计 105
3.6 案例14——直齿圆柱齿轮弯曲应力App设计 113
3.6.1 直齿圆柱齿轮弯曲应力设计理论 113
3.6.2 直齿圆柱齿轮弯曲应力 App设计 118
第4章 凸轮传动机构App设计 125
4.1 凸轮机构运动规律简介 125
4.1.1 凸轮从动件的运动规律 125
4.1.2 4种推杆运动规律的 MATLAB子函数 127
4.2 案例15——偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构 App设计 128
4.2.1 偏置直动滚子推杆盘形凸轮轮廓曲线设计理论 128
4.2.2 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构 App设计 129
4.3 案例16——直动平底推杆盘形凸轮机构App设计 145
4.3.1 直动平底推杆盘形凸轮轮廓曲线设计理论 145
4.3.2 直动平底推杆盘形凸轮机构 App设计 146
4.4 案例17——摆动滚子推杆盘形凸轮机构App设计 160
4.4.1 摆动滚子推杆盘形凸轮轮廓曲线设计理论 160
4.4.2 摆动滚子推杆盘形凸轮机构 App设计 160
第5章 带式输送机传动系统App设计 177
5.1 案例18——传动装置运动与动力参数App设计 177
5.1.1 传动装置运动与动力参数的基本理论分析 177
5.1.2 传动装置运动与动力参数 App设计 179
5.2 案例19——输送机V带传动App设计 182
5.2.1 V带传动的参数计算 182
5.2.2 V带传动 App设计 183
5.3 案例20——减速器斜齿圆柱齿轮传动App设计 187
5.3.1 斜齿圆柱齿轮传动的理论分析 187
5.3.2 斜齿圆柱齿轮传动 App设计 189
5.4 案例21——减速器弯扭组合轴App设计 193
5.4.1 弯扭组合轴设计理论 193
5.4.2 弯扭组合轴 App设计 196
5.5 案例22——减速器圆锥滚子轴承(30209)寿命 App设计 200
5.5.1 圆锥滚子轴承(30209)寿命理论计算 200
5.5.2 圆锥滚子轴承(30209)寿命 App设计 201
5.6 案例23——减速器角接触球轴承(7009C)寿命App设计 205
5.6.1 角接触球轴承(7009C)寿命理论计算 205
5.6.2 角接触球轴承(7009C)寿命 App设计 206
5.7 案例24——减速器深沟球轴承(6209)寿命 App设计 210
5.7.1 深沟球轴承(6209)寿命理论计算 210
5.7.2 深沟球轴承(6209)寿命 App设计 210
第6章 机械振动系统App设计 214
6.1 案例25——机床切削颤振App设计 214
6.1.1 机床切削颤振理论及计算 214
6.1.2 机床切削颤振 App设计 215
6.2 案例26——2个自由度系统振动响应App设计 217
6.2.1 2个自由度振动系统理论分析 217
6.2.2 2个自由度系统振动响应 App设计 218
6.3 案例27——2个自由度质量弹簧阻尼减振器频率响应 App设计 221
6.3.1 2个自由度振动系统理论分析 221
6.3.2 2个自由度质量弹簧阻尼减振器频率响应 App设计 221
6.4 案例28——2个自由度质量弹簧阻尼减振器优化App设计 223
6.4.1 2个自由度质量弹簧阻尼减振器优化设计理论 223
6.4.2 2个自由度质量弹簧阻尼减振器优化 App设计 225
6.5 案例29——2个自由度无阻尼质量弹簧振动系统App设计 229
6.5.1 2个自由度无阻尼质量弹簧振动系统理论分析 229
6.5.2 2个自由度无阻尼质量弹簧振动系统 App设计 231
第7章 其他有关机械App设计 237
7.1 案例30——圆柱螺旋受压弹簧优化App设计 237
7.1.1 圆柱螺旋受压弹簧优化设计理论 237
7.1.2 圆柱螺旋受压弹簧优化 App设计 240
7.2 案例31——椭圆规机构运动学App设计 244
7.2.1 椭圆规机构运动学理论分析 244
7.2.2 椭圆规机构运动学 App设计 245
7.3 案例32——牛头刨床机构App设计 250
7.3.1 牛头刨床机构运动学理论分析 250
7.3.2 牛头刨床机构 App设计 252
7.4 案例33——轻型杠杆式推钢机App设计 260
7.4.1 推钢机机构运动学理论分析 260
7.4.2 轻型杠杆式推钢机 App设计 263
参考文献 271
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| 內容試閱：
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The MathWork公司的MATLAB一直是国际科学与工程技术领域中应用和影响最为广泛的三大计算机数学语言之一(其他两种语言分别为Mathematica和Maple)。从某种意义上讲，在纯数学以外的领域中，MATLAB语言有着其他两种数学语言无法媲美的极其广泛的适用范围优势。本书的第一作者第一次接触MATLAB语言是在德国布伦瑞克工业大学(20世纪90年代)做高级访问学者期间，当时国内的很多教师和学生对MATLAB语言还比较陌生。如今，在国内的各类高职高专和理工科院校，MATLAB语言已是很多专业教师和本专科学生在进行数字化计算、数字化设计、数字化仿真、专业课程设计和毕业设计，以及许多在读博士、硕士做科学研究和撰写学术论文时的首选专业工具软件。
MATLAB语言除了可用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算外，还可用于各种学科和专业领域中。不仅可用于自然科学，甚至还可用于人文科学。同时，它还具有功能强大的工具箱(由全世界的各学界精英为工具箱提供最准确、最实用和最高效的应用程序)。一些基础性和通用性的处理程序都已包含在工具箱中，甚至一些最新的专业技术(例如AI技术)，在MATLAB语言的主界面上都可以找到其App应用程序。这样就不需要软件的使用者去从事专门的算法研究和编制复杂的通用程序，因为这些原本就是数学家和软件工程师的工作，从而大大节省了非数学和非计算机专业领域工程技术人员耗费在此方面的时间。对于他们来说，只需要思考和研究怎么利用工具箱或App应用程序来实现自己的原始设想和算法，从而快速有效地完成数字化计算、数字化设计、数字化仿真和科技创新工作。
在书店和图书馆里，虽然关于MATLAB语言和MATLAB GUI的书籍汗牛充栋，但是有关介绍MATLAB App Designer的书籍却比较少，特别是介绍将MATLAB App Designer应用在机械工程领域进行专业案例App 设计的书籍更是罕见。其中首要的原因也许是MATLAB语言的更新速度(每年升级两次)太快，其次也许是计算机专业人士不太熟悉具体的工程专业工作，而具体的工程专业技术人员又不熟悉MATLAB GUI编程方法所致。2020年疫情期间，陆爽教授与蒋永华教授一起探讨了专业课程数字化与教学深度融合问题，并针对目前国内工科领域本专科教学缺少课程数字化App设计案例参考教材的现状，把近十几年来在机械工程专业多种(门)课程教学、专业课程设计和毕业设计，以及指导博、硕士研究生过程中积累的MATLAB GUI数字化应用案例编辑整理，并采用最新版本MATLAB GUI即App Designer编撰出来，共同完成了这本机械工程专业课程数字化App案例分析的工具参考书。
本书是一本学习MATLAB App Designer设计的工具参考书。它既可作为机械工程及相近专业的高职高专/本科/研究生在专业课程学习、专业课程设计(特别是机械原理、机械设计、机械系统设计、机械创新设计与实践等)和专业毕业设计中应用MATLAB语言进行数字化计算、设计和仿真App时的编程学习参考工具书，也可作为工业App应用领域的工程技术人员在采用MATLAB语言作为平台来开发工业App时的编程辅助参考工具书。数字化时代对各行各业、各个领域的专业人士的计算机应用水平要求越来越高，而对于非计算机专业人士来说，随心所欲地应用MATLAB 语言还不是一件容易的事情。特别是对MATLAB App Designer初学者而言，入门还是较难的。根据作者多年自学MATLAB GUI和高校教学经验，GUI(即App)编程实践是最重要的学习环节，“学而时习之”是捷径，而案例学习无疑是快速提高MATLAB App Designer编程能力和水平的最佳方法。
本书案例分析的内容按照机械应用的领域来粗略划分，具体编排如下:
第1章 通过2个案例，主要介绍MATLAB App Designer的一些基本概念和知识，其中包括App Designer简介和App Designer设计过程中一些重要的知识点。
第2章 通过6个案例，主要介绍一些常见机械机构App详细设计过程。
第3章 通过6个案例，主要介绍与齿轮传动机构设计有关的App详细设计过程。
第4章 通过3个案例，主要介绍与凸轮传动机构设计有关的App详细设计过程。
第5章 通过7个案例，主要介绍与带式输送机传动系统有关的App详细设计过程。
第6章 通过5个案例，主要介绍与机械振动系统有关的App详细设计过程。
第7章 通过4个案例，主要介绍与其他有关机械的App详细设计过程。
本书既不是纯粹介绍MATLAB App Designer的编程书籍，因为那样会使这本书非常冗长;也不是纯粹介绍MATLAB工业App应用的编程书籍，因为那样会使这本书范围很广，有些勉为其难。本书只是借助于33个机械工程专业领域的案例，针对初学者在使用MATLAB App Designer设计App过程中出现的问题提出了全面的、详细的step by step编程解决方法。 内容既涉及App Designer应用案例中App编程的详细操作步骤，也涉及应用案例中设计理论详解以及MATLAB语言科学和工程计算的一些函数调用与方法。
作者从事高等教育工作几十年，把数字化与专业课程教学深度融合是近十几年来教学工作的重中之重，本书也是一系列数字化教学成果的总结。在数字化时代如何让学生在未来激烈的职场竞争中获得高质量就业，始终是作者教学思考和教学改革的方向。我们所培养的毕业生的数字化设计能力已经在高质量就业实践中获得普遍认可。
作者在本书的编撰过程中，参考与借鉴了大量的国内外著作、教材与文献资料。如果没有这些资料，本书内容就不可能如此丰富。在此，谨向这些资料的原作者、学者与专家表示由衷的敬意和衷心的感谢。
本书由北京航空航天大学机器人研究所所长陈殿生教授担任主审，陈教授自始至终对本书给予了精心的指导和帮助。吉林大学王聪慧教授、浙江理工大学胡明教授、杭州电子科技大学秦会斌教授、浙江师范大学王冬云教授、长春工业大学岳晓峰教授、黑龙江大学毕永利教授、长春大学侯跃谦教授、衢州学院周兆忠教授、浙江师范大学行知学院胡礼广副教授、长春工业大学人文信息学院张国福教授和于晓慧讲师、德国开姆尼茨工业大学机电一体化专业(Technische Universit?t Chemnitz，Mechatronik) 硕士研究生姚思远(我们曾经指导过的本科毕业生)对本书提出了许多建设性的宝贵意见和建议，对此向他们表示衷心的感谢。
感谢澳大利亚Swinburne科技大学机器人与机电一体化专业满志红教授审阅了全书并为本书撰写了序言，同时对本书提出了许多建设性的宝贵意见。
感谢学生杨科成(浙江农林大学2020级研究生)绘制本书部分图形。
感谢在数字化与课程深度融合教学改革中同舟共济的教师和学生们，他们为作者的专业数字化教学探索与创新实践提供了丰富的经验。衷心感谢人生道路上所有关心、爱护和帮助过我们的老师、同事和学生。
在此还要特别感谢北京航空航天大学出版社和陈守平策划编辑为我们提供的支持、鼓励和真诚的帮助。
读者可以登录北京航空航天大学出版社的官方网站，选择“下载专区”→“随书资料”下载本书配套的程序代码;也可以关注“北航科技图书”微信公众号，回复“3809”可获得本书的免费下载链接;还可以登录MATLAB 中文论坛，在本书所在版块(https://www.ilovematlab.cn/forum-281-1.html)下载相应代码。下载过程中遇到任何问题，请发送电子邮件至goodtextbook@126.com 或致电010 82317738咨询处理。书中给出的程序仅供参考，读者可根据实际问题进行完善或改写，以提升自己的编程实践能力。
由于作者水平有限，书中的缺点和疏漏之处在所难免，恳请各方面专家和读者不吝赐教。
作者电子邮箱lushuang@zjnu.cn。
作 者
2021年12月
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