具體描述
本版手冊是在前5版手冊的基礎上吸收並總結瞭國內外機械工程設計領域中的新標準、新材料、新工藝、新結構、新技術、新産品、新設計理論與方法，並配閤我國創新驅動戰略的需求撰寫而成的。本版手冊全麵地介紹瞭常規設計、機電一體化設計、機電控製、現代設計與創新設計方法及其應用等內容，具有體係新穎、內容現代、凸顯創新、全麵、信息量大、實用可靠及簡明便查等特點。
本版手冊分為7捲55篇，內容有：機械設計基礎資料、機械零部件設計（連接、緊固與傳動）、機械零部件設計（軸係、支承與其他）、流體傳動與控製、機電一體化與控製技術、現代設計與創新設計等。
本捲為第6捲，主要內容有：現代設計理論與方法綜述、機械概念設計、機械的振動設計及噪聲控製、疲勞強度設計、摩擦學設計、機械可靠性設計、機械結構的有限元設計、優化設計、數字化設計、試驗優化設計、工業設計與人機工程、機械産品設計中的常用軟件等。
本版手冊可供從事機械設計、製造、維修及相關工程技術人員作為工具書使用，也可供大專院校的相關師生使用和參考。
作者簡介聞邦椿，1930年9月29日齣生於杭州，祖籍浙江溫嶺，東北大學教授，中國科學院院士，我國振動利用工程學科主要奠基者。機器理論與機構學聯閤會（IFToMM）中國委員會委員，轉子動力學技術委員會委員，亞太振動會議指導委員會委員，中國振動工程學會名譽理事長。曾任第六、七、八、九屆全國政協委員，國務院學位委員會第二、三、四屆機械工程學科評議組成員，中國振動工程學會理事長，《振動工程學報》主編等職。曾獲科技奬2項，國傢技術發明奬和科技進步奬5項，省、部級一、二等科技奬10餘項。
目 錄目 錄
第32篇 現代設計理論與方法綜述
第1章 現代機械設計與製造技術的發展趨嚮
1 概述 32-3
2 現代機械設計與製造技術的發展趨嚮 32-3
2.1 “以人為本”方嚮 32-3
2.2 “極端製造”方嚮 32-3
2.3 “綜閤集成”方嚮 32-4
2.4 “信息化”方嚮 32-4
2.5 “綠色化”方嚮 32-5
第2章 産品研究與開發的一般過程及幾個關鍵問題
1 概述 32-7
2 産品研究與開發的一般模型 32-7
2.1 産品開發過程的一般模型 32-7
2.2 産品開發一般過程中各模塊及其相互關係 32-7
3 産品研究與開發中的幾個關鍵問題 32-9
4 産品設計工作的重要性及其核心因素 32-10
第3章 現代産品設計理論與方法研究的主要進展
1 現代産品設計理論與方法研究簡況 32-12
2 産品設計理論與方法簡介 32-12
3 産品主要設計方法的簡介 32-15
第4章 現代設計理論與方法的分類
1 概述 32-17
2 産品設計理論與方法的種類 32-17
3 産品設計理論與方法的分類 32-18
第5章 現代機械設計方法的發展及其特點
1 現代機械設計方法的發展 32-20
1.1 現代機械設計方法的發展趨勢框圖 32-20
1.2 現代機械設計方法的發展 32-20
2 産品設計已從傳統設計全麵地過渡到現代設計 32-22
2.1 傳統設計與現代設計的比較框圖 32-22
2.2 現代産品設計工作發展的幾個主導方嚮 32-23
3 化設計或基於工程的綜閤設計理論與方法的特點 32-24
3.1 基於工程的綜閤設計理論與方法的産品設計四個階段 32-24
3.2 各類設計目標及各種設計理論與方法的選用 32-24
參考文獻 32-26
第33篇 機械概念設計
第1章 概 論
1 機械的基本概念 33-3
1.1 什麼是 33-3
1.1.1 的定義 33-3
1.1.2 的特性和組成 33-3
1.2 什麼是機械 33-3
1.2.1 機械的基本特點 33-3
1.2.2 傳動-執行機構組成瞭機械的核心 33-4
1.3 什麼是廣義機械 33-4
2 機械的基本特徵 33-4
2.1 整體性 33-4
2.2 相關性 33-5
2.3 層次性 33-5
2.4 目的性 33-5
2.5 環境適應性 33-5
3 機器的類彆和基本特徵 33-5
3.1 機器的類彆 33-5
3.2 能量流、物質流和信息流 33-6
3.3 機器的基本特徵 33-6
4 機械設計概述 33-8
5 機械的概念設計 33-9
5.1 概念設計與方案設計、創新設計的比較 33-9
5.2 概念設計的內涵 33-10
5.3 概念設計的基本特徵 33-11
5.4 機械概念設計的基本內容 33-11
5.4.1 功能分析與功能結構設計 33-11
5.4.2 工藝動作的分解和構思 33-11
5.4.3 執行機構方案構思與設計 33-11
5.5 機電一體化的概念設計 33-11
第2章 機械概念設計的基本方法
1 工藝動作過程和執行機構 33-13
1.1 工藝動作過程 33-13
1.2 執行動作 33-13
1.3 執行構件和執行機構 33-13
2 工作原理和工藝動作分析 33-14
2.1 機械工作原理的確定 33-14
2.1.1 糖果包裝 33-14
2.1.2 印刷工作 33-14
2.1.3 螺栓的螺紋加工 33-14
2.2 工藝動作過程的分解 33-14
3 設計方法 33-15
3.1 設計基本概念 33-15
3.2 分析 33-15
3.2.1 分析的要素 33-15
3.2.2 分析的程序 33-16
3.3 設計 33-16
3.3.1 設計的概念 33-16
3.3.2 設計的基本原則 33-16
3.3.3 設計的過程 33-16
3.3.4 綜閤評價 33-17
4 層次分析方法 33-17
前 言前言
本版手冊為新齣版的第6版七捲本《機械設計手冊》。由於科學技術的快速發展，需要我們對手冊內容進行更新，增加新的科技內容，以滿足廣大讀者的迫切需要。
《機械設計手冊》自1991年麵世發行以來，曆經5次修訂，截至2016年已纍計發行38萬套。作為重點科技圖書的《機械設計手冊》，深受社會各界的重視和好評，在全國具有很大的影響力，該手冊曾獲得全國科技圖書奬二等奬（1995年）、機械工業部科技進步奬二等奬（1997年）、機械工業科學技術奬一等奬（2011年）、中國齣版政府奬提名奬（2013年），並多次獲得全國科技書奬等奬項。1994年，《機械設計手冊》曾在我國建宏齣版社齣版發行，並在海內外産生瞭廣泛的影響。《機械設計手冊》榮獲的一係列國傢和部級奬項錶明，其具有很高的科學價值、實用價值和文化價值。《機械設計手冊》已成為機械設計領域的一部大型品牌工具書，已成為機械工程領域的和影響力較大的大型工具書，長期以來，它為我國裝備製造業的發展做齣瞭巨大貢獻。
第5版《機械設計手冊》齣版發行至今已有7年時間，這期間我國國民經濟有瞭很大發展，國傢製定瞭《國傢創新驅動發展戰略綱要》，其中把創新驅動發展作為瞭國傢的優先戰略。因此，《機械設計手冊》第6版修訂工作的指導思想除努力貫徹“科學性、先進性、創新性、實用性、可靠性”外，更加突齣瞭“創新性”，以全力配閤我國“創新驅動發展戰略”的重大需求，為實現我國建設創新型國傢和科技強國夢做齣貢獻。
在本版手冊的修訂過程中，廣泛調研瞭廠礦企業、設計院、科研院所和高等院校等多方麵的使用情況和意見。對機械設計的基礎內容、經典內容和傳統內容，從取材、産品及其零部件的設計方法與計算流程、設計實例等多方麵進行瞭深入的整閤，同時，還全麵總結瞭當前國內外機械設計的新理論、新方法、新材料、新工藝、新結構、新産品和新技術，特彆是在現代設計與創新設計理論與方法、機電一體化及機械控製技術等方麵做瞭和全麵的論述和凝煉。相信本版手冊會以嶄新的麵貌展現在廣大讀者麵前，它將對提高我國機械産品的設計水平、推進新産品的研究與開發、老産品的改造，以及産品的引進、消化、吸收和再創新，進而促進我國由製造大國嚮製造強國躍升，發揮齣巨大的作用。
本版手冊分為7捲55篇：第1捲 機械設計基礎資料；第2捲 機械零部件設計（連接、緊固與傳動）；第3捲 機械零部件設計（軸係、支承與其他）；第4捲 流體傳動與控製；第5捲 機電一體化與控製技術；第6捲 現代設計與創新設計（一）；第7捲 現代設計與創新設計（二）。
本版手冊有以下七大特點：
一、構建新體係
構建瞭科學、先進、實用、適應現代機械設計創新潮流的《機械設計手冊》新結構體係。該體係層次為：機械基礎、常規設計、機電一體化設計與控製技術、現代設計與創新設計方法。該體係的特點是：常規設計方法與現代設計方法互相融閤，光、機、電設計融為一體，局部的零部件設計與化設計互相銜接，並努力將創新設計的理念貫穿於常規設計與現代設計之中。
二、凸顯創新性
在2014年6月和2016年5月召開的中國科學院、中國工程院兩院院士大會上分彆提齣瞭我國科技發展的方嚮就是“創新、創新、再創新”，以及實現創新型國傢和科技強國的三個階段的目標和五項具體工作。為瞭配閤我國創新驅動發展戰略的重大需求，本版手冊突齣瞭機械創新設計內容的編寫，主要有以下幾個方麵：
（1）新增第7捲，重點介紹瞭創新設計及與創新設計有關的內容。
該捲主要內容有：機械創新設計概論，創新設計方法論，頂層設計原理、方法與應用，創新原理、思維、方法與應用，綠色設計與和諧設計，智能設計，仿生機械設計，互聯網上的閤作設計，工業通信網絡，麵嚮機械工程領域的大數據、雲計算與物聯網技術，3D打印設計與製造技術，化設計理論與方法。
（2）在一些篇章編入瞭創新設計和多種典型機械創新設計的內容。
“第11篇 機構設計”篇新增加瞭“機構創新設計”一章，該章編入瞭機構創新設計的原理、方法及飛剪機剪切機構創新設計，大型空間摺展機構創新設計等多個創新設計的案例。典型機械的創新設計有大型全斷麵掘進機（盾構機）仿真分析與數字化設計、機器人挖掘機的機電一體化創新設計、節能抽油機的創新設計、産品包裝生産綫的機構方案創新設計等。
（3）編入瞭一大批典型的創新機械産品。
“機械無級變速器”一章中編入瞭新型金屬帶式無級變速器，“並聯機構的設計與應用”一章中編入瞭數十個新型的並聯機床産品，“振動的利用”一章中新編入瞭激振器偏移式自同步振動篩、慣性共振式振動篩、振動壓路機等十多個典型的創新機械産品。這些産品有的獲得瞭國傢或省部級奬勵，有的是專利産品。
（4）編入瞭機械設計理論和設計方法論等方麵的創新研究成果。
1）聞邦椿院士團隊經過長期研究，在上首先創建瞭振動利用工程學科，提齣瞭該類機械設計理論和方法。本版手冊中編入瞭相關內容和實例。
2）根據多年的研究，提齣瞭以非綫性動力學理論為基礎的深層次的動態設計理論與方法。本版手冊編入瞭該方法並列舉瞭若乾應用範例。
3）首先提齣瞭和諧設計的新概念和新內容，闡明瞭自然環境、社會環境（政治環境、經濟環境、人文環境、環境、國內環境）、技術環境、資金環境、法律環境下的産品和諧設計的概念和內容的新體係，把既有的綠色設計篇拓展為綠色設計與和諧設計篇。
4）全麵地闡述瞭産品化設計的理論和方法，提齣瞭産品設計的總體目標、廣義目標和技術目標的內涵，提齣瞭應該用IQCTES六項設計要求來代替QCTES五項要求，詳細闡明瞭設計的四個理想步驟，即“3I調研”“7D規劃”“1 3 X實施”“5（A C）檢驗”，明確提齣瞭産品化設計的基本內容是主輔功能、三大性能和特殊性能要求的具體實現。
5）本版手冊引入瞭聞邦椿院士經過長期實踐總結齣的獨特的、科學的創新設計方法論體係和規則，用來指導産品設計，並提齣瞭創新設計方法論的運用可嚮智能化方嚮發展，即采用專傢來完成。
用戶評價
我是一位對機械結構的美學和實用性都非常看重的愛好者。在瀏覽瞭大量的機械設計資料後，《機械設計手冊 第6版 第6捲》這本書給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一份關於機械之美的藝術品。 書中對每一個零部件的設計，都體現瞭嚴謹的工程邏輯和精巧的藝術構思。我尤其欣賞書中關於結構優化和造型設計的章節。它不僅僅是如何讓零件堅固耐用，還涉及到如何讓機械設備在滿足功能需求的同時，展現齣流暢的綫條和和諧的比例。例如，書中在介紹某種新型支架設計時，會詳細分析其受力情況，然後展示如何通過改變截麵形狀、調整壁厚等方式，在保證強度的前提下，最大程度地減輕重量，同時使其外觀也更具現代感。這種將功能與美學完美融閤的設計理念，讓我受益匪淺。
評分我從事機械維修行業已經很多年瞭，接觸過各種各樣、形形色色的機械設備，從簡單的傳動裝置到復雜的自動化生産綫。在工作中，我經常會遇到一些設計上比較奇特或者故障原因難以排查的設備，這時候一本權威的參考書就顯得尤為重要。《機械設計手冊 第6版 第6捲》這本書，就是我工作中最得力的助手之一。 雖然我的主要工作是維修，但深入理解機械設計原理，對於診斷故障、優化維修方案至關重要。這本書對於各種零部件的失效模式、強度計算、疲勞分析等方麵的講解，都非常深入。我尤其欣賞書中關於材料選擇和熱處理工藝對機械性能影響的章節，這讓我能夠更準確地判斷齣設備發生故障的根本原因，是材料的問題，還是設計上的缺陷。我經常會根據書中的原理，去分析設備的結構，尋找薄弱環節，從而製定齣更有效的維修策略。
評分作為一名機械設計教育者，我一直在尋找能夠真正幫助學生理解和掌握機械設計精髓的優秀教材。《機械設計手冊 第6版 第6捲》這本書，我認為是市麵上難得的佳作，它在內容的深度、廣度和教學方法上都有獨到之處。 首先，這本書的理論基礎非常紮實，覆蓋瞭機械設計所需的各項核心知識。但更重要的是，它並非簡單地羅列公式和原理，而是通過大量的工程實例、圖解和案例分析，將抽象的理論具象化。例如，在講解螺紋連接強度計算時，書中會詳細分析不同螺紋類型、不同加載方式下的應力分布，並給齣詳細的計算步驟和校核方法。這對於學生理解公式背後的物理意義，以及如何將理論應用於實際工程設計，具有極大的幫助。
評分我是一個對機械原理充滿好奇的學習者，尤其對那些能夠解決實際問題的設計方案感到著迷。《機械設計手冊 第6版 第6捲》這本書，簡直就是一本“解惑”神器。它將那些原本看似復雜的機械設計原理，用非常清晰、有條理的方式呈現齣來。 我特彆喜歡書中關於傳動機構的部分。之前對齒輪、鏈條、皮帶等傳動方式的理解，大多停留在“知道有這麼迴事”的層麵。但這本書裏，它詳細講解瞭各種傳動方式的優缺點、適用場閤、傳動效率計算，甚至還涉及到如何選擇閤適的材料和潤滑方式來提高傳動精度和延長使用壽命。我記得有一次，在幫朋友修理一個老式機械設備時，我就是對照著書中關於鏈條傳動的部分，找到瞭故障的關鍵點，並且給齣瞭有效的解決方案。這種將理論知識直接應用於實踐，並且能夠解決實際問題的感覺，實在是太棒瞭！
評分作為一個機械工程專業的學生，我一直覺得機械設計是一個既龐大又復雜的學科。很多概念和公式在課堂上聽老師講一遍，感覺好像懂瞭，但真正要自己去應用的時候，卻發現很多細節模糊不清。直到我發現瞭這本《機械設計手冊 第6版 第6捲》，感覺就像找到瞭一個寶藏。這本書的編排邏輯非常清晰，從基礎的零部件設計，到復雜的係統集成，幾乎涵蓋瞭機械設計的所有方麵。 我尤其喜歡它在講解每個知識點的時候，都會配上大量的圖示和錶格。比如，在學習齒輪設計的時候，書裏不僅有各種齒輪的幾何形狀和傳動比的計算，還有不同材料、不同加工工藝對齒輪性能影響的詳細對比。這些直觀的呈現方式，讓我能夠快速理解抽象的理論，並且更容易記住。我常常在寫課程設計報告或者做項目的時候，會翻開這本書，它總能給我提供最權威、最全麵的參考資料，幫助我解決遇到的難題，讓我的設計方案更加嚴謹和完善。
評分這本書簡直是打開瞭我機械設計新世界的大門！我是一名剛入行的機械工程師，之前在學校裏學到的理論知識感覺總是跟實際應用脫節，麵對實際項目時常常感到力不從心。偶然間聽師兄推薦瞭這本《機械設計手冊 第6版 第6捲》，抱著試試看的心態買瞭迴來。拿到手的時候，我被它厚重的分量和精美的排版震驚瞭，但真正讓我驚喜的是裏麵的內容。它不是那種枯燥的理論堆砌，而是用非常清晰、直觀的方式講解瞭各種機械零部件的設計原理、計算方法和選型依據。 特彆是關於軸承設計的那幾個章節，我之前對軸承的理解非常有限，隻知道有各種型號，但具體怎麼根據載荷、轉速、壽命來選擇閤適的軸承，卻一頭霧水。這本書裏詳細列舉瞭不同類型軸承的適用範圍，給齣瞭詳細的計算公式和圖錶，還有大量的案例分析，讓我一下子就明白瞭背後的邏輯。我甚至可以對照著書本，去實際生産車間觀察我們正在使用的設備，結閤書中的知識去理解每一個零件的設計考量。這種理論與實踐相結閤的學習方式，讓我對機械設計的理解更加深刻，也更有信心去應對工作中的挑戰瞭。
評分我是一名有多年經驗的老工程師瞭，在我的職業生涯中，幾乎參與瞭無數機械設備的設計和改進項目。我手裏也積纍瞭不少不同版本的機械設計手冊，可以說是閱“書”無數。然而，當我拿到這本《機械設計手冊 第6版 第6捲》的時候，依然被它所蘊含的深度和廣度深深吸引。這本書不僅僅是對現有知識的更新和補充，更重要的是它在某些領域展現齣瞭前瞻性的思考和創新的方法。 比如，在關於液壓傳動和氣動元件的部分，我發現書中不僅涵蓋瞭傳統的經典設計，還引入瞭不少新興的技術和材料的應用。它對新型密封材料的介紹，以及在極端工況下液壓係統穩定性的分析，都讓我耳目一新。書中對某些復雜機械係統的多學科耦閤分析也做得非常到位，這在以前的手冊中是比較少見的。通過對這些內容的學習，我能更清晰地認識到當前機械設計的發展趨勢，也能從中汲取靈感，應用到我正在進行的一些高精度、高可靠性設備的設計項目中。
評分我是一位熱衷於機械製造的獨立愛好者，雖然沒有受過正規的機械工程教育，但憑著一股熱愛，一直在自學和實踐。《機械設計手冊 第6版 第6捲》這本書，對我來說，簡直就是一本“百科全書”。它的內容非常全麵，從最基礎的螺栓連接，到復雜的精密儀器設計，幾乎涵蓋瞭所有我想瞭解的機械領域。 這本書的語言風格相對比較專業，對於我這樣的自學者來說，一開始可能會有些挑戰，需要反復閱讀和琢磨。但是，一旦剋服瞭初期的閱讀障礙，就會發現其中的寶藏。書中的公式和計算方法都非常嚴謹，讓我能夠理解每一個設計背後的邏輯。我尤其喜歡書中關於公差配閤和錶麵粗糙度的章節，這對於我製作一些精密零件至關重要。通過這本書，我不僅學會瞭如何設計，更學會瞭如何從工程師的角度去思考問題，如何讓我的手工製作更加科學和高效。
評分我是一名在機械設計領域摸爬滾打多年的資深工程師，手頭的參考資料可謂是堆積如山。然而，《機械設計手冊 第6版 第6捲》的齣現，無疑在我多年的參考資料庫中占據瞭重要的位置。這本書最令我贊賞的地方，在於其內容的更新迭代和對前沿技術的吸納。 在我看來，機械設計早已不是一個停滯不前的領域，材料科學、製造工藝、甚至計算機技術的發展，都在不斷地推動著它的進步。這本書在這些方麵做得非常齣色。例如，在關於新型復閤材料在機械結構中的應用部分，書中不僅詳細介紹瞭這些材料的力學性能和加工特點，還給齣瞭一些應用案例和設計注意事項，這對於我正在進行的輕量化設計項目來說，非常有啓發性。此外，書中對數字化設計和仿真技術的應用也進行瞭更深入的探討，這讓我能更好地理解和運用現代化的設計工具。
評分我對機械設計這個領域一直抱有濃厚的興趣，但之前接觸到的資料大多比較碎片化，缺乏係統性。《機械設計手冊 第6版 第6捲》這本書，徹底改變瞭我的認知。它不僅僅是一本手冊，更像是一套完整的機械設計教學體係。從最基礎的受力分析，到高級的有限元分析，這本書都進行瞭詳細的講解。 我特彆喜歡書中關於各種典型零件的設計方法論。例如，在講解軸的設計時，書中不僅給齣瞭多種常見的軸類型及其受力特點，還詳細介紹瞭不同載荷下的彎麯應力、扭轉應力以及許用應力的計算方法，並且提供瞭多種優化設計方案的對比。我甚至能從書中找到一些關於軸承座、聯軸器等配套零件的設計指導。這些詳細的步驟和清晰的邏輯，讓我能夠將理論知識轉化為實際的設計思路，對於我進行個人項目的設計和優化非常有幫助。
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