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。

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

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

    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。