本版手冊為新出版的第6版7卷本《機械設計手冊》。由于科學技術的快速發(fā)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年面世發(fā)行以來，歷經5次修訂，截至2016年已累計發(fā)行38萬套。作為國家級重點科技圖書的《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，該手冊曾獲得全國優(yōu)秀科技圖書獎二等獎（1995年）、中國機械工業(yè)部科技進步獎二等獎（1997年）、中國機械工業(yè)科學技術獎一等獎（2011年）、中國出版政府獎提名獎（2013年），并多次獲得全國優(yōu)秀暢銷書獎等獎項。1994年，《機械設計手冊》曾在我國臺灣建宏出版社出版發(fā)行，并在海內外產生了廣泛的影響�！稒C械設計手冊》榮獲的一系列國家和部級獎項表明，其具有很高的科學價值、實用價值和文化價值�！稒C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權威的和影響力較大的大型工具書，長期以來，它為我國裝備制造業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻。 第5版《機械設計手冊》出版發(fā)行至今已有7年時間，這期間我國國民經濟有了很大發(fā)展，國家制定了《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，其中把創(chuàng)新驅動發(fā)展作為了國家的優(yōu)先戰(zhàn)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(chuàng)新性、實用性、可靠性”外，更加突出了“創(chuàng)新性”，以全力配合我國“創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略”的重大需求，為實現(xiàn)我國建設創(chuàng)新型國家和科技強國夢做出貢獻。 在本版手冊的修訂過程中，廣泛調研了廠礦企業(yè)、設計院、科研院所和高等院校等多方面的使用情況和意見。對機械設計的基礎內容、經典內容和傳統(tǒng)內容，從取材、產品及其零部件的設計方法與計算流程、設計實例等多方面進行了深入系統(tǒng)的整合，同時，還全面總結了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、新產品和新技術，特別是在現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計理論與方法、機電一體化及機械系統(tǒng)控制技術等方面做了系統(tǒng)和全面的論述和凝練。相信本版手冊會以嶄新的面貌展現(xiàn)在廣大讀者面前，它將對提高我國機械產品的設計水平、推進新產品的研究與開發(fā)、老產品的改造，以及產品的引進、消化、吸收和再創(chuàng)新，進而促進我國由制造大國向制造強國躍升，發(fā)揮出巨大的作用。 本版手冊分為7卷55篇：第1卷機械設計基礎資料；第2卷機械零部件設計（連接、緊固與傳動）；第3卷機械零部件設計（軸系、支承與其他）；第4卷流體傳動與控制；第5卷機電一體化與控制技術；第6卷現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計（一）；第7卷現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計（二）。 本版手冊有以下七大特點： 一、構建新體系 構建了科學、先進、實用、適應現(xiàn)代機械設計創(chuàng)新潮流的《機械設計手冊》新結構體系。該體系層次為：機械基礎、常規(guī)設計、機電一體化設計與控制技術、現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計方法。該體系的特點是：常規(guī)設計方法與現(xiàn)代設計方法互相融合，光、機、電設計融為一體，局部的零部件設計與系統(tǒng)化設計互相銜接，并努力將創(chuàng)新設計的理念貫穿于常規(guī)設計與現(xiàn)代設計之中。 二、凸顯創(chuàng)新性 習近平總書記在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別提出了我國科技發(fā)展的方向就是“創(chuàng)新、創(chuàng)新、再創(chuàng)新”，以及實現(xiàn)創(chuàng)新型國家和科技強國的三個階段的目標和五項具體工作。為了配合我國創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的重大需求，本版手冊突出了機械創(chuàng)新設計內容的編寫，主要有以下幾個方面： （1）新增第7卷，重點介紹了創(chuàng)新設計及與創(chuàng)新設計有關的內容。 該卷主要內容有：機械創(chuàng)新設計概論，創(chuàng)新設計方法論，頂層設計原理、方法與應用，創(chuàng)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(lián)網上的合作設計，工業(yè)通信網絡，面向機械工程領域的大數(shù)據(jù)、云計算與物聯(lián)網技術，3D打印設計與制造技術，系統(tǒng)化設計理論與方法。 前言前言（2）在一些篇章編入了創(chuàng)新設計和多種典型機械創(chuàng)新設計的內容。 “第11篇機構設計”篇新增加了“機構創(chuàng)新設計”一章，該章編入了機構創(chuàng)新設計的原理、方法及飛剪機剪切機構創(chuàng)新設計，大型空間折展機構創(chuàng)新設計等多個創(chuàng)新設計的案例。典型機械的創(chuàng)新設計有大型全斷面掘進機（盾構機）仿真分析與數(shù)字化設計、機器人挖掘機的機電一體化創(chuàng)新設計、節(jié)能抽油機的創(chuàng)新設計、產品包裝生產線的機構方案創(chuàng)新設計等。 （3）編入了一大批典型的創(chuàng)新機械產品。 “機械無級變速器”一章中編入了新型金屬帶式無級變速器，“并聯(lián)機構的設計與應用”一章中編入了數(shù)十個新型的并聯(lián)機床產品，“振動的利用”一章中新編入了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(chuàng)新機械產品。這些產品有的獲得了國家或省部級獎勵，有的是專利產品。 （4）編入了機械設計理論和設計方法論等方面的創(chuàng)新研究成果。 1）聞邦椿院士團隊經過長期研究，在國際上首先創(chuàng)建了振動利用工程學科，提出了該類機械設計理論和方法。本版手冊中編入了相關內容和實例。 2）根據(jù)多年的研究，提出了以非線性動力學理論為基礎的深層次的動態(tài)設計理論與方法。本版手冊首次編入了該方法并列舉了若干應用范例。 3）首先提出了和諧設計的新概念和新內容，闡明了自然環(huán)境、社會環(huán)境（政治環(huán)境、 經濟環(huán)境、人文環(huán)境、國際環(huán)境、國內環(huán)境）、技術環(huán)境、資金環(huán)境、法律環(huán)境下的產品和諧設計的概念和內容的新體系，把既有的綠色設計篇拓展為綠色設計與和諧設計篇。 4）全面系統(tǒng)地闡述了產品系統(tǒng)化設計的理論和方法，提出了產品設計的總體目標、廣義目標和技術目標的內涵，提出了應該用IQCTES六項設計要求來代替QCTES五項要求，詳細闡明了設計的四個理想步驟，即“3I調研”“7D規(guī)劃”“1+3+X實施”“5（A+C）檢驗”，明確提出了產品系統(tǒng)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(xiàn)。 5）本版手冊引入了聞邦椿院士經過長期實踐總結出的獨特的、科學的創(chuàng)新設計方法論體系和規(guī)則，用來指導產品設計，并提出了創(chuàng)新設計方法論的運用可向智能化方向發(fā)展，即采用專家系統(tǒng)來完成。 三、堅持科學性 手冊的科學水平是評價手冊編寫質量的重要方面，因此，本版手冊特別強調突出內容的科學性。 （1）本版手冊努力貫徹科學發(fā)展觀及科學方法論的指導思想和方法，并將其落實到手冊內容的編寫中，特別是在產品設計理論方法的和諧設計、深層次設計及系統(tǒng)化設計的編寫中。 （2）本版手冊中的許多內容是編著者多年研究成果的科學總結。這些內容中有不少是國家863、973計劃項目，國家科技重大專項，國家自然科學基金重大、重點和面上項目資助項目的研究成果，有不少成果曾獲得國際、國家、部委、省市科技獎勵及技術專利，充分體現(xiàn)了本版手冊內容的重大科學價值與創(chuàng)新性。 下面簡要介紹本版手冊編入的幾方面的重要研究成果： 1）振動利用工程新學科是聞邦椿院士團隊經過長期研究在國際上首先創(chuàng)建的。本版手冊中編入了振動利用機械的設計理論、方法和范例。 2）產品系統(tǒng)化設計理論與方法的體系和內容是聞邦椿院士團隊提出并加以完善的，編寫者依據(jù)多年的研究成果和系列專著，經綜合整理后首次編入本版手冊。 3）仿生機械設計是一門新興的綜合性交叉學科，近年來得到了快速發(fā)展，它為機械設計的創(chuàng)新提供了新思路、新理論和新方法。吉林大學任露泉院士領導的工程仿生教育部重點實驗室開展了大量的深入研究工作，取得了一系列創(chuàng)新成果且出版了專著，據(jù)此并結合國內外大量較新的文獻資料，為本版手冊構建了仿生機械設計的新體系，編寫了“仿生機械設計”篇（第50篇）。 4）激光及其在機械工程中的應用篇是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所王立軍院士依據(jù)多年的研究成果,并參考國內外大量較新的文獻資料編寫而成的。 5）綠色制造工程是國家確立的五項重大工程之一，綠色設計是綠色制造工程的最重要環(huán)節(jié)，是一個新的學科。合肥工業(yè)大學劉志峰教授依據(jù)在綠色設計方面獲多項國家和省部級獎勵的研究成果，參考國內外大量較新的文獻資料為本版手冊首次構建了綠色設計新體系，編寫了“綠色設計與和諧設計”篇（第48篇）。 6）微機電系統(tǒng)及設計是前沿的新技術。東南大學黃慶安教授領導的微電子機械系統(tǒng)教育部重點實驗室多年來開展了大量研究工作，取得了一系列創(chuàng)新研究成果，本版手冊的“微機電系統(tǒng)及設計”篇（第28篇）就是依據(jù)這些成果和國內外大量較新的文獻資料編寫而成的。 四、重視先進性 （1）本版手冊對機械基礎設計和常規(guī)設計的內容做了大規(guī)模全面修訂，編入了大量新標準、新材料、新結構、新工藝、新產品、新技術、新設計理論和計算方法等。 1）編入和更新了產品設計中需要的大量國家標準，僅機械工程材料篇就更新了標準126個，如GB/T 699—2015《優(yōu)質碳素結構鋼》和GB/T 3077—2015《合金結構鋼》等。 2）在新材料方面，充實并完善了鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、鎂及鎂合金等內容。這些材料由于具有優(yōu)良的力學性能、物理性能以及回收率高等優(yōu)點，目前廣泛應用于航空、航天、高鐵、計算機、通信元件、電子產品、紡織和印刷等行業(yè)。增加了國內外粉末冶金材料的新品種，如美國、德國和日本等國家的各種粉末冶金材料。充實了國內外工程塑料及復合材料的新品種。 3）新編的“機械零部件結構設計”篇（第4篇），依據(jù)11個結構設計方面的基本要求，編寫了相應的內容，并編入了結構設計的評估體系和減速器結構設計、滾動軸承部件結構設計的示例。 4）按照GB/T 3480��1～3—2013（報批稿）、GB/T 10062��1～3—2003及ISO 6336—2006等新標準，重新構建了更加完善的漸開線圓柱齒輪傳動和錐齒輪傳動的設計計算新體系；按照初步確定尺寸的簡化計算、簡化疲勞強度校核計算、一般疲勞強度校核計算，編排了三種設計計算方法，以滿足不同場合、不同要求的齒輪設計。 5）在“第4卷流體傳動與控制”卷中，編入了一大批國內外知名品牌的新標準、新結構、新產品、新技術和新設計計算方法。在“液力傳動”篇（第23篇）中新增加了液黏傳動，它是一種新型的液力傳動。 （2）“第5卷機電一體化與控制技術”卷充實了智能控制及專家系統(tǒng)的內容，大篇幅增加了機器人與機器人裝備的內容。 機器人是機電一體化特征最為顯著的現(xiàn)代機械系統(tǒng)，機器人技術是智能制造的關鍵技術。由于智能制造的迅速發(fā)展，近年來機器人產業(yè)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢。為此，本版手冊大篇幅增加了“機器人與機器人裝備”篇（第26篇）的內容。該篇從實用性的角度，編寫了串聯(lián)機器人、并聯(lián)機器人、輪式機器人、機器人工裝夾具及變位機；編入了機器人的驅動、控制、傳感、視角和人工智能等共性技術；結合噴涂、搬運、電焊、沖壓及壓鑄等工藝，介紹了機器人的典型應用實例；介紹了服務機器人技術的新進展。 （3）為了配合我國創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略的重大需求，本版手冊擴大了創(chuàng)新設計的篇數(shù)，將原第6卷擴編為兩卷，即新的“現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計（一）”（第6卷）和“現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計（二）”（第7卷）。前者保留了原第6卷的主要內容，后者編入了創(chuàng)新設計和與創(chuàng)新設計有關的內容及一些前沿的技術內容。 本版手冊“現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計（一）”卷（第6卷）的重點內容和新增內容主要有： 1）在“現(xiàn)代設計理論與方法綜述”篇（第32篇）中，簡要介紹了機械制造技術發(fā)展總趨勢、在國際上有影響的主要設計理論與方法、產品研究與開發(fā)的一般過程和關鍵技術、現(xiàn)代設計理論的發(fā)展和根據(jù)不同的設計目標對設計理論與方法的選用。聞邦椿院士在國內外首次按照系統(tǒng)工程原理，對產品的現(xiàn)代設計方法做了科學分類，克服了目前產品設計方法的論述缺乏系統(tǒng)性的不足。 2）新編了“數(shù)字化設計”篇（第40篇）。數(shù)字化設計是智能制造的重要手段，并呈現(xiàn)應用日益廣泛、發(fā)展更加深刻的趨勢。本篇編入了數(shù)字化技術及其相關技術、計算機圖形學基礎、產品的數(shù)字化建模、數(shù)字化仿真與分析、逆向工程與快速原型制造、協(xié)同設計、虛擬設計等內容，并編入了大型全斷面掘進機（盾構機）的數(shù)字化仿真分析和數(shù)字化設計、摩托車逆向工程設計等多個實例。 3）新編了“試驗優(yōu)化設計”篇（第41篇）。試驗是保證產品性能與質量的重要手段。本篇以新的視覺優(yōu)化設計構建了試驗設計的新體系、全新內容，主要包括正交試驗、試驗干擾控制、正交試驗的結果分析、穩(wěn)健試驗設計、廣義試驗設計、回歸設計、混料回歸設計、試驗優(yōu)化分析及試驗優(yōu)化設計常用軟件等。 4）將手冊第5版的“造型設計與人機工程”篇改編為“工業(yè)設計與人機工程”篇（第42篇），引入了工業(yè)設計的相關理論及新的理念，主要有品牌設計與產品識別系統(tǒng)（PIS）設計、通用設計、交互設計、系統(tǒng)設計、服務設計等，并編入了機器人的產品系統(tǒng)設計分析及自行車的人機系統(tǒng)設計等典型案例。 （4）“現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計（二）”卷（第7卷）主要編入了創(chuàng)新設計和與創(chuàng)新設計有關的內容及一些前沿技術內容，其重點內容和新編內容有： 1）新編了“機械創(chuàng)新設計概論”篇（第44篇）。該篇主要編入了創(chuàng)新是我國科技和經濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略、創(chuàng)新設計的發(fā)展與現(xiàn)狀、創(chuàng)新設計的指導思想與目標、創(chuàng)新設計的內容與方法、創(chuàng)新設計的未來發(fā)展戰(zhàn)略、創(chuàng)新設計方法論的體系和規(guī)則等。 2）新編了“創(chuàng)新設計方法論”篇（第45篇）。該篇為創(chuàng)新設計提供了正確的指導思想和方法，主要編入了創(chuàng)新設計方法論的體系、規(guī)則，創(chuàng)新設計的目的、要求、內容、步驟、程序及科學方法，創(chuàng)新設計工作者或團隊的四項潛能，創(chuàng)新設計客觀因素的影響及動態(tài)因素的作用，用科學哲學思想來統(tǒng)領創(chuàng)新設計工作，創(chuàng)新設計方法論的應用，創(chuàng)新設計方法論應用的智能化及專家系統(tǒng)，創(chuàng)新設計的關鍵因素及制約的因素分析等內容。 3）創(chuàng)新設計是提高機械產品競爭力的重要手段和方法，大力發(fā)展創(chuàng)新設計對我國國民經濟發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。為此，編寫了“創(chuàng)新原理、思維、方法與應用”篇（第47篇）。除編入了創(chuàng)新思維、原理和方法，創(chuàng)新設計的基本理論和創(chuàng)新的系統(tǒng)化設計方法外，還編入了29種創(chuàng)新思維方法、30種創(chuàng)新技術、40種發(fā)明創(chuàng)造原理，列舉了大量的應用范例，為引領機械創(chuàng)新設計做出了示范。 4）綠色設計是實現(xiàn)低資源消耗、低環(huán)境污染、低碳經濟的保護環(huán)境和資源合理利用的重要技術政策。本版手冊中編入了“綠色設計與和諧設計”篇（第48篇）。該篇系統(tǒng)地論述了綠色設計的概念、理論、方法及其關鍵技術。編者結合多年的研究實踐，并參考了大量的國內外文獻及較新的研究成果，首次構建了系統(tǒng)實用的綠色設計的完整體系，包括綠色材料選擇、拆卸回收產品設計、包裝設計、節(jié)能設計、綠色設計體系與評估方法，并給出了系列典型范例，這些對推動工程綠色設計的普遍實施具有重要的指引和示范作用。 5）仿生機械設計是一門新興的綜合性交叉學科，本版手冊新編入了“仿生機械設計”篇（第50篇），包括仿生機械設計的原理、方法、步驟，仿生機械設計的生物模本，仿生機械形態(tài)與結構設計，仿生機械運動學設計，仿生機構設計，并結合仿生行走、飛行、游走、運動及生機電仿生手臂，編入了多個仿生機械設計范例。 6）第55篇為“系統(tǒng)化設計理論與方法”篇。裝備制造機械產品的大型化、復雜化、信息化程度越來越高，對設計方法的科學性、全面性、深刻性、系統(tǒng)性提出的要求也越來越高，為了滿足我國制造強國的重大需要，亟待創(chuàng)建一種能統(tǒng)領產品設計全局的先進設計方法。該方法已經在我國許多重要機械產品（如動車、大型離心壓縮機等）中成功應用，并獲得重大的社會效益和經濟效益。本版手冊對該系統(tǒng)化設計方法做了系統(tǒng)論述并給出了大型綜合應用實例，相信該系統(tǒng)化設計方法對我國大型、復雜、現(xiàn)代化機械產品的設計具有重要的指導和示范作用。 7）本版手冊第7卷還編入了與創(chuàng)新設計有關的其他多篇現(xiàn)代化設計方法及前沿新技術，包括頂層設計原理、方法與應用，智能設計，互聯(lián)網上的合作設計，工業(yè)通信網絡，面向機械工程領域的大數(shù)據(jù)、云計算與物聯(lián)網技術，3D打印設計與制造技術等。 五、突出實用性 為了方便產品設計者使用和參考，本版手冊對每種機械零部件和產品均給出了具體應用，并給出了選用方法或設計方法、設計步驟及應用范例，有的給出了零部件的生產企業(yè)，以加強實際設計的指導和應用。本版手冊的編排盡量采用表格化、框圖化等形式來表達產品設計所需要的內容和資料，使其更加簡明、便查；對各種標準采用摘編、數(shù)據(jù)合并、改排和格式統(tǒng)一等方法進行改編，使其更為規(guī)范和便于讀者使用。 六、保證可靠性 編入本版手冊的資料盡可能取自原始資料，重要的資料均注明來源，以保證其可靠性。所有數(shù)據(jù)、公式、圖表力求準確可靠，方法、工藝、技術力求成熟。所有材料、零部件、產品和工藝標準均采用新公布的標準資料，并且在編入時做到認真核對以避免差錯。所有計算公式、計算參數(shù)和計算方法都經過長期檢驗，各種算例、設計實例均來自工程實際，并經過認真的計算，以確�？煽俊１景媸謨跃幦氲母鞣N通用的及標準化的產品均說明其特點及適用情況，并注明生產廠家，供設計人員全面了解情況后選用。 七、保證高質量和權威性 本版手冊主編單位東北大學是國家211、985重點大學、“重大機械關鍵設計制造共性技術”985創(chuàng)新平臺建設單位、2011國家鋼鐵共性技術協(xié)同創(chuàng)新中心建設單位，建有“機械設計及理論國家重點學科”和“機械工程一級學科”。由東北大學機械及相關學科的老教授、老專家和中青年學術精英組成了實力強大的大型工具書編寫團隊骨干，以及一批來自國家重點高校、研究院所、大型企業(yè)等30多個單位、近200位專家、學者組成了高水平編審團隊。編審團隊成員的大多數(shù)都是所在領域的著名資深專家，他們具有深廣的理論基礎、豐富的機械設計工作經歷、豐富的工具書編篡經驗和執(zhí)著的敬業(yè)精神，從而確保了本版手冊的高質量和權威性。 在本版手冊編寫中，為便于協(xié)調，提高質量，加快編寫進度，編審人員以東北大學的教師為主，并組織邀請了清華大學、上海交通大學、西安交通大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、吉林大學、天津大學、華中科技大學、北京科技大學、大連理工大學、東南大學、同濟大學、重慶大學、北京化工大學、南京航空航天大學、上海師范大學、合肥工業(yè)大學、大連交通大學、長安大學、西安建筑科技大學、沈陽工業(yè)大學、沈陽航空航天大學、沈陽建筑大學、沈陽理工大學、沈陽化工大學、重慶理工大學、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、中國科學院沈陽自動化研究所等單位的專家、學者參加。 在本版手冊出版之際，特向著名機械專家、本手冊創(chuàng)始人、第1版及第2版的主編徐灝教授致以崇高的敬意，向歷次版本副主編邱宣懷教授、蔡春源教授、嚴雋琪教授、林忠欽教授、余俊教授、汪愷總工程師、周士昌教授致以崇高的敬意，向參加本手冊歷次版本的編寫單位和人員表示衷心感謝，向在本手冊歷次版本的編寫、出版過程中給予大力支持的單位和社會各界朋友們表示衷心感謝，特別感謝機械科學研究總院、鄭州機械研究所、徐州工程機械集團公司、北方重工集團沈陽重型機械集團有限責任公司和沈陽礦山機械集團有限責任公司、沈陽機床集團有限責任公司、沈陽鼓風機集團有限責任公司及遼寧省標準研究院等單位的大力支持。 由于編者水平有限，手冊中難免有一些不盡如人意之處，殷切希望廣大讀者批評指正。