现代机械设计手册前言

振兴装备制造业是中国从机械制造大国走向强国的必由之路。近年来,在国家大力发展装备制造业政策的推动下,我国机械工业取得了长足发展,自主创新能力不断增强,涌现出一批高技术、高性能、高精尖的现代化装备,各种新材料、新工艺、新结构、新产品、新方法、新技术不断产生、开发并投入实际应用,极大地提高了我国机械设计制造的技术水平和国际竞争力。

但总体上看,我国装备制造业仍处于较低水平,与世界发达国家差距较大。机械设计是装备制造的龙头,是装备制造过程中的核心环节,全面提高我国机械设计人员的设计能力和技术水平至关重要。近年来,各种先进技术在机械行业的应用和发展正在使机械设计的传统内涵发生巨大变化,这对广大机械设计人员提出了更高的要求。一方面,当前先进、现代化的机械设备是机、电、液、光技术的有机结合,特别是控制技术、信息技术、网络技术的发展和应用,使设备越来越智能化、现代化,成为一种现代化的机械。另一方面,各种现代机械设计方法突破了前几年的理论研究阶段,逐渐应用于设计和生产实践,发挥着越来越重要的作用;另外,随着计算机硬件性能和软件水平的不断提高,计算机技术已经全面渗透到机械领域。各种设计技术、计算技术和设计工具在机械设计制造中的广泛应用,前所未有地解放了设计人员的创造性思维,设计方法极其丰富。

随着这些变化,传统的机械设计教材和机械设计参考书逐渐呈现出许多弊端,不能完全满足新时期机械设计人员的实际工作需要。针对这种情况,化学工业出版社顺应时代发展的要求,在对高校、科研院所、制造企业的科研人员和机械设计人员进行广泛调查的基础上,邀请国内机械设计领域的多位知名专家共同努力,编写了一套全新的大型工具书——《现代机械设计手册》,这是一项与时俱进、意义重大的创新工程,将对我国机械设计技术的发展起到重要的推动作用。《现代机械设计手册》因其在机械设计领域具有重要的科学价值、实用价值和现实意义,于2009年获得国家出版基金资助。

化学工业出版社出版大型机械设计参考书历史悠久,经验丰富,赢得了广大机械设计人员和工程技术人员的信赖。为了扎实高效地编写出版《现代机械设计手册》,化学工业出版社多次组织编写和审稿会议,充分考虑了读者使用手册的特点和需求,确定了手册的总体框架、标题设置、编写原则和体例,对编写大纲进行了充分的讨论,对稿件内容的编写和审稿进行了周密的安排,保证了整个手册的内容质量和工作进度。

现代机械设计手册的定位不同于一般的技术手册,也不同于一般的学习技术书籍。是一部合理收集整理通用机械设计常用资料,顺应现代机械设计潮流的综合性手册。具体来说,它有以下六个特点。

1.权威

《现代机械设计手册》阵容强大,编审人员大多来自设计、生产、教学、科研一线,具有深厚的理论基础和丰富的设计实践经验。其中不少都是所在领域的知名专家,在业内有着广泛的影响力和知名度。获得多项科技进步奖、发明奖和技术专利,承担了机械领域多项国家重要科研和重点项目。这支专业、权威的编辑团队保证了手册准确、实用的内容质量。

2.现代性

追求现代性,体现现代机械设计的氛围,满足时代的要求,是现代机械设计手册的基本宗旨。“现代”二字主要体现在新标准、新技术、新结构、新工艺、新产品、现代设计理念、现代设计方法和现代设计手段。在体现现代元素的同时,并不是一味求新,而是收集成熟实用的、已经被大家普遍认可的技术、方法、结构和产品。现代机械设计手册注重传统设计与现代设计的融合,机电设计的有机结合,实用性和最新的研究应用成果。

在新技术方面,很多部件的设计内容都考虑到了当前高科技设备的设计。例如,第13条“带链传动”介绍了金属带等新型传动方式,第14条“齿轮传动”包括新型锥齿轮和塑料齿轮的设计和应用,第8条“滑动轴承”包括气体润滑轴承、箔片轴承和电磁轴承。在现代设计方法的应用方面,如机械零件设计,注重现代设计方法(如有限元分析、可靠性设计)在机械零件设计中的应用,并给出相应的设计实例;在11“机构”中,通过计算机编程实现了平面机构的运动分析,并提供了相应的程序代码,大大提高了分析的精度和设计效率;在产品设计和选择方面,推荐应用广泛、节能可靠的产品。在新标准的实施中,收集了最新的国家和行业标准,并进行了合理安排。

务实

也就是选取和编写机械设计人员实际需要的内容。手册内容的选取,深度的把握,材料的选取,章节的安排,都是基于设计制作的实际需要。比如第五册的机电控制设计,是从机械设计师的角度来写的——围绕如何选择产品,摒弃控制的基本原理,突出机电系统的设计,重点介绍主流产品在控制元件、传感器、电机方面的技术参数、性能、应用场合和选择原则,并给出相应的设计选择实例;第六册摒弃或简化了现代机械设计方法中复杂的数学推导,突出了最终的计算结果。设计方法用具体实例通俗地呈现,便于读者理解和掌握。

为了方便读者的使用和查阅,手册在具体内容的表述上采用了图表式的写作风格。这不仅增加了手册的信息容量,更重要的是方便读者使用和查阅,有利于提高设计人员的工作效率和设计速度。

4.多才多艺

本手册侧重于一般机械零件和控制元件的设计和选择,不包括具体的专业机械设计。主要包括机械设计基础数据、通用机械零件设计、机械传动系统设计、液压与气动传动系统设计与控制、机构设计、框架设计、机械振动设计、光机电一体化系统设计和控制设计,可以满足各类机械设计人员的工作需要。

5.准确(性)

本手册尽量使用原始数据,公式、图表、数据准确,方法、技巧、技术成熟。产品、材料和工艺的所有标准均采用最新出版的标准材料。对于标准规范的编写,手册并不是简单的照搬照抄,而是采取精选、摘抄、合理编排的方法,强调其科学性和准确性,尽量避免错误和谬误。所有的设计方法、计算公式、参数选择都经过了长时间的检验,设计实例和各种计算实例都来自工程实践。手册中包含了通用性强、标准化程度高的产品,供设计人员在了解实际生产品种、规格尺寸、技术参数、产品质量和用户实际反映后进行选择。

全面

一方面,本手册的内容是根据机械设计人员的需要和“基本、通用、重要、发展”的原则选取的;另一方面兼顾了制造企业和大型设计院的设计特点,即制造企业侧重于基础设计内容,大型设计院和工程公司侧重于产品选型。本手册强调产品设计与工艺技术的紧密结合,倡导结构设计与造型设计的有机统一,重视工艺技术与所选材料的合理搭配,使产品设计更加全面可行。

三年来,通过编辑和出版社的不懈努力,《现代机械设计手册》将以崭新的面貌和鲜明的时代气息呈现在广大机械设计师面前。值此刊发之际,向给予我们大力支持的所有单位和各界朋友表示衷心的感谢!