機械設計手冊 第6版 第6卷 作者： 聞邦椿 著 出版時間：2018 內容簡介 本版手冊是在前5版手冊的基礎上吸收并總結了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、新產品、新設計理論與方法，并配合我國創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略的需求撰寫而成的。本版手冊全面系統(tǒng)地介紹了常規(guī)設計、機電一體化設計、機電系統(tǒng)控制、現代設計與創(chuàng)新設計方法及其應用等內容，具有體系新穎、內容現代、凸顯創(chuàng)新、系統(tǒng)全面、信息量大、實用可靠及簡明便查等特點。 本版手冊分為7卷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（軸系、支承與其他）、流體傳動與控制、機電一體化與控制技術、現代設計與創(chuàng)新設計等。 本卷為第6卷，主要內容有：現代設計理論與方法綜述、機械系統(tǒng)概念設計、機械系統(tǒng)的振動設計及噪聲控制、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(yōu)化設計、數字化設計、試驗優(yōu)化設計、工業(yè)設計與人機工程、機械產品設計中的常用軟件等。 本版手冊可供從事機械設計、制造、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專業(yè)師生使用和參考。 目 錄 第32篇 現代設計理論與方法綜述 第1章 現代機械設計與制造技術的發(fā)展趨向 1 概述 32-3 2 現代機械設計與制造技術的發(fā)展趨向 32-3 2.1 “以人為本”方向 32-3 2.2 “極端制造”方向 32-3 2.3 “綜合集成”方向 32-4 2.4 “信息化”方向 32-4 2.5 “綠色化”方向 32-5 第2章 產品研究與開發(fā)的一般過程及幾個關鍵問題 1 概述 32-7 2 產品研究與開發(fā)的一般模型 32-7 2.1 產品開發(fā)過程的一般模型 32-7 2.2 產品開發(fā)一般過程中各模塊及其相互關系 32-7 3 產品研究與開發(fā)中的幾個關鍵問題 32-9 4 產品設計工作的重要性及其核心因素 32-10 第3章 現代產品設計理論與方法研究的主要進展 1 現代產品設計理論與方法研究簡況 32-12 2 國際著名產品設計理論與方法簡介 32-12 3 產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 產品設計理論與方法的種類 32-17 3 產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(fā)展及其特點 1 現代機械設計方法的發(fā)展 32-20 1.1 現代機械設計方法的發(fā)展趨勢框圖 32-20 1.2 現代機械設計方法的發(fā)展 32-20 2 產品設計已從傳統(tǒng)設計全面地過渡到現代設計 32-22 2.1 傳統(tǒng)設計與現代設計的比較框圖 32-22 2.2 現代產品設計工作發(fā)展的幾個主導方向 32-23 3 系統(tǒng)化設計或基于系統(tǒng)工程的綜合設計理論與方法的特點 32-24 3.1 基于系統(tǒng)工程的綜合設計理論與方法的產品設計四個階段 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 機械系統(tǒng)概念設計 第1章 概 論 1 機械系統(tǒng)的基本概念 33-3 1.1 什么是系統(tǒng) 33-3 1.1.1 系統(tǒng)的定義 33-3 1.1.2 系統(tǒng)的特性和組成 33-3 1.2 什么是機械系統(tǒng) 33-3 1.2.1 機械系統(tǒng)的基本特點 33-3 1.2.2 傳動-執(zhí)行機構組成了機械系統(tǒng)的核心 33-4 1.3 什么是廣義機械系統(tǒng) 33-4 2 機械系統(tǒng)的基本特征 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(huán)境適應性 33-5 3 機器的類別和基本特征 33-5 3.1 機器的類別 33-5 3.2 能量流、物質流和信息流 33-6 3.3 機器的基本特征 33-6 4 機械設計概述 33-8 5 機械系統(tǒng)的概念設計 33-9 5.1 概念設計與方案設計、創(chuàng)新設計的比較 33-9 5.2 概念設計的內涵 33-10 5.3 概念設計的基本特征 33-11 5.4 機械系統(tǒng)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(zhí)行機構系統(tǒng)方案構思與設計 33-11 5.5 機電一體化系統(tǒng)的概念設計 33-11 第2章 機械系統(tǒng)概念設計的基本方法 1 工藝動作過程和執(zhí)行機構 33-13 1.1 工藝動作過程 33-13 1.2 執(zhí)行動作 33-13 1.3 執(zhí)行構件和執(zhí)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 系統(tǒng)設計方法 33-15 3.1 系統(tǒng)設計基本概念 33-15 3.2 系統(tǒng)分析 33-15 3.2.1 系統(tǒng)分析的要素 33-15 3.2.2 系統(tǒng)分析的程序 33-16 3.3 系統(tǒng)設計 33-16 3.3.1 系統(tǒng)設計的概念 33-16 3.3.2 系統(tǒng)設計的基本原則 33-16 3.3.3 系統(tǒng)設計的過程 33-16 3.3.4 系統(tǒng)綜合評價 33-17 4 層次分析方法 33-17 4.1 層次分析法的基本步驟 33-17 4.2 層次結構模型 33-18 4.3 構造判斷矩陣和計算相對權重 33-18 4.3.1 構造判斷矩陣 33-18 4.3.2 計算權重 33-19 4.4 判斷矩陣的一致性檢驗 33-19 4.4.1 完全一致性 33-19 4.4.2 一致性檢驗指標 33-19 4.4.3 隨機一致性指標 33-19 4.5 層次總排序 33-20 4.6 層次分析法應用舉例 33-20 5 形態(tài)綜合法 33-21 5.1 形態(tài)綜合的基本概念 33-21 5.2 子系統(tǒng)的求解 33-21 5.3 形態(tài)綜合法進行子系統(tǒng)解的組合 33-22 5.4 求最佳系統(tǒng)方案 33-23 第3章 動作行為載體及其創(chuàng)新設計 1 機械系統(tǒng)的功能-行為-結構特點 33-24 1.1 總功能與工藝動作過程 33-24 1.2 行為與執(zhí)行動作 33-24 1.3 結構與執(zhí)行機構 33-24 1.4 工藝動作過程-執(zhí)行動作-執(zhí)行機構的功能求解模型 33-25 2 動作行為和執(zhí)行機構 33-25 2.1 常見的動作行為形式 33-25 2.2 動作行為載體（執(zhí)行機構）的類型 33-25 3 機構組合和組合機構 33-26 3.1 機構的串聯式組合 33-26 3.2 機構的并聯式組合 33-27 3.3 機構的疊合式（或運載式）組合 33-27 3.4 機構的疊聯式組合 33-28 3.5 組合機構 33-28 4 廣義機構 33-29 4.1 液動機構 33-29 4.2 氣動機構 33-29 4.3 電磁機構 33-30 4.4 振動機構 33-30 4.5 光電機構 33-31 5 執(zhí)行機構的創(chuàng)新方法 33-31 5.1 應用機構學原理 33-32 5.2 利用連桿機構或連架桿機構的運動特點構思新的機構 33-33 5.3 用成形固定構件和相對運動實現復雜運動過程 33-34 5.4 利用多種驅動原理創(chuàng)新機構 33-35 5.5 機構類型創(chuàng)新和變異設計 33-36 5.6 機構類型變換法 33-37 6 機構選型 33-38 6.1 按運動形式選擇機構 33-38 6.2 按執(zhí)行機構的功用選擇機構 33-39 6.3 按不同的動力源形式選擇機構 33-39 6.4 按先易后難選擇機構 33-40 6.5 選擇機構及其組合安排時應考慮的主要要求和條件 33-40 7 動作解法庫的建立 33-40 第4章 機械運動系統(tǒng)的協調設計 1 機械運動系統(tǒng)的基本構成 33-41 1.1 傳動系統(tǒng) 33-41 1.2 執(zhí)行系統(tǒng) 33-41 2 機械運動系統(tǒng)設計 33-41 2.1 機械運動系統(tǒng)的基本內容 33-41 2.2 機械運動系統(tǒng)的集成設計 33-46 3 執(zhí)行機構的協調設計 33-48 3.1 機器的機構傳動系統(tǒng)類型和工作原理 33-48 3.2 機器執(zhí)行機構的協調設計 33-50 3.3 執(zhí)行機構協調設計的分析計算 33-51 4 機械運動循環(huán)圖設計 33-52 4.1 機器的運動分類 33-52 4.2 機械的運動循環(huán)周期 33-52 4.3 機器的工作循環(huán)圖 33-52 4.4 擬定機器工作循環(huán)圖的步驟和方法 33-53 4.5 機器工作循環(huán)圖的作用 33-54 4.6 機械運動循環(huán)圖設計舉例 33-54 第5章 機械系統(tǒng)的需求分析和工作機理確定 1 市場需求是產品開發(fā)的起點 33-56 1.1 需求與產品設計的關系 33-56 1.2 需求的內容和特征 33-56 1.3 需求的發(fā)現過程 33-57 2 基于需求的功能分析和功能求解 33-58 2.1 基于需求的功能求解 33-58 2.2 功能細化和功能原理方案設計過程 33-58 2.3 確定待研制的產品的總功能（功能抽象表述） 33-59 2.4 功能的細分和設計 33-59 2.5 功能元的組合方式 33-60 2.6 確定合適的技術原理 33-61 2.7 功能元求解 33-61 3 機械產品的工作機理 33-61 3.1 機器工作機理的內涵和表達 33-62 3.2 機器工作機理的重要特征 33-63 3.3 機器工作機理的構成要素 33-63 4 機器工作機理的基本特征和分類 33-63 4.1 機器工作機理的表現形式 33-63 4.2 機器工作機理的主要類別 33-64 4.3 按工作機的行業(yè)特點對工作機理分類 33-64 5 機器工作機理分析和求解方法 33-64 5.1 機器工作機理的組成 33-64 5.2 機器工作機理的行為表述 33-65 5.3 機器工作機理的分解原理 33-65 5.4 機器工作機理行為表述的應用 33-65 5.5 工作機理行為表述是機器功能原理求解的有效方法 33-66 5.6 結論 33-66 第6章 具有機械產品特征的功能求解模型 1 現有功能求解模型的介紹 33-67 1.1 設計目錄求解模型 33-67 1.2 功能-結構求解模型（F-S） 33-67 1.3 功能-行為-結構求解模型（F-B-S） 33-67 1.4 功能-效應-原理求解模型 33-67 1.5 運動鏈發(fā)散創(chuàng)新求解模型 33-67 2 功能-工作機理-工藝動作過程-執(zhí)行動作-機構的求解模型（F-W-P-A-M） 33-67 2.1 構建F-W-P-A-M功能求解模型 33-67 2.2 F-W-P-A-M功能求解模型的特點 33-68 2.3 采用F-W-P-A-M功能求解模型的示例 33-68 3 執(zhí)行機構選型和機構知識建模 33-69 3.1 機構的分類原則和方法 33-69 3.2 動作的描述和機構屬性表達方式分析 33-69 3.3 機構知識庫結構模型 33-70 3.4 計算機編碼原則 33-70 3.5 知識存儲 33-71 第7章 機械系統(tǒng)運動方案的構思和設計 1 機械系統(tǒng)運動方案設計的主要步驟和內容 33-72 1.1 機械系統(tǒng)運動方案設計的主要步驟 33-72 1.2 功能原理方案設計 33-72 1.3 機械系統(tǒng)運動方案設計 33-73 1.4 機械系統(tǒng)運動方案的尺度綜合 33-74 2 機械的工藝動作過程的構思 33-74 2.1 工藝動作過程是功能和功能原理方案的具體體現 33-74 2.2 工藝動作過程與機器類型的關系 33-75 2.3 工藝動作過程構想原則 33-76 2.4 工藝動作過程的構思方法 33-77 3 機械工藝動作過程分解和執(zhí)行機構的選擇 33-78 3.1 機械工藝動作過程的內涵 33-78 3.2 機械工藝動作過程的分解 33-78 3.3 動作組合的創(chuàng)新 33-80 3.4 動作的描述和機構屬性表達方式分析 33-82 3.5 執(zhí)行機構的選擇 33-82 4 機械運動系統(tǒng)方案的組成原理與方法 33-83 4.1 機械運動系統(tǒng)組成的相容性原則 33-83 4.2 機械運動系統(tǒng)組成的系統(tǒng)最優(yōu)化原則 33-84 4.3 錄求執(zhí)行機構的創(chuàng)新設計是機械運動系統(tǒng)創(chuàng)新設計的基礎 33-84 5 機械系統(tǒng)運動方案設計舉例 33-84 5.1 設計平版印刷機的運動系統(tǒng)方案 33-84 5.2 設計沖壓式蜂窩煤成形機的運動系統(tǒng)方案 33-87 第8章 機械運動系統(tǒng)的評價體系和評價方法 1 評價指標體系的確定原則 33-91 2 評價指標體系 33-91 2.1 機構的評價指標 33-91 2.2 幾種典型機構的評價指標的初步評定 33-92 2.3 機構選型的評價體系 33-92 2.4 機構評價指標的評價量化 33-92 2.5 機構系統(tǒng)選型的評估方法 33-93 3 價值工程方法 33-93 3.1 產品的功能 33-93 3.2 產品的壽命周期成本 33-93 3.3 產品的價值 33-93 3.4 機械運動方案的價值評定 33-94 4 系統(tǒng)分析方法 33-94 4.1 系統(tǒng)工程評價方法的基本原則 33-95 4.2 建立評價指標體系和確定評價指標值 33-95 4.3 建立評價模型 33-95 5 模糊綜合評價法 33-96 5.1 模糊綜合評價中主要運算符號 33-96 5.2 模糊集合的概念 33-96 5.3 隸屬度函數的確定方法 33-97 5.4 模糊綜合評價 33-97 6 實例分析 33-100 6.1 系統(tǒng)工程評價法評價機械運動方案 33-100 6.2 模糊綜合評價法評價機械運動系統(tǒng)方案 33-101 參考文獻 33-106 第34篇 機械系統(tǒng)的振動設計及噪聲控制 第1章 緒 論 1 機械振動的含義及其分類 34-3 1.1 機械振動的含義 34-3 1.2 機械振動在工程中的作用 34-3 1.3 機械振動的分類 34-3 2 機械工程中常遇到的振動問題 34-4 3 機械振動等級的評定 34-5 3.1 振動烈度的確定 34-5 3.2 泵振動烈度的評定 34-6 第2章 機械振動的基礎 1 機械振動的表示方法 34-7 1.1 簡諧振動的表示方法 34-7 1.2 周期振動幅值的表示方法 34-7 1.3 振動頻譜的表示方法 34-8 2 機械系統(tǒng)的力學模型 34-8 2.1 力學模型的簡化原則 34-8 2.2 力學模型的種類 34-9 2.3 等效參數的轉換計算 34-10 3 彈性構件的剛度 34-11 4 機械振動系統(tǒng)的阻尼系數 34-14 4.1 線性阻尼系數 34-14 4.2 非線性阻尼的等效線性阻尼系數 34-15 5 振動系統(tǒng)的固有圓頻率 34-16 5.1 單自由度系統(tǒng)的固有圓頻率 34-16 5.2 二自由度系統(tǒng)的固有圓頻率 34-20 5.3 各種構件的固有圓頻率 34-22 6 同向簡諧振動的合成 34-27 第3章 線性系統(tǒng)的振動 1 單自由度振動系統(tǒng) 34-29 1.1 單自由度自由振動系統(tǒng)的力學模型及其響應 34-29 1.2 單自由度系統(tǒng)的受迫振動 34-31 1.2.1 簡諧激勵作用下的受迫振動及響應 34-31 1.2.2 非簡諧激勵作用下的受迫振動及響應 34-32 2 多自由度振動系統(tǒng) 34-34 2.1 多自由度自由振動系統(tǒng)的力學模型及其響應 34-34 2.2 二自由度受迫振動系統(tǒng)的振幅和相位差角的計算公式 34-36 3 扭轉振動系統(tǒng) 34-36 ......