机械设计手册 第6版 第7卷

前言

    本版手册为新出版的第6版七卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。

    《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国优秀科技图书奖二等奖（1995年）、机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国科技畅销书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域权威的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。

    第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性”外，更加突出了“创新性”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。

    在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝炼。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。

    本版手册分为7卷55篇：第1卷 机械设计基础资料；第2卷 机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷 机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷 流体传动与控制；第5卷 机电一体化与控制技术；第6卷 现代设计与创新设计（一）；第7卷 现代设计与创新设计（二）。

    本版手册有以下七大特点： 

    一、构建新体系 

    构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。 

    二、凸显创新性 

    习近平总书记在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：

    （1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。

    该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。

本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面系统地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电系统控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、系统全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。

    本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。

    本卷为第7卷，主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法等。

    本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关专业师生使用和参考。

闻邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江温岭，东北大学教授，中国科学院院士，我国振动利用工程学科主要奠基者。国际机器理论与机构学联合会（IFToMM）中国委员会委员，国际转子动力学技术委员会委员，亚太振动会议指导委员会委员，中国振动工程学会名誉理事长。曾任第六、七、八、九届全国政协委员，国务院学位委员会第二、三、四届机械工程学科评议组成员，中国振动工程学会理事长，《振动工程学报》主编等职。曾获国际科技奖2项，国家技术发明奖和科技进步奖5项，省、部级一、二等科技奖10余项。

目  录

第44篇机械创新设计概论 

第1章概  述 

1 创新是我国科技和经济发展的重要战略44-3

2 创新设计的概念和基本内涵 44-3

3 创新设计的特点 44-4

4 创新设计的发展与现状 44-4

4.1 创新设计的发展历程 44-4

4.2 创新设计的国内外发展现状 44-5

4.2.1 国外创新设计发展现状 44-5

4.2.2 我国创新设计发展现状 44-5

5 创新设计发展的智能化 44-8

第2章创新设计的指导思想与目标 

1 创新设计的指导思想 44-9

2 创新设计的目标 44-9

2.1 创新设计的总体目标和广义目标 44-9

2.2 创新设计的技术目标 44-10

第3章创新设计的任务、内容与方法 

1 创新设计的任务 44-12

2 创新设计的基本内容 44-12

3 创新设计的方法 44-13

3.1 创新设计应采取的科学技术与 方法 44-13

3.2 创新设计方法的分类 44-13

3.3 综合设计理论方法的产生 44-14

第4章创新设计的未来发展战略 

1 创新设计的总体战略 44-15

2 创新设计的重点任务 44-15

2.1 提升重点产业领域的创新设计能力 44-15

2.2 加强设计共性关键技术研发 44-15

2.3 建设完善创新设计系统 44-15

3 创新设计的路线图 44-15

4 创新设计的发展趋势 44-16

4.1 绿色低碳 44-16

4.2 网络智能 44-16

4.3 超常融合 44-16

4.4 共创分享 44-17

第5章创新设计方法论的体系和规则 

1 创新设计方法论的体系 44-18

2 创新设计方法论的规则 44-18

参考文献  44-22

第45篇创新设计方法论 

第1章创新设计方法论的体系、规则及研究意义 

1 概述 45-3

2 创新设计的概念、定义及发展战略的探索45-4

2.1 创新设计的概念 45-4

2.2 创新设计的定义 45-4

2.3 创新设计发展战略的探索 45-4

3 创新设计的目标、内容、方法及特点 45-5

3.1 创新设计的目标 45-5

3.1.1 创新设计的总目标 45-5

3.1.2 创新设计的具体目标 45-5

3.2 创新设计的内容和种类 45-5

3.2.1 创新设计的内容 45-5

3.2.2 创新设计的种类 45-6

3.3 创新设计的方法 45-6

3.4 创新设计的特点 45-6

4 创新设计方法论的体系和特点 45-7

4.1 创新设计方法论的体系总体框图 45-7

4.2 创新设计方法论体系的内容 45-7

4.3 创新设计方法论指导思想的特点 45-8

5 创新设计方法论的十二对规则 45-8

6 创新设计方法论取得的效果 45-10

6.1 创新设计方法论应用的智能化 45-10

6.2 运用创新设计方法论取得的效果 45-10

第2章创新设计的目的和要求 

1 概述 45-11

2 创新设计要有明确的目的 45-11

2.1 确立远大的理想和具体的目标 45-11

2.2 四类个人的理想和目标 45-11

2.3 理想和目标在实践过程中可进行必要的调整45-12

2.4 理想和目标要经过长期的不懈努力才能实现45-12

3 创新设计要有具体的要求 45-13

3.1 创新设计质量的准则 45-13

3.2 创新设计的六项要求 45-13

4 处理好六项要求之间的关系 45-14

5 实现六项要求的终目标是取得的效益45-14

第3章创新设计的内容和态度 

1 概述 45-15

2 创新设计要有切实的内容 45-15

2.1 把创新设计工作融入国家的总目标之中45-15

2.2 根据自身条件和能力选择创新设计的任务45-15

2.3 考虑客观环境和条件 45-16

2.4 选择创新设计任务要紧抓良好契机 45-16

2.5 对确定的创新设计任务进行详细剖析45-17

2.6 通过分析找出创新设计任务的重点和难点45-18

2.7 创新设计要勇于克服困难 45-18

2.8 研究成果必须依靠不断积累 45-18

3 创新设计要有正确的态度和理念 45-18

本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面系统地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电系统控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、系统全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。

    本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。

    本卷为第7卷，主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法等。

    本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关专业师生使用和参考。

闻邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江温岭，东北大学教授，中国科学院院士，我国振动利用工程学科主要奠基者。国际机器理论与机构学联合会（IFToMM）中国委员会委员，国际转子动力学技术委员会委员，亚太振动会议指导委员会委员，中国振动工程学会名誉理事长。曾任第六、七、八、九届全国政协委员，国务院学位委员会第二、三、四届机械工程学科评议组成员，中国振动工程学会理事长，《振动工程学报》主编等职。曾获国际科技奖2项，国家技术发明奖和科技进步奖5项，省、部级一、二等科技奖10余项。