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今天的機(jī)械工程元素不再局限于金屬材料，還有塑料、花崗巖、聚合物混凝土等。本書涉及制造友好和成本效益設(shè)計、連接和裝配友好設(shè)計，以及如何使用各種各樣的材料來設(shè)計機(jī)器。本書的目的是深化和補(bǔ)充設(shè)計過程，使設(shè)計規(guī)則和示例在日常實踐中得以實施。本書通過對多個示例進(jìn)行講解，可使讀者學(xué)習(xí)到實際解決方案。相關(guān)的機(jī)器設(shè)計解釋可以拓寬讀者的視野、促進(jìn)與設(shè)計師的有效合作。
本書可供與機(jī)械設(shè)計行業(yè)相關(guān)人員和機(jī)械設(shè)計工程師使用，也可供已經(jīng)完成本科學(xué)業(yè)的機(jī)械工程專業(yè)的人員使用。

本書旨在激發(fā)機(jī)械工程師在零件、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的創(chuàng)造性思維。這種思維方式不僅依賴于基礎(chǔ)的科學(xué)理論，更需要知識與藝術(shù)的相互結(jié)合。一位優(yōu)秀的設(shè)計師往往會有意無意地同時思考多種解決方案，這需要設(shè)計師擁有豐富的理論知識，同時能夠考慮技術(shù)實現(xiàn)上的實際問題，并在關(guān)鍵點上提供數(shù)據(jù)支持。這門設(shè)計藝術(shù)要求我們一步一個腳印，扎扎實實地向前邁進(jìn)。
只有在長期學(xué)習(xí)實踐之后，才有可能掌握這門藝術(shù)，這期間沒有任何秘訣可以讓人快速地成為一名優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計師。可以確定的是：
1）欲速則不達(dá)。
2）興趣是好的老師。
3）過程必定激動人心。
4）每一項新任務(wù)都具有挑戰(zhàn)性。
然而不得不提的是，雖然行業(yè)內(nèi)的從業(yè)人員對各自的工作感到滿意，但公眾對于設(shè)計行業(yè)的認(rèn)可卻是很少見的。事實上，在當(dāng)今的機(jī)械工程領(lǐng)域，幾乎沒有哪位設(shè)計師或發(fā)明家能夠達(dá)到像奧托（Otto）、狄賽爾（Diesel）他們那樣廣為人知的程度。作者在Entwerfen und Gestalten im Maschinenbau一書中已經(jīng)完成了部分前文所提及的目標(biāo)，但前作的針對人群是機(jī)械工程專業(yè)的在校學(xué)生，并把重點放在了單件制造和小批量生產(chǎn)領(lǐng)域。而在本書中將不再有如此的內(nèi)容限制，當(dāng)然這并不意味著能夠完整地介紹生產(chǎn)工藝對大批量生產(chǎn)的全部影響，只能提供基礎(chǔ)的設(shè)計方向、規(guī)則和方法。在此基礎(chǔ)上，各位讀者需要根據(jù)自己實際的工作領(lǐng)域，選擇更專業(yè)的資料，因特網(wǎng)為我們提供了很多新的實用信息：新的材料和相關(guān)計算方法，尤其是在輕量化和動態(tài)載荷領(lǐng)域，要求設(shè)計師不斷地學(xué)習(xí)新知識。從業(yè)人員之間的專業(yè)交流同樣十分重要，就本書而言亦是如此，首先要感謝伊娃·赫恩希爾（Eva Hernschier）、伊娜·邁斯訥（Ina Meiner）、貝恩德·普拉茨（Bernd Platz）、哈利·托尼格（Harry Thonig）、萊納·貝克（Rainer Bieck），以及來自德累斯頓工業(yè)大學(xué)（TU Dresden）和科特布斯森夫滕貝格蘭登堡工業(yè)大學(xué)（BTU CottbusSenftenberg）的同學(xué)們；其次各家公司提供的專業(yè)圖片也都非常有價值。很可惜，這樣短短的篇幅不足以表達(dá)對所有參與本書創(chuàng)作人員的感謝。
本書中所提及的示例并非全部來自近期的項目，而是作者在多年工作實踐中積累所得。時間較為久遠(yuǎn)的例子并不是為了給讀者提供機(jī)械工程的發(fā)展史概況，而是希望大家可以從中提煉出能夠運用于現(xiàn)在或?qū)韺嶋H項目中的思路和技巧。針對日后工作任務(wù)的完整解決方案是不存在的，讀者應(yīng)該將本書視為在工作實踐和專業(yè)研究中應(yīng)對設(shè)計任務(wù)的配套書籍，就像其他常備的技術(shù)繪圖手冊和機(jī)械零部件書籍。

格哈特·霍諾（Gerhard Hoenow）托馬斯·邁斯訥（Thomas Meiner）

前言
第 1 章引言 1
1. 1 出發(fā)點 1
1. 2 分析是機(jī)械設(shè)計的先決條件 3
1. 3 變形創(chuàng)新和變形限制 8
1. 4 發(fā)明或設(shè)計? 14
1. 5 解答 15
第 2 章制造友好和成本效益
設(shè)計 18
2. 1 設(shè)計師的責(zé)任 18
2. 2 工作面及工作面的變形 24
2. 3 制造的基礎(chǔ)形式和方案 26
2. 3. 1 概述 (設(shè)計師) 26
2. 3. 2 功能一體化 28
2. 3. 3 一體化構(gòu)造 31
2. 3. 4 加固式構(gòu)造 34
2. 3. 5 拆分式構(gòu)造 37
2. 4 模具設(shè)計 37
2. 4. 1 砂鑄成型件 38
2. 4. 2 永久模具的成型零件設(shè)計 43
2. 4. 3 塑料成型件的特點 46
2. 4. 4 纖維-塑料復(fù)合材料 55
2. 4. 5 鍛造、擠壓和精密沖裁成形
零件 58
2. 4. 6 內(nèi)壓成型 62
2. 4. 7 通過增材制造成型零件 65
2. 5 旋轉(zhuǎn)鍛造的造型世界 68
2. 6 解答 71
第 3 章特殊要求和設(shè)計工具 72
3. 1 機(jī)器的小安裝空間 72
3. 2 從完全實體結(jié)構(gòu)到小實體
結(jié)構(gòu) 78
3. 3 整臺機(jī)器小及安裝空間的
相關(guān)問題 84
3. 4 分段式和層狀結(jié)構(gòu) 87
3. 5 結(jié)構(gòu)化鈑金 88
3. 6 重要零部件材料彈性 92
3. 7 重要零部件斷面 95
3. 8 空心軸 97
3. 9 用于高轉(zhuǎn)速的軸封 99
3. 10 無密封件密封 103
3. 11 力、力的作用及如何有效地
利用力 106
3. 12 解答 117
第 4 章易于連接和裝配的結(jié)構(gòu)
設(shè)計 119
4. 1 選擇連接工藝 119
4. 2 螺栓連接和其他螺紋應(yīng)用 123
4. 2. 1 機(jī)器零部件上的螺紋 124
4. 2. 2 如何緊固螺釘和其他螺紋
零部件 128
4. 2. 3 U 形螺栓和夾緊箍 130
4. 2. 4 用于現(xiàn)場維修的固定
螺釘 132
4. 3 激光焊連接 133
4. 4 易于裝配的結(jié)構(gòu) 140
4. 4. 1 較少的零部件決定性
尺寸 140
4. 4. 2 初次成形過程中的連接
工藝 141
4. 4. 3 集成式連接件 143
4. 5 需要裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計 149
第 5 章機(jī)器設(shè)計 151
5. 1 適用新機(jī)器結(jié)構(gòu)的場合 151
5. 2 設(shè)計師任務(wù)和設(shè)計任務(wù) 154
5. 3 將機(jī)器分類成零件組 159
5. 4 大型零件主體支撐結(jié)構(gòu)
設(shè)計 166
5. 4. 1 引言 166
5. 4. 2 鑄造結(jié)構(gòu)中的支撐結(jié)構(gòu) 168
5. 4. 3 焊接而成的支撐結(jié)構(gòu) 168
5. 4. 4 螺紋結(jié)構(gòu) 174
5. 4. 5 拉桿結(jié)構(gòu) 175
5. 4. 6 花崗巖用作精密機(jī)械
基礎(chǔ)材料的天然巖石 176
5. 4. 7 礦物鑄造不僅僅是一種
新材料 178
5. 4. 8 由塑料制成的支撐結(jié)構(gòu),
使用或不使用纖維增強(qiáng) 186
5. 4. 9 選擇合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計 187
5. 5 機(jī)器設(shè)計及其子任務(wù) 188
5. 5. 1 步驟誰將邁出
步 188
5. 5. 2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)器
設(shè)計的核心任務(wù) 190
5. 5. 3 管道、軟管、電纜被
忽視的內(nèi)容 201
5. 5. 4 精細(xì)設(shè)計 206
5. 5. 5 人機(jī)交互區(qū)域的結(jié)構(gòu)
設(shè)計 210
5. 5. 6 機(jī)器上的圖形和色彩 220
5. 5. 7 機(jī)械工程師與設(shè)計師
合作的優(yōu)勢 222
5. 6 解答 223
第 6 章總結(jié)與展望 224
參考文獻(xiàn) 226

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