《机械设计手册》(第五版)第三卷前言
装备制造业的发展离不开产品的研发和设计。机械产品的设计正从传统设计模式向现代设计模式转变。现代设计的特征是计算机技术的广泛应用，以及智能设计、数字设计、网络设计、绿色设计和系统设计等综合技术的应用。机械设计手册的编辑出版充分体现了现代设计的特点，是现代设计不可缺少的工具和手段。
在科学发展观和自主创新设计理念的指导下，该版手册进行了大篇幅的修改和补充，为我国现代机械产品的自主创新设计提供了保障。例如，手册侧重于产品的绿色设计、和谐设计和系统设计，还介绍了产品的创新设计，有利于产品设计师采用手册中介绍的内容和方法进行产品开发。
该版手册总结了大量的原始数据和设计资料，以及产品设计必须采用的技术标准，还介绍了许多设计中不可或缺的相关设计知识。因此，可以说手册是设计师在产品设计过程中必备的数据库和知识库。目前，它已经成为产品研发的“利器”，成为其他设计工具无法替代的重要设计工具，不仅在现在，而且在未来都将发挥积极作用。
该版手册系统描述了机械设计专业的主要技术内容，总结了新中国成立以来我国机械领域的成就和经验。本手册的编辑研究了许多新内容。此外，还吸收了国外一些先进的科学技术，内容丰富，实用性强。前四版出版后，受到了社会各界的重视和好评。作为国家重点科技图书和机械工程领域最权威的大型工具书，曾获国家优秀图书二等奖、机电部科技进步二等奖、国家优秀科技畅销书奖。它在台湾省蹇宏出版社出版，编号为1994，在机械产品设计中起着非常重要的作用。目前已成为各行业，尤其是机械行业技术部门的必备参考书。
在本版手册的修订过程中，我们努力贯彻“科学性、先进性、实用性、可靠性”的指导思想。对厂矿、设计院、科研院所、高校等方面的使用和意见进行了广泛的研究。从产品及其零部件的材料选择、设计方法和计算流程、设计实例等方面，对机械设计的基本内容、经典内容和传统内容进行了深入系统的整合。同时，对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、新技术进行了全面总结，特别是在产品综合设计理论与方法、机电一体化、机械系统自动控制技术等方面。相信这本手册会以全新的面貌呈现给读者。对提高我国机械产品的设计水平，促进新产品的研发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，从而推动我国由制造大国向制造强国转变，将起到积极的作用。
本版共分6册52篇。卷1:常用设计资料；第二册:机械零件设计(连接、紧固、传动)；第三册:机械零件设计(轴系、支撑及其他)；第四卷:流体传动和控制:第五卷:机电一体化与控制技术；第六册:现代设计理论与方法。在编写过程中，贯彻和采用最新的技术标准和国际新标准，最大限度地丰富和更新技术内容，凝结和总结机械设计的最新成果和经验，尽量吸收国外先进的科学技术，努力反映当代机械设计的最新水平，更好地为现代机械设计服务；在选材过程中，应尽可能压缩基本原理的介绍，避免手册中教科书的叙述模式，特别强调手册和表格设计过程。删除一些不必要的内容，以及应用相对狭窄、尚未在实践中使用的研究内容。力求使各章内容构成一个有机整体，兼顾各章的系统性和全书的统一性，尽可能避免不必要的重复；在各部分的设计计算中，应加入结构图和应用实例。在设计和选择零件时，应适当提供可选产品的结构、安装尺寸和主要技术参数，为设计和选择创造便利条件。所有计算方法和数据应准确、可靠、正确，重要的是注明来源；尽量将标准相近的数据和表格合并，以双栏排版和摘要的形式编写，使手册的编写篇幅更少，内容更多。
《手册》第五版以前四版为基础，在以下方面进行了修订:
首先，在标准化技术的实施和推广中，
手册所有内容贯彻和采用2010和1之前发布的最新国家标准、行业标准和相关国际新标准，最大限度地丰富和更新标准化技术内容。此次修订是历次修订中最大的一次。比如机械工程材料有162个标准，流体传动与控制有150多个标准。很多替代标准都是机械行业的重要标准，如GB/T 786.1-2009《流体传动系统及元件的图形符号和回路》、GB/T 10095.1-2-2008《圆柱齿轮精密系统》、GB/Z 18620.65438+。
第二，在新的设计和计算方法方面
根据GB/T 3480.1 ~ 5—1997《渐开线圆柱齿轮计算方法》和GB/T 10300.1 ~ 3—2003《锥齿轮计算方法》，重构了一个实用合理的齿轮设计体系。根据初步确定尺寸的简化计算、简化疲劳强度校核计算和一般疲劳强度校核计算，安排圆柱齿轮和圆锥齿轮的设计计算方法，以满足不同场合和要求的齿轮设计要求。增加了齿廓修形和齿顶修形的内容，给出了修形的计算公式和修形量的确定方法。
根据最新国家标准GB/T 17587.4 ~ 5—2008，更新了滚珠丝杠传动的选择、评价和计算方法。
根据机构学的最新发展，考虑到近年来并联机器人和并联机床的迅速发展和应用，专门编写了新的一章，内容包括并联机器人和并联机床的运动学和动力学分析，典型并联机器人和并联机床的类型和应用选择。这在大型工具书中还是第一次。增加了机构系统方案的概念和表述，并给出了典型实例，对机构设计和选型起到了综合应用的作用。
第三，在新材料、新部件和新产品等方面。
在新材料方面，融入了新型工程材料——钛及钛合金，具有密度低、熔点高、比强度高、耐腐蚀性好、高低温特性好、生物相容性好、形状记忆特性好等优点，在航空航天、海洋开发、化工、冶金、生物技术、汽车工程、食品、轻工等工业技术领域的装备制造中有重要用途。被誉为“21世纪绿色材料”的镁及镁合金，在质轻、比强度、导热性、减振、储能、可加工性、尺寸稳定性、可回收性等方面具有独特的优势。编制了GB/T 20878-2007中不锈钢和耐热钢的牌号和化学成分。本标准是一个全新的标准，规定了143牌号的化学成分和部分牌号的物理性能参数与国内外标准牌号进行对比，但并未编入各种手册中。
在新零部件和新产品方面，在减速器和传动部分，增加了平面二次包络环面蜗杆减速器(GB/T 16444—2008)、新型锥盘环盘式无级变速器和XZW行星锥轮无级变速器，并首次在大工具书中编入了高档轿车新型金属带式无级变速器等相关设计资料。
《流体传动与控制》卷在内容和产品上有了很大的更新，并被纳入液压和气动领域新开发的组件，为流体传动与控制系统的设计、运行和维护提供全面的技术支持。为了满足不同层次用户的需求，引进了国内主流品牌(包括台湾省知名品牌惠普)和国际知名品牌，如液压传动方面的德国(力士乐)、美国(维克斯)、日本(油研)、意大利(Atos)品牌产品。液压控制系统中德国(Fosto)、美国(Moog、Vickers、嫁妆)品牌产品；德国(Fosto)和日本(SMC)气动传动品牌产品。
融入了应用前景广阔的最新液压元件——螺纹插装阀系列产品，增加了液压伺服缸等相关新产品，大幅增加了适应性强的最新液压附件。增加了气动系统中常用的真空元件，如根据气流喷射原理制造的真空发生器。
第四，在机电一体化设计和控制技术方面
机械技术与电子技术的结合已经成为当前装备制造业的主流和发展趋势，机电一体化是现代机械与技术的重要典型特征之一。为适应机电一体化技术的应用，本版手册对这方面进行了重新安排和充实，并专门用一卷对机电一体化及控制技术进行了更系统全面的描述。
在机电一体化技术与设计一章中，以典型机电一体化产品的五个组成部分的技术要点为主线进行编写，以产品设计为背景组织内容，并编写了几个综合设计实例。
机器人是机电一体化最显著的现代机械系统。从实用的角度介绍了工业机器人技术中的本体、驱动、控制、传感等技术，并结合喷涂、搬运、焊接、冲压、压铸介绍了机器人的典型应用。此外，还介绍了视觉机器人和智能机器人的实用性。
微电子机械系统(MEMS)是20世纪80年代中后期出现的一门新兴技术，它是微电子、机械技术、生物、物理、化学等学科的交叉。它不仅是机械学科发展的前沿方向之一，而且逐渐形成了一个产业。在大型工具书中第一次写了一篇符合高科技发展趋势的MEMS专题文章。本文主要研究MEMS制造技术和设计技术。
激光加工已经成为一种有效而重要的先进制造技术。手册以激光加工技术的最新成果为基础，编写了各种激光加工的原理、工艺和应用，包括在钻孔、切割、焊接、淬火、熔覆和合金化中的应用，以及激光加工中的安全防护。
同时，机电系统控制、数控技术、机械状态监测与故障诊断技术、电机、电器和常用传感器等。，被汇编，简化原则，突出应用，扩展例子和引用最新的成就。
五是浓缩和推广现代设计理论和方法。
鉴于现代机械产品设计新方法和新技术的多样性和复杂性，该版手册着眼于现代机械产品设计的总体目标和设计方法新体系的建立，从先进性、系统性和实用性等角度系统地总结和介绍了产品的设计理论和方法。按照新的分类，这一版手册编制了21现代设计方法，可以说是现代设计方法的全集。
在现代设计理论与方法综述中，介绍了机械和机械制造技术的总体发展趋势、国际上有影响的主要设计理论和方法、产品研发的一般过程和关键问题、现代设计理论的发展以及根据不同设计目标对设计理论和方法的选择。首次用系统工程的方法对产品设计理论和方法进行分类，克服了目前产品设计理论和方法描述缺乏系统性的问题。
创新设计是提高现代机电产品竞争力的重要技术和方法。在简要介绍创新设计的基本理论、创新思维和创新技术的基础上，介绍了基于国际著名的发明问题解决理论(TRIZ)的情景分析、理想设计、创新设计中的技术进化与预测、冲突与冲突解决原理、物质场模型方法等创新设计的系统方法。介绍了29项创新思维方法、30项创新技术和40项发明创造原则，通过大量应用实例开拓创新设计思路。
绿色设计是实现低资源消耗、低环境影响和低碳经济的重要技术手段。本文系统地论述了绿色设计的概念、理论、方法和关键技术。本文结合作者多年的研究实践，参考大量国内外文献及其最新研究成果，通过介绍绿色设计的概念、材料选择、拆卸与回收产品设计、包装设计、节能设计、绿色设计体系和评价方法，系统简明地论述了绿色设计，并给出了以上方面的绿色设计典型案例。这是该工具书第一次全面系统地论述绿色设计，对工程绿色设计的普遍实施具有指导作用。
该版手册本着简明实用的原则，全面修订和丰富了机械系统振动设计与噪声控制、机械结构有限元设计、疲劳强度设计、可靠性设计、优化设计、计算机辅助设计等成熟的现代设计方法和技术，吸收了最新研究成果，增加了一系列应用实例。比如在机械系统的振动设计和噪声控制中加入非线性系统中的等效线性化和多尺度方法；机械可靠性设计章节包括机构运动可靠性设计的理论和方法、可靠性灵敏度分析方法等最新成果。在机械优化设计章节中，增加了模糊优化设计等新内容。
此外，在实践中引入机械系统设计领域的前沿方法，如概念设计、虚拟设计、智能设计、并行设计和协同设计、逆向设计、快速响应设计、公理设计和QFD设计、和谐设计等，进一步拓展设计思路。
在本版的最后一篇文章中，系统介绍了现代机电产品的综合设计方法。这种方法是基于系统工程的深层次的产品综合设计理论和方法。它以产品功能设计、性能设计和产品质量检验与评价为基本目标，将产品设计过程分为准备阶段、规划阶段、实施阶段和设计质量检验阶段四个阶段。综合设计法的完整技术体系由准备阶段的3I调查、计划阶段的7D规划、实施阶段的1+3+X综合设计和设计质量检查阶段的3A检查作为其基本点组成。该版手册首次系统论述了设计方法，并给出了大型综合应用实例。
在本版手册的编写中，为了便于协调，提高质量，加快编写进度，编者主要是东北大学的老师。并邀请了清华大学、上海交通大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、天津大学、华中科技大学、Xi交通大学、大连理工大学、东南大学、同济大学、重庆大学、上海大学、合肥工业大学、大连交通大学、苏州大学、Xi建筑科技大学、沈阳工业大学、沈阳巩俐大学、重庆理工大学、机械科学研究院、中国科学院沈阳自动化研究所、 中科院长春精密机械物理研究所、合肥通用机械研究所、沈阳液压件制造有限公司、大连液压传动机械厂、天津工程机械研究所等单位的专家学者出席。
值此本手册第五版出版之际，我谨向本手册的创始人、前几版主编、著名机械师徐浩教授致以崇高的敬意，向邱选怀教授、蔡春元教授、严隽琪教授、林忠钦教授、教授、总工程师、周世昌教授表示崇高的敬意，向参与本手册前几版编写的单位和人员表示衷心的感谢。在此对手册编写出版过程中给予大力支持的单位和社会各界朋友表示衷心的感谢，特别感谢机械科学总院、郑州机械研究所、沈阳铝镁设计研究院、北方重工集团沈阳重型机械集团有限公司、沈阳矿山机械集团有限公司、沈阳机床集团有限公司、沈阳鼓风机集团有限公司、国家标准馆沈阳分馆的大力支持。
由于水平有限，手册中难免有不尽如人意的地方，恳请读者批评指正。