《机械设计实践》_日本机械设计的构思和设计方法

由于本书主要着眼于第一次搞设计的人，所以，没有记述有关机械设计中最为重要的经济性及外形美观性（装饰等）的内容，只是着重记述了能实现满足机能需要的机构设计问题。因此，本书的设计内容与实际生活中最常见的大量生产的机械设计问题有着很大的不同。设计是人类创造活动中最本质的内容之一。设计的 CAD(Computer Aided Design)化正以势不可挡的趋势发展着。在这种情况下，用于设计的信息的构成形式如果不利于人类头脑的思维动作，则无法使用于CAD.因此，本书以将来的CAD信息构成的确立为宗旨，不仅仅是单纯收集机械设计的资料，而是有意识地用设计者们所熟悉的那种能让人的大脑充分而自由地活动的信息构成方式来对设计信息进行加工整理。

为了能实现上述目的，本书按下述方式构成。首先在第1章和第2章中叙述了设计的意义和一般规程，第3章为设计的思考过程，第4章至第11章是设计中要决定的内容和相应的制约条件，然后在第12章至第14章中叙述了作为设计者应进行的工作。最后第15章是设计实例。

各章的具体内容表示如下：第1章是“设计的意义”。告诉读者设计是什么，设计的必要性、设计的意义、规划与设计的关系、设计中的基本观点，以及设计的必要准备等。

第2章是“设计的般流程”。告诉读者实际设计要通过那些步骤，设计者要对什么向题加以考虑、对什么问题加以决断。也就是，设计的具体流程是按构思图一计划图一零件图一组装图的顺序来进行，并且设计的真髓在于计划图。

第3章是“设计的思考过程”。告诉读者设计者的思考过程是按机能一机构一构造的顺序展开，以及对前一章中的设计具体流程怎样予以实际对应。本章中还将以智能化加工中心的具体设计实例来说明设计的思考过程。

第4章是“功能、机构与构结”。告诉读者构成机械所要求的全体功能中的若干种基本功能，以及怎样决定能实现这些功能要求的机构、构造，将这些功能了以具体化时，设计者的头脑要考虑什么问题。

第5章是“形状”。机械设计的本质在于形状的决定，换句话说，就是满定巧能安米的定化构，而将机构具体化时则是靠形状的决定。而且，决定形状时要受到尺寸、加工方法、材料、机械要素及诸规定等的制约。本章就是解决在这样一些制约条件下怎样来决定形状。第6章是·“力和强度”。介绍了为驱动机械所需要的从外部施加的力和伴随机械运动在机械内部产生的力。对于形状决定的一个很重要的影响因素是强度和刚度，本章将告诉读者在强度和刚度的制约下如何进行设计。

第7章是“尺寸”。用于机械设计的尺寸是人类从长期经验中得出的结果。尺寸将受到机械性能的各种制约。本章将对实际设计中怎样决定尺寸，用什么样的数据来作为尺寸的问题加以说明。

第8章是“加工工艺”。为了将设计的东西具体化，必然要考虑加工工艺问题，这是对设计的最大制约条件。本章将对当前可以利用的加工工艺有哪些，以及这些加工工艺是怎样对设计加以制约的问题加以说明。

第9章是“刀具”。将介绍把设计的各个零件加工成最终形状要使用的主要刀具有哪些，以及这些刀其是怎样通过加工方法来对形状加以制约的，

第10章走“材料”。对构成机械的各个零件采用什么材料，这些材料具有什么性质，以及材料的性质通过强度和加工方法等的影响与零件的形状有什么关系等问题加以说明。

第11章是“机械要素”。在机构具体化了的零件中，有一些是任何机械都可共用的实现单元功能的机械要素。本章将介绍这些机械要素，以及怎样使用这些机械要素，这些机械要素的具体尺寸等。

第12章是“设计与制造”。本章介绍在对设计的制品加以实际制造时，怎样进行材料采购、加工指示以及确认加工制造结果等。

第13章是“设计与信息”。这一章中介绍了设计者在设计作业的前、中，后期应怎样来整理设计信息的问题。也就是对信息的收集、灵感的处理、记录、知识产权、公布演讲等这些在设计作业中所出现的不可避免的事宜的处理方法加以说明。

第14章是“制图”。讲解作为设计内容的表记法的制图法规则、设计作业所需要的具体表现法。这章不仅介绍了根据JIS所规定的画法，而且也介绍了如何把设计者的意志正确地传达给其他人，以及在实际制图作业时，图样的保存和修改的方法。

第15章是“设计实例”。以机器人用的6轴测力装置和液压缸为例，讲解上述内容是怎样用于实际设计中的。

以上15章是本书的正文，作为附录，书中还加人了设计结果检查表以及主要金属材料规格的日中对照表。另外，在本书正文中，还插入了设计的天南海北杂谈。这些“杂谈”都是在各种行业领域中从事实际设计的技术者们对于“设计”的体会，以及在设计中所必不可少的一些关连知识，在这里加以介绍的目的是帮助读者能对“设计”有更深的理解。

编写本书时所想定的读者基本上是初次进行实物设计的人。本书的目的在于，即使不看其他的标准书和参考书等，只要有这一册书的话，就能设计出所需要的具体机械。此外，本书对于平素已在从事着机械设计工作的人也会十分有用。本书适用于以下读者：

（1)在大学等学里开始学习设计的人。

（2)在大学、研究生院等第一次实际设计实验装置的人。

（3)在企业的设计、研究、开发部门等第－－次搞机械设计的人。

（4)在企业的设计和生产技术等部门里日常从事设计工作，但考虑重新改变自己工作方法的人。

（5)在企业的设计、大学的研究室、软件开发企业等部门从事于支持创造性机械设计的CAD系统开发的人。