前言

机械及装备制造业真正体现了一个国家的实力，在产业链上具有非常强的带动性。现代机械设计理论与方法的学习对于机械及装备制造业具有重要的意义，在科技不断发展和多学科广泛交叉作用中，其内涵与外延将进一步丰富和扩展。

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递系统、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法进行构思、分析和计算并将之转化为具体的描述，以作为制造依据的创造性工作过程。研究机械设计过程的理论、方法及实现手段等对工业、农业、国防、科技各个领域的理论探索及实践均具有重要意义。

现代机电产品的质量、性能和成本，在很大程度上是由设计阶段的工作决定的，设计实现产品标准化、系列化和通用化，能加速实现我国生产活动的高度机械化、电气化和自动化。设计水平与工业发展水平是相互影响的。设计先进的机器，可大大加速现代化建设的进程。另外，现代机械设计过程在本质上是一个创新过程，创新设计综合实践能力是尖端人才培养的“灵魂、动力”。

作者长期主讲机械设计、机械系统动力学、数控技术、现代机械设计理论与方法等课程，在教学过程中，请教多位教学名师和专家，不断探索现代机械设计课程应处的地位、教授的目的和课程的体系。在多年教学经验总结和专家指导的基础上，对教案、主编的相关教材进行了体系变更、内容更新和改写，从而形成了这本《现代机械设计理论与方法》。本书紧扣设计科学规律的研究与运用，强调知识的基础作用和创新实践活动相结合。全书内容可分为三个部分，共12章。

第一部分，是现代机械设计的理论基础，包含第1章绪论，第2章机械设计进程，第3章创新设计与创造技法，第4章机械创新设计表达，第5章机构的创新设计与实现，第6章机械结构设计。

第二部分，是现代机械设计技术与实现，包含第7章有限元法，第8章机械动力学设计，第9章逆向工程技术及设计，第10章机械优化设计，第11章机电系统建模仿真与控制设计。

第三部分，是现代机械产品的市场化设计相关内容，包含第12章系列化、模块化与人机工程设计。

本书后面附有思考题。有些题目工作量较大，可作为从方案设计、建模、计算，再到设计结果讨论的机械创新设计综合实践的题目。如果能与相关的实验设备、课题研究相结合，则可以形成机械工程设计的实例，使学生对解决机械设计问题的过程有较完整的了解。

本书编写时力求贴近教学实际，按照工科专业的教学大纲要求和课时要求，提供大量图示说明和实例。本书既可作为高等学校工科类本科生、研究生的教材，也可作为相关专业工程设计人员和研究人员的设计参考书。

作者在编写过程中收集、运用部分科研和教学研究资料，参考了大量论文、专著、教材以及相关网页的资料文献。感谢清华大学金德闻教授、季林红教授、王人成副教授长期以来在专业学习、设计理论与实践教学方面给予的指导帮助。此外，本书的编写过程还得到郑州轻工学院陈鹿民教授、中国地质大学（北京）众多同仁的帮助，在此作者表示衷心感谢。

书中的部分内容参考并选用了作者所指导的硕士生、博士生所做的工作。中国地质大学(北京)“

机械工程学科建设项目

”给予了必要的资助，作者谨对这些学生和资助项目管理机构表示衷心的感谢。

由于作者水平有限，编写时间仓促，书中难免存在不妥甚至错讹之处，敬请读者批评指正。

作者

2013年10月于北京