　　《機械設計過程（原書第4版）》全麵、具體地給齣瞭“設計學”的基本內容，詳細地引齣瞭設計的典型步驟，每一個步驟的任務、目標、應考慮的主要問題和常用的解決方法。最為突齣的是適應瞭全球經濟“可持續發展”和“綠色環保”理念，增加瞭“為環境設計”和“為可持續性設計”的部分；而且仍延續瞭第3版書的風格，以著者豐富的機械工程設計經驗結閤深入淺齣的理論闡述，對機械設計過程進行瞭詳細介紹，使讀者學習起來更加生動和易於理解掌握。

譯者的話（原書第3版）
前言
第4版增加的內容
第1章為什麼要研究
設計過程1
1.1概述1
1.2結閤産品成本、質量和
推嚮市場需要的時
間來評價設計過程3
1.3設計過程的曆史7
1.4産品壽命10
1.5設計問題的各種
解決方案13
1.6解決問題的
基本活動15
1.7設計中的知識
和學問17
1.8為可持續性而設計18
1.9小結19
1.10資料來源19
1.11習題20
第2章瞭解機械設計21
2.1概述21
2.2産品功能、特性和
性能的重要性24
2.3機械設計語言
和抽象26
2.4機械設計問題的
不同類型28
2.5約束、目標和
設計決策35
2.6産品的分解36
2.7小結39
2.8資料來源39
2.9習題40
2.10網絡資源40
第3章設計師和設計團隊41
3.1概述41
3.2個體設計者：人的
信息處理的模型42
3.3設計中的智力行為49
3.4具有創造力的
設計師的特徵57
3.5設計團隊的組成59
3.6建立團隊業績記錄64
3.7小結69
3.8資料來源69
3.9習題70
3.10網絡資源71
第4章設計過程和發現産品72
4.1概述72
4.2設計過程概覽72
4.3把設計質量轉化為
産品質量81
4.4發現産品85
4.5選擇項目90
4.6小結98
4.7資料來源99
4.8習題99
4.9網絡資源99
第5章設計規劃100
5.1概述100
5.2項目規劃的類型102
5.3規劃的目的之一是提供
可交付的開發信息106
5.4製訂項目規劃114
5.5設計方案實例121
5.6再設計過程中
的溝通124
5.7小結127
5.8資料來源128
5.9習題128
5.10網絡資源129
第6章理解問題和製訂
工程任務書130
6.1概述130
6.2第一步，確定顧客:
他們是誰?137
6.3第二步，確定顧客的
需求:顧客想要
什麼?137
6.4第三步，確定各需求
的相對重要性:
誰對應什麼?141
6.5第四步，辨彆並評價
競爭力:當前是如何
滿足顧客要求的?142
6.6第五步，生成工程
任務書:如何使顧客的
需求得到滿足?143
6.7第六步，工程任務書與
顧客需求的關係:如何
測定顧客需求?148
6.8第七步，設置工程目標
和重點:多少
就足夠好?148
6.9第八步，確定工程
需求之間的關係:
它們之間是怎樣
相互依賴的?150
6.10對QFD方法的
進一步建議152
6.11小結153
6.12資料來源153
6.13習題153
6.14網絡資源154
第7章産生概念155
7.1概述155
7.2理解已有裝置的
功能158
7.3一種功能設計方法163
7.4産生概念的
基本方法170
7.5專利是靈感的來源174
7.6利用矛盾産生靈感177
7.7機械發明的原理180
7.8形態學方法183
7.9産生概念的
其他要點187
7.10小結188
7.11資料來源188
7.12習題189
7.13網絡資源190
第8章概念評價和選擇191
8.1概述191
8.2概念評價中的信息193
8.3可行性評價195
8.4技術準備就緒196
8.5決策矩陣——
布斯方法198
8.6産品、項目和
決策風險202
8.7穩健決策208
8.8小結213
8.9資料來源214
8.10習題214
8.11網絡資源215
第9章産品加工216
9.1概述216
9.2材料清單219
9.3結構生成220
9.4材料與加工
方法的選擇236
9.5供貨商的開發238
9.6馬林2008專業幻想
山地自行車懸架
設計的産生240
9.7小結246
9.8資料來源247
9.9習題247
9.10網絡資源248
第10章産品性能評價及
變化因素的影響249
10.1概述249
10.2監視産品
功能的變化250
10.3性能評價的目標251
10.4權衡管理253
10.5精度、變化和噪聲255
10.6性能評價的建模261
10.7誤差分析264
10.8敏感度分析270
10.9通過分析進行的
穩健性設計272
10.10通過實驗的
穩健性設計274
10.11小結279
10.12資料來源279
10.13習題279
第11章産品評價：麵嚮成本、
製造、裝配和其他
估量的設計281
11.1概述281
11.2DFC——麵嚮
成本的設計281
11.3DFV——麵嚮
價值的設計291
11.4DFM——麵嚮
製造的設計292
11.5DFA——麵嚮
裝配的設計293
11.6DFR——可靠性
設計310
11.7DFT和DFM——
麵嚮測試和
維修的設計316
11.8DFE——麵嚮環境
的設計317
11.9小結319
11.10資料來源319
11.11習題320
11.12網絡資源321
第12章設計過程包裝和
産品支持322
12.1概述322
12.2設計文檔和交流324
12.3支持326
12.4工程變更328
12.5專利申請329
12.6全壽命周期設計332
12.7資料來源335
12.8網絡資源335
附錄A機械設計中常用的
25種材料的特性336
A.1概述336
A.2常用材料的性質336
A.3一般産品中使用
的材料349
A.4資料來源351
附錄B正態概率353
B.1概述353
B.2其他方麵357
附錄C作為設計變量的
安全因數358
C.1概述358
C.2安全因數的
傳統經驗估計法359
C.3以可靠性為基礎的
統計學安全因數361
C.4資料來源367
附錄D設計中的人機學368
D.1概述368
D.2工作空間範圍內的
人機學369
D.3人作為動力源373
D.4人作為傳感器
和控製器373
D.5資料來源379

前言/序言

　　作為一名職業設計師,我設計過自行車、醫藥設備、傢具和雕塑,既有靜止的,也有運動的。對於我來說,設計物品是一件容易的事。我有幸具備瞭一個成功的設計師所必備的纔能。不過在從事機械設計課程教學多年之後纔認識到,我並不知道如何很好地把自己所知道的許多知識教給學生;我能夠給學生展示好的設計和不好的設計實例,能夠告訴他們設計人員從事設計實踐的曆史,能夠給學生提供有關設計概念的建議,但是不能告訴他們如何來解決一個設計問題。另外,在我和其他從事機械設計教學同行的交談中發現,這不僅是我一個人的感受。
　　這個情況使我迴憶起一次滑冰的體驗。作為一名新手,我能在冰麵上站立、左搖右擺前仰後閤地嚮前滑動，而我的一位朋友（一位職業教師）卻能很自如地嚮前或嚮後滑。當他還是一個小男孩時就會滑冰瞭,滑冰是他的第二天性。一天,當我們一起滑冰時,我請他教我如何嚮後滑。他說這太容易瞭,讓我看著他嚮後滑。可是當我試著照他那樣做時,馬上就摔倒瞭。他把我扶起來後,我請他教我正確的做法,而不僅是隻做給我看。他想瞭一會兒終於說到,他沒法把這個技巧給我說清楚。我仍然沒有學會嚮後滑,我料想他仍然說不清楚嚮後滑的技巧。我對朋友可以輕鬆後滑而我卻摔在冰上受挫的失望感覺,與我不能教學生如何正確地解決一個設計問題時産生的感覺是一樣的。
　　這個經曆和體會促使我去研究設計過程,並且最終寫齣本書。書中內容包括原創性的研究、對美國工業的研究、對外國設計技術的研究,以及來自設計課程的不同教學嘗試。作為這些研究的成果，我得齣四點有關機械設計的基本結論：
　　1 學習設計的唯一途徑是去作設計。
　　2 在工程設計中,設計者用到三類知識:産生概念的知識、評價概念的知識和組織設計過程的知識。概念的産生來自於經驗和天分;概念的評價,部分來自於經驗,部分來自於正規訓練,這是多數工程教育的焦點。産生和評價概念的知識是專業領域知識形式。設計過程知識和決策大部分是與專業領域知識無關的。
　　3 如果有足夠的産生概念的能力和經驗,有足夠的評價概念的經驗和訓練,是能學到高質量産品的設計過程的。
　　4 設計過程應該在兩個方麵學習:在學術環境中,同時在模擬工業實際的環境中。
　　現把這些觀念收編到本書中,而且為使讀者在能夠學會設計過程的同時，還能夠研發齣一個産品，這些內容是這樣安排的:在第1～3章中，對學習設計過程所需要的機械設計背景和一些術語進行瞭定義，並且討論瞭産品設計中的人為因素。第4～12章是本書的主體內容,它逐步地展示齣設計方法的進程,引導讀者實現由一個設計問題到給齣可用於製造和裝配的解。這些材料以與求解一個確切問題的解無關的方式錶示齣來。論及的技術是在工業中應用的,它們的名稱已經成為機械設計中的通用詞:質量功能配置、決策方法、並行工程、麵嚮裝配設計和穩健設計。這些技術在本書中全部放在一起。雖然它們作為一步一步的方法按次序安排在內容中,但總的過程是高度地反復重疊的,每個步驟僅僅是需要應用時的一個引導。
　　如上所述,專業知識與過程知識是有些區彆的。由於這種獨立性,一個成功的産品可以不管設計者知識或設計問題的類型而通過設計過程獲得。甚至大學一年級的學生也能選用本教材,學到大部分設計過程。然而,為瞭做齣閤理、實際的設計,實質性的專業知識是需要的,並且本書通篇假定讀者具有基本的工程科學、材料科學、製造過程以及工程經濟的基礎。因此,本書適用於高年級的大學生、研究生和從沒有學過機械設計過程課程的職業工程師。
　　大衛G 烏爾曼第4版增加的內容第4版增加的內容關於設計過程的知識正在迅速增加。在寫第4版時的一個目標就是要將這些知識組閤到一個統一的構架中去,這個構架也是前3版的重點之一。整個新版的主題進行瞭一些更新，並與書中其他很好的實踐舉例綜閤在一起。新版中一些特殊的添加內容包括:1 改進瞭保證團隊工作成功的材料。
　　2 20餘個空白的錶格可以通過本書的網站下載以供設計過程中使用。書中也包括許多填好的錶格以便於學生參考。
　　3 改進瞭關於項目計劃的資料。
　　4 改進瞭"為環境設計"和"為可持續性設計"的部分。
　　5 改進瞭作齣決策部分的資料。
　　6 增加瞭基於矛盾産生概念的內容。
　　7 增加瞭一些來自工廠的新照片和圖片用於書中的舉例。
　　此外,還有許多小的改變以保持本書的時代性和實用性。
　　電子教材對於教師來說，智能課程是發現和查閱電子教材（e Textbooks）的新途徑。對於那些喜歡上網查閱課程數字化資料而且可以節省開支的學生來講，這也是一個絕好的選擇。智能課程提供瞭由很多高等教育齣版商製作的成百上韆課程的適用教材。它是教師們迴顧和比較網上教材全文的唯一地方，並提供瞭不需要打印測試頁來測試環境影響的快速鏈接的環境。在智能課程中，學生可以相對於印製教材節省達50%的支齣，減小瞭對環境的影響，並且提供瞭使用強有力的網絡工具的機會以學習全文搜索，記筆記和標記重點，以及通過郵件和同學們共享筆記的方法。
　　感謝衷心感謝下列諸位，他們審閱瞭本書，並提齣許多有益的建議。
　　Patricia Brackin,Rose Hulman Institute of TechnologyWilliam Callen,Georgia Institute of TechnologyXiaoping Du,University of Missoun RollaIan Grosse,University of Massachusetts AmherstKarl Heinrich Grote,Otto von Guericke University,Magdeburg,GermanyMica Grujicic,Clemson UniversityJohn Halloran,University of MichiganPeter Jones,Auburn UniversityMary Kasarda,Virginia Technical CollegeJesa Kreiner,California State University FullertonYuyi Lin,University of Missouri ColumbiaRon Lumia,University of New MexicoSpencer Magleby,Brigham Young UniversityLorin Maletsky,University of KansasMake McDermott,Texas A & M UniversityJoel Ness,University of North DakotaCharles Pezeshki,Washington State UniversityJohn Renaud,University of Notre DameKeith Rouch,University of KentuckyAli Sadegh,The City College of The City University of New YorkShin Min Song，Northern Illinois UniversityMark Steiner,Rensselaer Polytechnic InstituteJoshua Summers,Clemson UniversityMeenakshi Sundaram,Tennessee Technical UniversityShih Hsi Tong,University of California Los AngelesKristin Wood,University of Texas此外,感謝麥格勞希爾（亞洲）教育齣版公司（McGraw Hill）的資深機械工程責任編輯比爾（Bill Stenquist）、開發編輯羅賓（Robin Reed）、項目經理凱（Kay Brimeyer）及項目編輯林恩（Lynn Steines）,感謝他們對這個項目的關心和鼓勵。還要感謝如下各位人員，他們為本書提供瞭非常有益的案例。
　　Wayne Collier,UGSJason Faircloth,Marin BicyclesMarci Lackovic,AutodeskSamir Mesihovic,Volvo TrucksProfessor Bob Passch,Oregon State UniversityMatt Popik,Inwin ToolsCary Rogers,GE MedicalProfessor Tim Simpson,Penn State UniversityRalf Strauss,Inwin ToolsChristopher Voorhees,Jet Propulsion LaboratoryProfessor Joe Zaworski,Oregon State University最後,也是最重要的,就是要感謝我的妻子阿代爾（Adele）,她對我的無限信任,使我能夠完成這個項目。

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