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　　《機械設計實用機構與裝置圖冊（原書第5版）》進行了全面修訂，并增加了新內容，包括1600多張經典機械結構和機械裝置圖例，用簡潔的語言進行注解、關鍵點提示。本書中的圖例和注解都很有趣又充滿智慧，可以激發讀者的創造力。每個圖例代表了一種設計理念，供設計師參考提煉并在新的或改進的機械、機械電子和機電一體化產品設計中應用。

　　此中文翻譯版為全本，包括內容有：機構設計基礎，運動控制系統，固定和移動式機器人，再生能源生產機構，連桿驅動裝置和機構，齒輪裝置、驅動器和機構，凸輪、槽輪、棘輪驅動機構，離合和制動裝置，鎖緊、緊固、夾緊裝置和機構，鏈條和帶傳動裝置及機構，彈簧、螺紋裝置和機構，聯軸器及其連接，具有特定運動的設備、機構、機器，包裝、運輸、處理、安全機構和機器，轉矩、速度、張緊和限制控制系統，氣動、液動、電動、電子驅動儀器和控制，三維數字樣機和仿真，快速原型，機械工程的新方向。

　　面對各種各樣的機械設計問題，試圖尋找出新的和不同的解決方案的讀者可以瀏覽本書，參考其中的大量圖例，使一些過去成功的機械發明通過改進而獲得新的應用。

　　作為機械設計師便于使用的技術參考書，它既可以激發經驗豐富的機械設計師的靈感，也可以作為工程類學生的學習參考。

　　這是一本包括了機械結構和機械裝置過去、現在和未來的機械工程參考書的第5版。與大多數工程類教科書注重用理論和數學公式來對獨特的裝置進行表述相比，本書特色是使用清晰的圖示和簡潔的描述。這本書包含了1600多張詳細的機構圖，能引起讀者強烈的興趣。希望書中圖例的注解部分能幫助讀者理解相關領域的一些基本概念，無論這些領域讀者是熟悉，還是不熟悉。
　　書中的機構圖和注解都很簡單、有趣，并且充滿智慧，也許書中的某一部分機構可以激發讀者的創造力，使讀者將它們提煉后應用于新的機械設計中或者重新進行機械設計。它們可以提供讀者意想不到的解決方案，因為它們通常在現代產品的內部無法被觀察到。電子電路和計算機的發展已替代了許多早期機械結構的應用，它們在減少產品價格的同時還可以提高產品的可靠性和工作效率。
　　盡管如此，許多被替代的機械零部件依然應用在不同的場合，在經過尺寸和材料的改變后以不同的結構形式和不同的功能應用于其他產品中，取得了良好表現。
　　經典的、經過時間檢驗的機構和機械裝置似乎逐漸在消失，但其實它們只是以其他機構形式和應用出現。任何相信所有機構可以被電子電路取代的人只需檢視一下自動上弦機械表、數碼照相機、電子穩定轎車和巡航系統的復雜性就會了解這一點。
　　本書用圖例的方式介紹了經典機械裝置和最新的結合機械和電子的機電一體化裝置，是讀者個人技術書庫必備的圖書，并且提供了一種令人滿意的方式，使讀者快速了解新的知識領域或者快速拾起過去學過的知識。此外，希望這本書可以激勵讀者通過相關網站更新感興趣主題的其他知識。
　　這本書哪些部分是新增的？
　　這本書的第5版新增了3章內容：第3章固定和移動式機器人，第4章再生發電機構和第17章3D數字樣機和仿真。第18章快速原型進行了更新和全面的修訂，一些新的文獻被增添到第5章至第16章，使其成為本書的核心部分。第13章具有特定運動的裝置、機構和機器添加了5篇新文獻內容，也是本書核心的一部分。另外，第19章機械工程領域新的發展方向也增加了5篇新文獻內容。
　　一些章節的快速瀏覽
　　第1章是關于基本的機械結構的內容，解釋了一些機構的原理，包括斜面、千斤頂、杠桿、連桿、齒輪、滑輪、凸輪和離合器——在現代機械中的所有零件。另外，還列出了常用的機械術語。
　　第2章是關于運動控制的內容，用圖和文字介紹了開環和閉環系統。另外，對組成現代自動機器人和機電一體化系統的關鍵機械零件、機電和電子元器件也進行了圖文并茂的介紹，它們包括執行器、編碼器、伺服電動機、步進電動機、旋轉變壓器、電磁閥和轉速表。這章也列出了運動控制術語。
　　第3章是關于機器人的新探討，包括對固定工業機器人和各種移動機器人的概述。對4種最新工業機器人的外形尺寸和主要技術參數進行了圖文并茂的介紹。另外，對7種移動機器人采用圖示和介紹主要技術參數的方式進行了描述。它們可以分別在火星、地球、空中和海底工作。本章其他部分講述創新的NASA機器人，它可以攀爬、爬行、跳行和從懸崖上攀下。另外，本章還列出了普通機器人術語。
　　第4章是新增加的部分，描述進行無碳再生能源發電的主要方式，它們本質上都是靠機械來實現的，依靠風能、太陽能和自然界水的流動等免費能源來驅動。本書圖文并茂介紹的例子有風力渦輪發動機及其工廠，4種不同的太陽能熱電廠的概念，利用潮沙和海浪能源等方式。對這些工廠的上上下下都進行了陳述，目的是提醒讀者注意它們所處的位置、工作效率、公眾接受程度、備用能源和與電網的連接。本章還列出了風力渦輪機術語。
　　第17章也是新添加的內容，介紹了計算機軟件的最新成果，使在電腦屏幕上進行3D新產品設計和舊產品改進變為可能，這些軟件可以對產品虛擬模型用不同顏色的"片或塊"來處理，并重新定義它的尺寸，以便完成機械設計，這些設計本身還包含了制造工藝參數。通用的仿真軟件可以對一個模型進行虛擬機械和多物理場應力分析來驗證設計和材料選擇的正確性，而不需要制造出一個實體模型去檢驗。本章還列出了CAD/CAE術語。
　　第18章，是對上一章快速原型部分的進一步介紹，用圖文并茂的方式敘述了國3D實體成型添加和消減過程的創新成果和一些新內容。用軟的或硬的材料來進行快速原型，以便評判它們的實用性。當其他一些樣品被制造出來進行實驗室應力測試的時候，快速成型造出的樣品已經開始展示了。另外，快速成型的新應用有舊機器替換零件、專業刀具和鑄造模具的塑性加工。
　　第19章是對機械工程領域中最新研究成果的匯集和更新。這些成果包括微機電系統（MEMS）的最新發展，碳的同素異形體和納米管實際應用的進展，以及石墨烯應用于透明薄片、強力纖維、電纜、電容器、電池、彈簧和晶體管等產品領域取得的進步。其他成果包括正在研究發展的電子顯微鏡和正在策劃的月球電動車。
　　本書的核心章節是第5章到第16章，這些章節珍藏了各行各業收集到的、經過實際驗證了的、經典的機械結構和機械裝置圖與介紹。這些經過修訂的珍藏可以為工程師、設計師、教師、學生和對各種機械感興趣的人提供有價值的參考。新增添的內容包括了精密的線性驅動器、多邊形連接機構、滑動離合器、形狀記憶合金鎖緊裝置和提高海水淡化效率的能量交換器。
　　本書詳細的索引（中文版略去）可以使讀者很容易找到書中專用機械結構、機械裝置、零件和系統介紹的內容。
　　面對客觀現實的工程選擇
　　可再生能源與礦物燃料發電
　　在關于可再生能源發電的第4章討論了產生無碳電網發電的三種最可靠機械方法。風力渦輪發電和聚光太陽能發電（CST）都是政府部門最適宜的候選發電方腦式。本書圖文并茂地介紹了這些技術，并對它們的結構也從上到下地進行了敘述。利用海浪和潮沙也可以產生電能，但是這方面的技術遠遠落后于風能和聚光太陽能發電。
　　美國政府對建立再生能源發電廠提供經濟補助，目的是為了減少大氣層中使全球氣候變暖的二氧化碳（C02）的排放。政府已經將使無碳、非水力發電廠所占的比例從現在的396提高到2020年時的2096作為目標。風能和聚光太陽能發電廠最契合這個發展目標，但是很多人擔心建造這些工廠和淘汰礦物燃料發電廠，可能危害到電力工業滿足國家對于低價、便于獲得的電能的日益增長的需要。
　　因為無法將遠離城市地區由再生能源產生的過量電力通過電網傳輸到耗電量大的大都市，產生再生能源的資源會被過分消耗。當沒有了風或者太陽落山的時候，這些工廠必須提供備用的發電或電能來滿足電網的供電需求。這些備用電源包括電池組、在融化的鹽罐中儲存的熱能以及蒸汽發電機，但是由于工廠電能輸出和氣候變化因素的影響，最佳備用電源的選擇無法確定。
　　數字3D與快速原型
　　近年來計算機軟件的發展使在計算機上以3D的形式將抽象概念設計成為實體形式的產品成為可能。3D數字成型或建模的過程可以是一個初始的設計或者是從其他資源導入。軟件可以分解3D圖形，在同一個屏幕上分解的3D圖形的形狀、材料和形式在重新裝配或改進產品設計前都是可以改變的。設計者可以和其他專家一起合作實現有效的設計。在產品被制造前，其設計是很容易進行調整的。
　　虛擬的仿真軟件可以讓3D數字成型實現虛擬的一個或多個應力測試，結果以帶顏色的圖形在計算機屏幕上顯示出來。這些仿真包括機械和物理應力，這些仿真結果和在實驗室中實驗的結果很接近，在很多情況下，實驗可以省略。這將減少制作實體樣機所需要的時間和費用，也可以加快整個設計的過程，縮短上市周期。
　　然而，有許多因素決定了實體樣機的必要性。有個實體樣機的優點是便于檢查，使所有與之相關的設計者和做市場的人員有機會對它進行評價。而且，一些產品需要對實體樣機進行強制性實驗，以確保其適合工業和消費者的安全標準。因為可以減少制作樣機的成本，快速成型技術越來越廣泛地得到接受。
　　實體樣機可以用蠟、光敏聚合物，甚至是金屬粉末作為原料，但是作為實驗室實驗的實體或者是實體的替代零件，可以用激光融化的金屬粉末來制造。在熱處理后它們可以獲得與機械加工或鑄造零件相當的強度。快速成型取決于CAD圖中的尺寸，這些尺寸使軟件控制快速成型機器對材料進行增加或消減。
　　本書的來源
　　從第4章到第16章的很多圖片和說明最初來自于國內外一些50年前或者更多年前的工程期刊。它們最初被選擇和出版可以追溯到20世紀50年代到60年代麥格勞-希爾教育出版集團出版的三本參考書中O Douglas C.Greenwood是當時麥格勞-希爾教育出版集團《生產工程》期刊的編者。作為后來的這本書第1版的編輯，Nicholas Chironis從那些書中選擇了他認為值得保留下來的說明和圖片。他把它們看做是成功設計理念的典范，可以被重復地用于新的或者改進的產品中，也是工程師、設計師和學生的寶貴資源。
　　這本書隨后的4版中加入了新的圖片和說明，對舊的內容進行了必要的重新修訂，一些內容被刪除，所有原有的標題都重新進行了修訂，以便提高可讀性和風格的一致性。所有的圖例都是無量綱的，為了適應新的應用，它們的尺寸都可以進行相應的調整。對于制造商和出版社不再存在的參考文獻進行了刪除，但是可用的發明者的名字進行了保留，這對那些希望了解發明者專利情況的讀者有用。本版書中所有提到的政府、學術實驗室和制造商都有網址，可以去網上查找一些特定問題的進一步信息。
　　關于插圖
　　除了從早期出版物和從實驗室獲得或制造商提供的一些插圖外，本書的其他插圖均是作者用臺式計算機畫的。這些圖來源于書、期刊和網站。作者相信清楚的3D或者線框圖，比那些帶有額外和不清楚細節的圖片能更快捷有效地交流工程信息。
　　致謝
　　感謝以下公司和機構允許我選用帶有版權的插圖，并以各種方式提供其他有價值的技術信息和在準備本版書時所有有用的信息：
　　BB機器人，奧本山，密歇根州
　　桑迪亞國家實驗室，桑迪亞公司，阿爾伯克基，新墨西哥州
　　spaceClaim公司，康科德，馬薩諸塞州
　　NeiI Sclater