編輯推薦：
適讀人群 ：1.機械設計師 2.從事機械設計的工程技術人員 3.工程類，機械設計及製造專業師生
《機械設計實用機構與裝置圖冊 原書第5版》一書是機械類超級暢銷書《機械設計實用機構與裝置圖冊》的全面修訂本！上版圖冊上市四年重印11次！總銷量突破3萬冊！網站、地麵店單品排名始終名列前位！這本圖冊包括了1600多張不同的機構和機械裝置圖，介紹了典型機械零件的設計和功能，引導式點評，激發機械設計師靈感！彙集精妙圖釋，全景展現機械工程創新！
內容簡介：
《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，並增加了新內容，包括1600多張經典機械結構和機械裝置圖例，用簡潔的語言進行註解、關鍵點提示。本書中的圖例和註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，供設計師參考提煉並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，三維數字樣機和模擬，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。
作為機械設計師便於使用的技術參考書，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。
作者簡介：
NEIL SCLATER，在改行從事寫作和編輯工作之前，NeiI Sclater曾擔任軍事工業方面的微波工程師和一家波士頓工程諮詢公司的項目經理。他曾經是《電子設計》雜誌、McGraw-Hill的《產品工程》雜誌的編輯，然後成立了自己的技術通信公司。
Sclater先生先後為多個工業客戶撰寫過市場調查、技術性文章以及新產品發布。他的客戶包括發光二極體、交換電源、鋰電池製造商等。在這30年期間，他也直接為多種工程類出版物撰寫了上百篇署名技術文章，這些文章涵蓋了半導體裝置、伺服機構和工業儀錶等領域。
Sclater先生擁有布朗大學和東北大學的學位。他單獨或與人合著了12本有關工程方面的著作，其中的11本由McGraw Hill專業出版集團出版。這些書涉及微波半導體裝置、電子技術、電子詞典、電力和光學和機械領域。在Chironis先生——本圖冊的作者去世之後，Sclater先生承擔了後4個版本的編寫和編輯工作。
目錄：
譯者序
原版書前言
編者簡介
第1章機構設計基礎1.1簡介2
1.2物理原理3
1.2.1機器效率3
1.2.2機械效益3
1.2.3速度比3
1.3斜面4
1.4滑輪系統4
1.5螺旋千斤頂5
1.6槓桿和機構6
1.6.1槓桿6
1.6.2絞盤、絞車和卷揚機7
1.7連桿機構8
1.7.1簡單平面連桿機構8
1.7.2特殊連桿機構9
1.7.3直線生成連桿機構10
1.7.4旋轉或直線連桿機構11
1.8專用連桿機構13
1.9齒輪和齒輪傳動15
1.9.1簡單的齒輪傳動鏈15
1.9.2複合齒輪傳動鏈16
1.9.3齒輪的分類16
1.9.4實用的齒輪裝置17
1.9.5齒輪齒形18
1.9.6齒輪術語18
1.9.7齒輪動力學術語19
1.10滑輪和傳動帶20
1.11鏈輪和鏈條20
1.12凸輪機構21
1.12.1凸輪機構的分類22
1.12.2凸輪術語24
1.13離合機構25
1.13.1外部控制摩擦離合器25
1.13.2外部控制剛性離合器25
1.13.3內部控制離合器25
1.14常見的機械術語27
第2章運動控制系統2.1運動控制系統概述30
2.2運動控制術語39
2.3機械部件組成的專門運動控制系統40
2.4運動控制中的伺服電動機、步進電動機和驅動器41
2.5伺服系統的反饋感測器50
2.6電磁閥及其應用57
第3章固定和移動式機器人3.1機器人簡介62
3.1.1機器人的定義62
3.1.2固定自主工業機器人63
3.1.3機器人歷史63
3.1.4全球機器人市場63
3.2工業機器人64
3.2.1工業機器人的優點65
3.2.2工業機器人的特性65
3.2.3工業機器人的幾何學66
3.34種不同的ABB工業機器人69
3.3.1IRB 240070
3.3.2IRB 6400RF70
3.3.3IRB 664070
3.3.4IRB 760070
3.4自主和半自主移動機器人72
3.4.1通信和控制的選項72
3.4.2可以偵察和檢索的陸上移動機器人72
3.4.3可以搜索和探索的潛水移動機器人72
3.4.4可以搜索和摧毀的機器人飛機（無人機）73
3.4.5可以觀察和報告的行星探測機器人73
3.4.6能模仿人類行為的實驗室/科學機器人73
3.4.7可以遞送和取回貨物的商業機器人73
3.4.8清潔地板和修整草坪的消費機器人73
3.4.9一些娛樂或教育機器人73
3.57種移動式自主和半自主機器人74
3.5.1兩個探索火星六年的機器人74
3.5.2將取代勇氣號和機遇號工作的機器人75
3.5.3應對民間緊急情況的爪式機器人77
3.5.4運送醫療用品的機器人78
3.5.5可以偵察和攻擊敵人的遠程操控軍用飛機79
3.5.6搜尋水雷和障礙物的水下機器人81
3.5.7提供抗干擾手術和快速恢復的系統82
3.6機器人術語83
3.7改進的四肢機器人，一個更好的攀爬者85
3.8月球重力下六足機器人在網格上爬行86
3.9兩個機器人控制另一個機器人穿越陡坡87
3.10跳躍時可操控的六足機器人88
第4章再生髮電機構4.1可再生能源概述92
4.1.1核能：不可能成為主要再生能源92
4.1.2替代性可再生能源93
4.1.3基本負載和基本負載需求電廠93
4.1.4風車：早期可再生能源93
4.1.5風力發電機組：風車的後裔94
4.1.6風力渦輪機設置地點96
4.1.7聚光太陽能光熱系統97
4.1.8拋物線式水槽鏡太陽能設備97
4.1.9電塔太陽能光熱設備98
4.1.10線性菲涅爾（LFR）反射熱設備99
4.1.11拋物面斯特林太陽能光熱設備100
4.1.12斯特林發動機工作原理101
4.1.13CST可再生能源的展望102
4.1.14水流動力的應用102
4.1.15潮汐發電102
4.1.16海浪動力發電103
4.1.17另一種機械的水力發電方案103
4.1.18可再生能源的相對成本104
4.2風動力葉輪發電機的術語105
第5章連桿驅動裝置和機構5.1四連桿機構及其典型的工業應用108
5.27種連桿運輸機構110
5.35種直線運動的連桿機構113
5.412種伸展和收縮裝置115
5.54種不同運動的連桿機構116
5.69種加速減速直線行程的連桿機構117
5.712种放大短程運動的連桿機構119
5.84種平行連桿機構121
5.97種行程放大機構121
5.109種力和行程的放大機構123
5.11微分連桿機構的18種結構形式125
5.12四連桿空間機構127
5.137種流行的三維空間驅動機構129
5.1413種不同機構中肘節連桿的應用134
5.15鉸接的連桿和扭轉襯套使傳動平穩起動136
5.168種用於帶離合器和制動器的連桿機構137
5.17具有最優力傳遞性能的曲柄搖桿機構的設計139
5.18四連桿角運動設計142
5.19曲線運動的進給機構143
5.20幫助設計替代四連桿機構的羅伯特法則146
5.21曲柄滑塊機構147
第6章齒輪裝置、驅動器和機構6.1齒輪和偏心圓盤在快速轉位機構中的聯合應用150
6.2能實現平滑的停止和運轉、形狀特殊的行星輪151
6.3控制泵行程的擺線齒輪機構153
6.4將旋轉運動轉換為直線運動的機構154
6.5雙電動機行星齒輪機構提供兩種速度並具有良好的安全性154
6.6轉位和間歇機構155
6.75種萬向齒輪機構158
6.8受控的差動驅動160
6.9產生高效、高減速比傳動的柔性面齒輪161
6.10緊湊的轉動時序發生器162
6.11行星齒輪系163
6.12非圓齒輪170
6.13薄金屬板齒輪、鏈輪、蝸桿和棘輪機構174
6.14齒輪變速裝置176
6.15用於齒輪和離合器的轉換機構178
6.16雙蝸輪傳動機構180
6.17螺旋錐齒輪和准雙曲面齒輪的設計181
6.18改進蝸輪嚙合的機械加工方法181
6.19來自減速器的單向輸出183
6.20齒輪傳動五連桿機構的設計184
6.21設計擺線機構的方程188
6.22設計齒輪滑塊機構的曲線和方程191
第7章凸輪、槽輪、棘輪驅動機構7.1凸輪控制的行星輪系196
7.25種行程放大機構197
7.3凸輪曲線生成機構198
7.4凸輪機構的15個應用204
7.5特殊功能的凸輪206
7.6槽輪機構208
7.7改進的槽輪傳動機構212
7.8間歇機構——外槽輪機構的運動學214
7.9間歇機構——內槽輪機構的運動學217
7.10新型轉位星形輪機構挑戰槽輪傳動220
7.11棘齒變速傳動機構223
7.12改進的棘輪機構223
7.13無齒棘輪機構224
7.14棘輪結構的分析225
第8章離合和制動裝置8.1基本的機械離合器228
8.2彈簧纏繞的滑動離合器230
8.3控制滑動的概念使彈簧離合器獲得新的應用233
8.4彈簧帶夾緊來驅動超速離合器234
8.5滑動和雙向離合器的組合來控制轉矩235
8.6多功能滑動離合器236
8.7傳遞恆定轉矩的行走壓力盤238
8.87種超速離合器239
8.9在單向離合器中受彈簧力作用的銷輔助楔塊機構240
8.10滾子離合器240
8.11超越離合器圖例241
8.12超速離合器的10種應用243
8.13楔塊型離合器的應用245
8.14用於精密設備的小型機械離合器247
8.15工位離合器的機構249
8.16電磁離合器和制動器的12種應用251
第9章鎖緊、緊固、夾緊裝置和機構9.116種彈簧鎖、肘節和觸發機構254
9.214種急動機構256
9.3遠程控制鎖緊機構260
9.4可伸縮固定器的插入、鎖緊和輕鬆釋放261
9.5自動釋放載荷的抓鉤261
9.6帶有滾珠制動的快速釋放鎖緊銷262
9.7轉矩撤消時自動閘鎖住起重機262
9.8牢固夾持物體的提升鉗機構263
9.9垂直受力鎖緊機構263
9.10快速釋放裝置264
9.11釋放閂鎖的形狀記憶合金裝置265
9.12圓環使進入適當位置的台式升降機夾緊267
9.13液壓缸內的凸輪爪將板件夾緊267
9.14用於機床和固定設備上的快速作用夾具268
9.15靠摩擦力夾緊的裝置270
9.16用於阻止機械運動的制動器272
9.17精確對齊可調整零件的夾緊裝置274
9.18受彈簧力的卡盤和夾具276
第10章鏈條和帶傳動裝置及機構10.1變速帶和鏈傳動278
10.2與混合帶保持協調的配合281
10.3在不影響速比的情況下改變中心距285
10.4通過電動機的安裝支點來控制張緊力285
10.5帶有襯套的滾子鏈及其改進286
10.6滾子鏈的12種創新性應用288
10.7在鏈傳動中減少跳動的機構292
第11章彈簧、螺紋裝置和機構11.1平彈簧在機構中的應用296
11.2彈簧的12種應用方式298
11.3低轉矩傳動中的彈簧限位機構300
11.4彈簧馬達及典型相關的機構302
11.5空氣彈簧機構304
11.6靠彈簧獲得變化率的機構306
11.7碟形彈簧307
11.8振動控制中的彈簧連桿機構308
11.920種螺紋裝置309
11.10應用螺紋機構的10種方式312
11.117種特殊的螺紋裝置313
11.1214種調整裝置314
11.13長衝程、高解析度線性驅動器315
第12章聯軸器及其連接12.1平行軸的連接318
12.2用於偏心軸連接的新型連桿聯軸器319
12.3圓盤和連桿聯軸器簡化了傳動320
12.4當傳遞轉矩時，內部鎖緊空間框開始彎曲321
12.5偏心銷消除了軸線不重合誤差323
12.6萬向聯軸器以恆速沿45°角傳遞動力324
12.710種萬向聯軸器325
12.8連接轉軸的方法327
12.9連桿聯軸器機構331
12.1010種不同的花鍵連接332
12.1114種把軸套固定到軸上的方法334
12.12多邊形提供更好的連接336
第13章具有特定運動的裝置、機構和機器13.1同步帶、四連桿組成的平滑轉位機構340
13.2轉位和間歇機構342
13.3旋轉運動轉化為往複運動和歇停運動的機構344
13.4實現間歇旋轉運動的摩擦裝置350
13.59種不同的球型直線導軌352
13.6滾珠絲杠將旋轉運動轉化成直線運動354
13.7改變直線運動方向的19種方法355
13.8可調節輸出機構359
13.9換向機構361
13.10計算裝置362
13.11機械動力放大器的6個應用366
13.12變速機械傳動369
13.13變速摩擦傳動裝置381
13.14應用在單向傳動裝置中的彈簧、往複運動小齒輪和滑動球383
13.1518種不同的液體和真空泵385
13.1610種不同泵的設計講解389
13.17泵類術語392
13.18無磨損電動-發電機具有更高的速度和更長的壽命393
13.19海水脫鹽中的能量交換可以提高效率394
13.20二循環發動機提高了效率和性能396
第14章包裝、運輸、處理、安全方面的機構和機器14.1分類、供料和稱量機構398
14.2切割機構402
14.3翻轉機構404
14.4振動機構404
14.57種基本的零件篩選機構405
14.611種零件傳送機構406
14.77種自動傳送機構408
14.8專用機床的傳送機構411
14.9卷繞機的橫向移動機構415
14.10真空拾取定位小球機構417
14.11黏貼來自料盒或滾筒的標籤的標籤機417
14.12高速黏合機418
14.13機器產生工作故障時的自動停機機構424
14.14電子自動停止機構430
14.15機器操作的自動安全機構432
第15章轉矩、速度、張緊和限定控制系統15.1控制系統中差速捲筒的應用436
15.2如何防止反轉438
15.3在印刷機進給中，卡鉗制動器可以保持適當的張緊力439
15.4輔助離合器、制動器的感測器439
15.5防止構架超載的警報裝置440
15.6鋼纜張力的持續觀察440
15.7轉矩限制器用來保護輕載傳動441
15.8防止過載的限制器443
15.9限制軸旋轉的7種方法446
15.10控制拉力和速度的機械系統448
15.11控制張力的傳動裝置452
15.12機器中的限位開關455
15.13自動調速器459
15.14機構的速度控制裝置461
15.15纜線制動系統限制下降速率462
第16章氣動、液動、電動和電子驅動儀器及控制16.1氣缸或液壓缸驅動的機構464
16.2腳控制的制動系統466
16.3氣動的15個應用467
16.4應用金屬膈膜和膜盒的10種方式469
16.5差動變壓器感測裝置471
16.6高速計數器473
16.7永久磁鐵的應用474
16.8電動錘機構477
16.9恆溫機構479
16.10溫度調節機構483
16.11光電控制485
16.12液面指示器和控制器487
16.13利用火藥的動力產生即時的衝力489
16.14離心、氣動、液壓和電動的調速器491
第17章3D數字樣機和模擬17.13D數字樣機和模擬簡介496
17.1.1工程製圖簡史496
17.1.2從黑板到屏幕的過渡497
17.1.3CAD產品特點498
17.1.43D數字模型與快速原型498
17.1.52D圖樣繼續發揮作用499
17.1.63D數字樣機軟體中工具的功能499
17.1.73D數字樣機的文件類型500
17.1.8計算機輔助工程（CAE）501
17.1.9模擬軟體501
17.1.10模擬應力分析502
17.2計算機輔助設計術語503
第18章快 速 原 型18.1構建功能部件的快速原型506
18.2快速原型步驟507
18.3商業快速原型的選擇508
18.4商業的增材RP（快速原型）工藝509
18.5去除法和R＆D實驗室工藝517
第19章機械工程領域新的發展方向19.1微技術在機械工程中的作用522
19.2微機械為機械設計打開一個新領域524
19.3多級製造使複雜且多功能微機電系統(MEMS)成為可能528
19.4電子顯微鏡:微米和納米技術的關鍵工具529
19.5微機電系統電子顯微圖像一覽532
19.6微機電系統執行器——熱力和靜電535
19.7微機電系統晶元成為集成微控制系統536
19.8構成微機電系統的可選擇材料539
19.9製造微小型部件可選擇的一種LIGA方法540
19.10納米技術在科學和工程中的應用542
19.11碳元素作為工程材料的前景544
19.12基於電介質靜電力的納米致動器549
19.13月球電動車——一種月球旅行新概念551
精彩書摘：
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。希望書中圖例的註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。
書中的機構圖和註解都很簡單、有趣，並且充滿智慧，也許書中的某一部分機構可以激發讀者的創造力，使讀者將它們提煉後應用於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。
儘管如此，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後以不同的結構形式和不同的功能應用於其他產品中，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錶、數碼照相機、電子穩定轎車和巡航系統的複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，並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章再生髮電機構和第17章3D數字樣機和模擬。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章是關於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、槓桿、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章是關於運動控制的內容，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並茂的介紹，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章是關於機器人的新探討，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並茂的介紹。另外，對7種移動機器人採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。本書圖文並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，介紹了計算機軟體的最新成果，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，這些軟體可以對產品虛擬模型用不同顏色的"片或塊"來處理，並重新定義它的尺寸，以便完成機械設計，這些設計本身還包含了製造工藝參數。通用的模擬軟體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，而不需要製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，用圖文並茂的方式敘述了國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。當其他一些樣品被製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彙集和更新。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，以及石墨烯應用於透明薄片、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
在關於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。本書圖文並茂地介紹了這些技術，並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後於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、非水力發電廠所佔的比例從現在的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於低價、便於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，但是由於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
近年來計算機軟體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。軟體可以分解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。在產品被製造前，其設計是很容易進行調整的。
虛擬的模擬軟體可以讓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。這些模擬包括機械和物理應力，這些模擬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。這將減少製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於檢查，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。因為可以減少製作樣機的成本，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製造。在熱處理後它們可以獲得與機械加工或鑄造零件相當的強度。快速成型取決於CAD圖中的尺寸，這些尺寸使軟體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於國內外一些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。作為後來的這本書第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範，可以被重複地用於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。
這本書隨後的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。對於製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、學術實驗室和製造商都有網址，可以去網上查找一些特定問題的進一步信息。
關於插圖
除了從早期出版物和從實驗室獲得或製造商提供的一些插圖外，本書的其他插圖均是作者用台式計算機畫的。這些圖來源於書、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，並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
