hq第一章第二章華僑大學機械設計學PPT參考課件

1、2021/3/10,授課：XXX,1,華僑大學機電學院 余龍2021/3/10,授課：XXX,2,第一章 緒論,2021/3/10,授課：XXX,3,小游戲：硬幣穿孔,有這樣一張紙，在紙中間有一個大小正好相當于5角硬幣的圓孔。請問：如果不把紙弄破，如何才能使1元錢的硬幣從這個孔中穿過？,2021/3/10,授課：XXX,4,第一節(jié) 機械產(chǎn)品設計的重要性,隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)日趨復雜，產(chǎn)品設計在整個生命周期內(nèi)占有越來越重要的位置。通常，產(chǎn)品的設計成本只占產(chǎn)品總成本的5%，而往往決定70%80%的產(chǎn)品總成本。我們所處的二十一世紀是市場經(jīng)濟國際化、全球一

2、體化的世紀，產(chǎn)品競爭是國際化的競爭，競爭日益加劇。為了適應這一需要，世界各國普遍重視提高產(chǎn)品的設計水平，以增強產(chǎn)品競爭力。 產(chǎn)品設計的根本目的就是要創(chuàng)新產(chǎn)品，滿足市場需求和占領(lǐng)更大市場。產(chǎn)品設計本身是創(chuàng)造性的勞動，設計的本質(zhì)是創(chuàng)新。因此，重視創(chuàng)新設計是增加機械產(chǎn)品競爭力的根本途徑。,2021/3/10,授課：XXX,5,設計與文明,人類的物質(zhì)文明和精神文明都是設計的產(chǎn)物！,“倉廩實而（則）知禮節(jié)，衣食足而（則）知榮辱”,出自春秋時期輔佐齊桓公成為第一霸主的管仲之口,人類所有的物質(zhì)和精神文明都是經(jīng)由人類預先的設想和計劃得以實現(xiàn)。,2021/3/10,授課：XXX,6,設計與國家競爭力,2021/

3、3/10,授課：XXX,7,中華民族是勤勞智慧的民族，我國古代的指南針、造紙、印刷術(shù)和火藥的發(fā)明，曾對世界科技進步作過巨大的貢獻。我國的科技曾處于世界領(lǐng)先水平，我國的經(jīng)濟曾經(jīng)走在世界前列。 有人曾作過測算，1820年中國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）是當時世界GDP總量的32.4，居世界首位。此后一路下跌：1890年降為13.2，1919年又降為9.1，到1950年時下降到7。一個曾經(jīng)是世界上經(jīng)濟實力最強的國家，到了新中國成立前夕竟然淪為世界上最貧窮的國家。 中國落后的原因是多方面的，其中重要的原因之一就是我國科技創(chuàng)新能力的衰退。,2021/3/10,授課：XXX,8,關(guān)鍵技術(shù)的自給率低,關(guān)鍵技術(shù)大

4、部分來自進口： 工程機械高技術(shù)產(chǎn)品80%以上； 數(shù)控機床70%；石油化工裝備76%； 集成電路芯片制造設備80%； 光纖制造裝備100%； 通訊、半導體、生物、醫(yī)藥和計算機行業(yè)60%90%； DVD產(chǎn)量占全球70%以上，但沒有掌握核心專利技術(shù)； 彩電、手機和微機的CPU都是掌握在別人手里。,2021/3/10,授課：XXX,9,第二節(jié) 近代設計科學的重大發(fā)展 一、“設計學”從古代到現(xiàn)代的三個發(fā)展階段 第一階段：由于生產(chǎn)、生活和戰(zhàn)爭的需要，推動了各種簡單工具及武器的發(fā)明，為實現(xiàn)某種功能目標而發(fā)明的某種器械，其中所用知識涉及初步的材料力學和力學原理，這一時期的設計體現(xiàn)個人設計藝術(shù)的天才。如：中國的

5、水排，指南車等。這一時期以16世紀達芬奇的創(chuàng)造活動為頂點產(chǎn)生原始的功能思想。達芬奇構(gòu)思的齒輪、螺旋為當時設計的最高水平。 第二階段：1854年德國的勞登萊克(Rodenacker)提出將力學和機械制造作為機械設計學的基礎，這一時期作為機械學各分支學科如(機械原理與零件、機構(gòu)學、磨擦學、疲勞壽命等)發(fā)展迅速，這一時期的設計方法實質(zhì)上就是機械學，而忽略了其核心內(nèi)容“功能”。當然，這一時期機械學的發(fā)展為以后機械設計學的發(fā)展提供了堅實的理論基礎。,2021/3/10,授課：XXX,10,第三階段：以1947年美國的麥爾斯(L.D.Miles)重新提出“功能”的概念為起點，這一時期，對設計學有深遠影響的

6、三個重要學科內(nèi)容被提出，并逐漸發(fā)展和成熟。即：(1)“功能”思想的重新提出和發(fā)展，(2)“人機工程學”思想的形成與發(fā)展，(3)“工業(yè)設計”學術(shù)體系的發(fā)展和成熟。從此開始，人們逐漸研究設計學的內(nèi)涵，并成立了一些世界性組織，如歐洲設計研究組織（WDK），從此，設計學作為一門新興學科，快速發(fā)展起來。,2021/3/10,授課：XXX,11,二、近代“設計學”的重大發(fā)展 l “功能”(Function)思想的提出和發(fā)展“適人” 2 “人機學”(Ergonomics，Human Factor)思想的形成和發(fā)展-“宜人” 3“工業(yè)設計”(Industrial Design)學科體系的發(fā)展與成熟-“迷人”

7、以上三項是近代設計學發(fā)展的核心內(nèi)容。 同時：價值工程、優(yōu)勢理論、CAD/CAM技術(shù)、可靠性技術(shù)、有限元、優(yōu)化、并行工程等技術(shù)都推動設計學的發(fā)展。,2021/3/10,授課：XXX,12,三、近代設計在國外,20世紀50年代初，聯(lián)邦德國有感于“Made in USA”產(chǎn)品充斥德國市場，提出“關(guān)鍵在于設計”，63-64年舉行全國性的“薄弱環(huán)節(jié)在于設計”的研討。 20世紀60年代后，日本開始有關(guān)設計方法和CAD的研究，并改進工程技術(shù)教育，產(chǎn)品開發(fā)更新速度驚人。 美國人二戰(zhàn)后始終以科技大國自居，57年10月4日前蘇聯(lián)衛(wèi)星上天，受到一次強烈沖擊；80中后期到90年代作為汽車大國的美國，到處跑的都是日本汽

8、車，日本電器產(chǎn)品也占主導地位，美國人才恍然大悟，提出“為競爭的優(yōu)勢而設計”,2021/3/10,授課：XXX,13,四、現(xiàn)代機械設計在中國,早在20世紀20年代，中國的一些工科大學就開設了機械設計課程，主要由外籍教授講授。 50年代以后，全面引進了當時蘇聯(lián)的機械原理和機械零件教材以及全面的教學手段(習題、模型、實驗、課程設計) 。其教學內(nèi)容基本上類同于德國的學術(shù)體系。 進入70年代以后，世界各先進工業(yè)國家逐漸認識到面對世界市場競爭，人們手中的重要武器就是“設計”。它們很早就把“設計學”從“機械學”中分列出來，并逐漸發(fā)展了各有持色的面向市場競爭的設計技術(shù)和設計教育體系,2021/3/10,授課：

9、XXX,14,到80年代我們還沒處理好“機械學”和“設計學”的關(guān)系，那時的學術(shù)氣氛非常濃厚，到處可以聽到達到或超過世界先進水平、填補國內(nèi)空白、國內(nèi)首創(chuàng)的說法。 面對21世紀、我們必須清醒地認識到，只有改善設計教育、研究和實踐，使之和“市場競爭”緊密聯(lián)系起來，我們的設計工作才能真正發(fā)揮對國民經(jīng)濟的重要支持作用。這對中國的未來是至關(guān)重要的。,2021/3/10,授課：XXX,15,第三節(jié) 機械設計的原則和基本程序 一、機械設計原則 在設計工作中應遵循如下基本原則： (1)實用性原則 又稱功能明確原則。主要表現(xiàn)為機器應具有明確合理的功能，能完成一定的功能。 實用性-市場需要,2021/3/10,授課

10、：XXX,16,(2)創(chuàng)造性原則 創(chuàng)造性設計是機械設計最基本的特點。設計者只有大膽創(chuàng)新，才能有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所改進。 設計者應處理好創(chuàng)新和繼承的關(guān)系，在繼承的基礎上重新。 創(chuàng)新 建立優(yōu)勢 才能贏得市場競爭,2021/3/10,授課：XXX,17,(3)可靠性原則 可靠性是衡量機械產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個重要指標。是產(chǎn)品功能實現(xiàn)的關(guān)鍵！ (4)優(yōu)化原則 設計者初步判定的設計方案或模型常是原始的，并且有經(jīng)驗性的，必須經(jīng)過推理、分析和計算，使設計成果達到當代科學技術(shù)的先進水平和該產(chǎn)品制造及使用條件的最佳水平（價值最優(yōu)），在技術(shù)、經(jīng)濟等方面，經(jīng)全面分析和計算而達到最優(yōu)化的結(jié)果。,2021/3/10,授

11、課：XXX,18,(5)安全性原則 機械產(chǎn)品的不安全因素常會導致機械和人身事故，甚至造成重大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。 (6)經(jīng)濟性原則 產(chǎn)品的經(jīng)濟性好壞是產(chǎn)品具有市場競爭力的一個重要方面，主要表現(xiàn)又在確保產(chǎn)品功能的前提下，盡力降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟效益。 (7)評價審核原則 機械設計是一個復雜的工作過程，涉及到很多因素和方面，因而設計過程也是一種信息加工、處理分析、判斷決策和修正的過程。,2021/3/10,授課：XXX,19,二、機械設計的基本程序 1、機械設計的類型 機械設計按其創(chuàng)新程度可分為以下三種類型（德國學派）： (1)開發(fā)性設計 在全部功能或主要功能的實現(xiàn)原理和結(jié)構(gòu)未知的情況下

12、，運用成熟的科學技術(shù)成果所進行的新型的機械產(chǎn)品設計。 (2)適應性設計 在主功能的實現(xiàn)原理或者結(jié)構(gòu)方案保持基本不變的情況下，增補或減少產(chǎn)品的某些功能，或局部更改某些功能的原理或結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品適應特定的使用條件或者用戶特殊要求所進行的設計。 老產(chǎn)品改進、引進消化、仿造,2021/3/10,授課：XXX,20,(3)變型性設計 在功能原理和結(jié)構(gòu)都保持不變的情況下變動產(chǎn)品部分零部件的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，擴大規(guī)格或補齊系列，以滿足更大范圍功能參數(shù)需要的設計，又稱變參數(shù)設計。變型性設計是產(chǎn)品系列化的手段。,美國學派則把設計分為兩類 1）創(chuàng)新設計 2）更新設計,2021/3/10,授課：XXX,21,2

13、、機械設計的基本程序 其基本程序可以分為四個階段： 1）設計規(guī)劃：機械設計首先必須明確任務和要求。 2）方案設計：就是新產(chǎn)品的功能原理設計 3）技術(shù)設計：其任務是將功能原理方案具體化，尋求機器及其零部件的合理結(jié)構(gòu)。 4）施工設計：其主要內(nèi)容是完成產(chǎn)品制造所需的全部圖樣和技術(shù)文件,2021/3/10,授課：XXX,22,3.機械產(chǎn)品設計的步驟 從綜合的角度看機械產(chǎn)品設計可以歸納為三大步-即創(chuàng)意、構(gòu)思和實現(xiàn)。 創(chuàng)意的重點在于新穎性，但這種新穎性必須具有潛在的需求。 構(gòu)思的重點在于創(chuàng)造即要構(gòu)思一種新的技術(shù)方向或功能原理來實現(xiàn)某創(chuàng)意。 實現(xiàn)的重點在于驗證構(gòu)思的合理性，可以通過模型或樣機來檢驗構(gòu)思和設計

14、的合理性。,2021/3/10,授課：XXX,23,創(chuàng)意,構(gòu)思,實現(xiàn),認識需求,界定目標,求解問題,分析和優(yōu)選,評價與決策,表達,實現(xiàn),概念設計,功能原理設計,可行和不可行性報告,模型,樣機,市場檢驗,2021/3/10,授課：XXX,24,連點的方法,如圖，一筆畫出4根直線把9個點連接起來。你能做到嗎？,2021/3/10,授課：XXX,25,2021/3/10,授課：XXX,26,一、功能原理設計 實質(zhì)是：原理方案的構(gòu)思與擬定過程。此階段應用創(chuàng)造性 思維，加上借鑒前人有效的設計經(jīng)驗，尋求滿足功能要求的原 理性方案。如何借鑒前人的設計？學習、參觀、實踐、實驗 1.一個待設計的產(chǎn)品或系統(tǒng)要考慮

15、那些因素呢？ 輸入量、輸出量、特性、空間尺寸，以及相應的約束條件， 可以用黑箱來表示并求解未知的機械系統(tǒng)。,第四節(jié) 機械設計中的幾個主要環(huán)節(jié),2021/3/10,授課：XXX,27,2.功能原理設計的表達方式： 主要用簡圖和示意圖來表達功能原理方案的構(gòu)思。 如：原油抽油機的換向機構(gòu)： 1 電機換向、 2 機械換向（曲柄、摩擦、行星） 船用自動抽水機的原理方案設計。 3.功能原理設計是一個形象思維與邏輯思維推理過程 功能原理設計是創(chuàng)新和開發(fā)設計的關(guān)鍵階段。從本質(zhì) 上決定了機械設計水平。 功能原理試驗階段：模型試驗，證明構(gòu)思的可行性。,2021/3/10,授課：XXX,28,二.實用化設計-原理方

16、案的結(jié)構(gòu)化 確定所需零件的材料、形狀、尺寸、加工方法及總體布局。 該階段涉及到如下技術(shù)問題：如：材料學、工藝學、精度、 設計計算方法、制圖、實驗和測試技術(shù)。 實用化設計還要涉及到總體布局和一系列外圍問題，除應 用創(chuàng)新性思維活動外，更多的是分析和校核工作，但不應局限 在零件設計水平上，而應該更多考慮功能的可靠性，制造及裝 配工藝性，使用性能及成本,所以實用化設計是一個多循環(huán)的， 由初級階段向高級階段發(fā)展的設計階段。 該設計階段可以衡量一位設計師的水平(基本功）。,2021/3/10,授課：XXX,29,該設計階段有如下要求： 1.安全、可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長； 2.設計者要控制相關(guān)因素在

17、各自規(guī)定的范圍內(nèi)，如應力、變形、 振動、腐蝕、重量、體積、成本等； 3.要求遵循以下的設計原理： 等強度原理、合理力流原理、變形協(xié)調(diào)原理、力平衡原理、 自補償原理、穩(wěn)定性原理； 4.實驗：實用化設計階段要做樣機實驗（測試各項性能指標， 如強度、剛度、可靠性、振動、穩(wěn)定性、噪音、抗腐蝕， 以便發(fā)現(xiàn)問題和修改設計）。,2021/3/10,授課：XXX,30,三、商品化設計 此階段要注意以下三個方面內(nèi)容： 技術(shù)方面-設計原理和技術(shù)參數(shù)的先進性（材料、工藝、精度、性能、壽命、可靠性等）。 經(jīng)濟方面-實施費用和可能取得的經(jīng)濟效益之比，（技術(shù)經(jīng)濟分析或價值分析）。 社會方面-社會效益，如提高社會生產(chǎn)力，推

18、動技術(shù)進步，增加社會福利，環(huán)保要求。（具體講，如：造型設計，人機關(guān)系，附加功能，維修性，互換性，回收性，售后服務。） 從價值工程角度-機械設計應以功能分析為核心，以科學的分析計算方法為工具，用最低的成本實現(xiàn)必須的功能。,2021/3/10,授課：XXX,31,第五節(jié) 機械設計的思維特點和方法特點 前面講到，設計是一個創(chuàng)新的過程，是在多種相互矛盾的需求和約束條件下反復進行協(xié)調(diào)和折衷的過程。 從思維角度：設計是針對總功能目標的發(fā)散性思維和收斂求解的交替過程，是一種多解問題求優(yōu)的思維過程。,海闊天空 九九歸一,2021/3/10,授課：XXX,32,一、設計是一個創(chuàng)新和綜合的過程 1、創(chuàng)新需要充分發(fā)

19、揮設計人員的三種能力： 抽象思維（抓住問題的本質(zhì)） 創(chuàng)造性思維（求多解） 形象思維（頭腦設計階段） 創(chuàng)新是建立在科學的基礎之上，沒有科學基礎甚至背離它去搞所謂的創(chuàng)新是徒勞無益的，如永動機。 2、信息的交流與綜合是創(chuàng)新的前提 （如：要充分利用信息高速公路），所以創(chuàng)新是在繼承基礎上的創(chuàng)新。,2021/3/10,授課：XXX,33,二、設計是一格迭代過程（即信息反饋、反復求優(yōu)的過程） 三、設計過程是在約束條件下求優(yōu)過程（約束優(yōu)化問題） 包括：方案優(yōu)化、設計參數(shù)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化和整體 布局方案優(yōu)化。 （設計者要善于協(xié)調(diào)設計要求和各種約束條件之間的關(guān)系， 從中尋求相對最優(yōu)解，不是理想最優(yōu)解）。,四、機

20、械設計過程是求解一個待定的技術(shù)系統(tǒng)的過程,2021/3/10,授課：XXX,34,（人類幾千年的發(fā)展史一直伴隨著機械構(gòu)思和機械設計，從石刀、石斧的石器時代到目前的衛(wèi)星、飛船的太空時代，構(gòu)成了機械設計發(fā)展史。） 自然、社會、科技文化都影響著機械設計的發(fā)展（農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事等需求導致科學和設計的發(fā)展，促進社會物質(zhì)文明建設，引起社會生活的變化。高科技反過來促進設計理論和設計手段的發(fā)展）。 如：一戰(zhàn)，飛機，非洲自給自足的部落社會 二戰(zhàn)，飛機，導彈，V-1，V-2，原子彈，潛艇,第六節(jié) 機械設計的發(fā)展簡史,2021/3/10,授課：XXX,35,機械設計經(jīng)歷了一個逐漸發(fā)展的過程 總體上看，機械的發(fā)展由簡

21、到繁，由粗到精。 （ 第一次工業(yè)革命：蒸汽機； 第二次工業(yè)革命：計算機； 第三次工業(yè)革命：低溫超導的應用）。 在一系列工業(yè)革命中，機械設計大致經(jīng)歷了三個階段： 直覺設計階段 ： 人們從自然現(xiàn)象中得到啟發(fā)（如魯班），全憑直覺來 設計和制造工具和設備，逐漸轉(zhuǎn)向分析機械的工作原理。 與數(shù)學結(jié)合，產(chǎn)生力學和機械學。,2021/3/10,授課：XXX,36,經(jīng)驗設計階段： 自17世紀以來，人們開始運用經(jīng)驗公式來解決設計中的 一些問題，如材料強度，結(jié)構(gòu)件的應力和強度、機器功率及 成本等。直到19世紀，人們還不能提出更多的設計理論與方 法來指導各類設計。20世紀初才出現(xiàn)了設計圖紙，直到今天， 各國的設計者多

22、數(shù)仍采用圖紙設計法。 特點：主要是依靠個人的才能和經(jīng)驗，運用一些基本設 計計算理論，借助類比、模擬和試湊等方法來進行設計， 因此，設計僅能滿足基本的功能要求，局限性大、周期長， 不易實現(xiàn)最優(yōu)。,2021/3/10,授課：XXX,37,半理論半經(jīng)驗設計階段 特點：該階段設計理論主要集中在揭示具體設計對象 的內(nèi)在機理上，還未能將設計作為一門學科來研究。 （設計的成功與失敗與設計者的經(jīng)歷，經(jīng)驗有緊密的 聯(lián)系。對許多具體設計對象的內(nèi)在機理的研究很不成 熟，設計帶有很大的條件性和經(jīng)驗性。如：滑動軸承 設計，只能依靠驗算P和PV值）。 此階段的設計方法未能完全將局部與系統(tǒng)，定性 與定量，靜態(tài)與動態(tài)，技術(shù)與

23、經(jīng)濟，技術(shù)與美學 統(tǒng)一 起來。,2021/3/10,授課：XXX,38,此階段的理論研究工作包括： 材料應力-應變理論，疲勞理論，材料蠕變理論，流體 潤滑和彈性流體動力潤滑，摩擦磨損理論，斷裂力學，可靠 性分析。 分析計算帶有很多假設條件，應用了很多經(jīng)驗公式。 關(guān)鍵零件的實驗研究（如軸的強度問題），零件的標準 化，部件的通用化和系列化，都可以提高設計速度、設計質(zhì) 量、降低成本。 所以加強設計理論和方法的研究，可以減少設計的盲目 性，提高設計效率和質(zhì)量，使設計向理論設計階段發(fā)展。 未來的理論設計階段：應是智能化的無紙化設計，CAD-CAM,2021/3/10,授課：XXX,39,設計的發(fā)展過程為

24、： 運動學設計強度設計剛度設計動力設計學 穩(wěn)定性設計熱力學設計摩擦學設計動態(tài)設計 疲勞設計CAD專家系統(tǒng)人工智能設計。） 設計發(fā)展的總趨勢： 近幾十年，每10年知識翻一番，在新興學科和技術(shù) 不斷涌現(xiàn)、科學的交叉與綜合、新的理論和方法不斷出 現(xiàn)的基礎上： 分析，計算，試驗從宏觀走向微觀； 設計從靜態(tài)走向動態(tài)； 方案設計從單目標設計走向多目標設計； 設計周期越來越短。,第七節(jié) 機械設計的現(xiàn)狀和展望,2021/3/10,授課：XXX,40,（設計的發(fā)展體現(xiàn)在如下4個方面） 一、產(chǎn)品功能原理的發(fā)展 產(chǎn)品功能直接受科技發(fā)展的影響，如：電子管半導體半導體元件超集成化。低溫超導使磁懸浮列車產(chǎn)生飛躍。功能原理

25、的創(chuàng)新一方面源于科技進步，一方面源于設計者的創(chuàng)造性思維。 二、產(chǎn)品質(zhì)量的提高 科技進步對產(chǎn)品質(zhì)量的提高起著主要的作用，如：新材料 （發(fā)動機缸體，飛機，.），新工藝等。 產(chǎn)品質(zhì)量包括以下兩方面內(nèi)容： 基本性能：運動和動力特性，操作性能，經(jīng)濟性能等、 適應能力：對工況、條件的適應能力，如：物料形狀尺寸、 溫度、濕度、粘度、載荷、速度、加速度、振動等。 （對產(chǎn)品上述行為的研究將有助于質(zhì)量的提高。）,2021/3/10,授課：XXX,41,三、設計方法和手段的發(fā)展 傳統(tǒng)的設計方法占去了設計時間的3/4，而采用CAD設計 可以很快完成結(jié)構(gòu)設計和參數(shù)優(yōu)化分析，可以存儲、調(diào)用、查 閱大量資料和信息。專家系統(tǒng)

26、將使CAD更加完善） 四、機電液一體化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 機械工業(yè)發(fā)展方向為：信息化、柔性化、智能化，集中體 現(xiàn)為機電液一體化。 一體化的特點： 自動檢測、自動數(shù)據(jù)處理（運算，判斷，存儲記憶）、 自動顯示、自動調(diào)節(jié)、控制、診斷、自動保護，使人機關(guān) 系發(fā)生根本性變化，向智能化方向發(fā)展。,2021/3/10,授課：XXX,42,第八節(jié) 概念設計,一、什么是概念設計 概念設計是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標的設計活動，它表現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊到清晰、由具體到抽象的不斷進化的過程。概念設計即是利用設計概念并以其為主線貫穿全部設計過程的設計方法。概念設計是完整而全面的設計

27、過程，它通過設計概念將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設計。,2021/3/10,授課：XXX,43,概 念 設 計,例子 ： 1、現(xiàn)有的挖掘機。 2、概念挖掘機。,概念設計不同于現(xiàn)實中真實的產(chǎn)品設計，概念產(chǎn)品的設計往往具有一定的超前性，它不考慮現(xiàn)有的生活水平、技術(shù)和材料，而是在設計師能力所能達到的范圍來考慮人們未來的產(chǎn)品形態(tài)，它是一種針對人們的潛在需求的設計。,2021/3/10,授課：XXX,44,產(chǎn)品功能的概念化,產(chǎn)品概念的可視化,概念設計商品化,概念設計,二、概念設計的目的： 在產(chǎn)品開發(fā)的前期對將要進入市場的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設計進行全方位的驗證，提出新的功能

28、和創(chuàng)意，探索解決問題的方案，并為將來新產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、廣告宣傳和上市銷售做好充分準備。,2021/3/10,授課：XXX,45,在產(chǎn)品概念設計的前期，將產(chǎn)品的功能劃分、市場定位、目標客戶、價格區(qū)間等概念，用草圖的形式確定下來。產(chǎn)品功能的概念化是設計師在概念設計中最艱巨的任務。 產(chǎn)品功能的概念化的實質(zhì)就是要提出問題，即在解決問題之前首先弄清目前存在那些問題，有什么問題需要在設計中解決，找出構(gòu)成這些問題的主要因素，提出解決問題的設想和方案，這樣才能準確地把握我們將要做的產(chǎn)品概念設計的風格與形式。,1、產(chǎn)品功能的概念化,2021/3/10,授課：XXX,46,2、設計概念的可視化,就是把文字和草圖

29、形式的產(chǎn)品概念定義，通過圖樣與樣機模型轉(zhuǎn)化為更直觀、更容易被普通人所理解的可視化形態(tài)。也就是把設計概念具象化的表現(xiàn)出來，使原來“無形”的概念成為“有形”的概念產(chǎn)品。 這些概念設計圖樣或模型可以用于企業(yè)各部門在開發(fā)過程中的協(xié)調(diào)與溝通。也可用來征求目標客戶和企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)與銷售等部門的意見，經(jīng)過對各方面的意見收集與研討，最終得到的結(jié)論可以作為一個產(chǎn)品設計定型的決策依據(jù)。,2021/3/10,授課：XXX,47,這款新型的MP3播放器，既保持小巧的身姿，又能夠兼顧CD 音樂媒體，大部分時候它都像是普通的MP3播放器一樣工作，但是如果你想聽一下CD的時候，只需要將CD插入插槽，通過一端的轉(zhuǎn)軸將CD光盤固

30、定住，它就可以讀取CD上的音樂了。,MP3播放器,2021/3/10,授課：XXX,48,就是把一個富有創(chuàng)意的概念設計轉(zhuǎn)化為真正的商品，在概念設計的前期，人們對創(chuàng)新的期待與需求賦予了設計師很大的自由創(chuàng)作空間，而在概念設計商品化的過程中，設計師往往不得不對原來的概念產(chǎn)品設計進行必要的修改，把一個概念產(chǎn)品變成具有市場競爭力的商品，并大批量的生產(chǎn)和銷售之前有很多問題需要解決，工業(yè)設計師必須與結(jié)構(gòu)設計師、市場銷售人員密切配合，對他們提出的設計中一些不切實際的新創(chuàng)意進行修改。對于概念設計中具有可行性的設計成果也要敢于堅持自己的意見，只有這樣才能把設計中的創(chuàng)新優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。,3、概念設計的商品化,20

31、21/3/10,授課：XXX,49,概念設計的作用和特點,概念設計最主要的作用在于產(chǎn)品設計的創(chuàng)新，若沒有新的創(chuàng)意，概念設計就失去了意義。一個合格的設計師在進行設計之前都會對自己將要設計的產(chǎn)品設定一個新的產(chǎn)品概念定義，這個新的概念定義一般都會包含較大的范圍，目的是在初期的創(chuàng)意階段不會受到過多的束縛從而使設計更有新意。如，電話機（信息傳遞機械）的設計。 概念設計的最大特點就是創(chuàng)新和標新立異，概念設計要有創(chuàng)造性，設計師可充分發(fā)揮自己的潛力進行設計創(chuàng)新。,2021/3/10,授課：XXX,50,概念飛行汽車,大城市堵車現(xiàn)象嚴重，廣闊天空就是未來開發(fā)的對象，這輛“G440 概念飛行汽車”可能就是未來交通

32、工具的雛形。,它有四個渦輪、7個座位、可垂直離開地面和登陸。操作簡化更接近汽車操作，當然它不會像客機或直升機那樣飛的很高，以低空飛行為主。,2021/3/10,授課：XXX,51,普通機床,電 風 扇,割 草 機,返回,2021/3/10,授課：XXX,52,數(shù)數(shù)看有幾個黑點！,2021/3/10,授課：XXX,53,授課：XXX,54,2021/3/10,第二章 機器的組成及典型機器的功能分析,2021/3/10,授課：XXX,55,現(xiàn)代機器的定義： 機器是由兩個或兩個以上相互聯(lián)系配合的構(gòu)件所組成的聯(lián)合體，通過其中某些構(gòu)件的限定的相對運動，能將某種原動力或運動轉(zhuǎn)變，以執(zhí)行人們預期的工作，在人

33、或其它智能體的操作和控制下，實現(xiàn)為之設計的某種或某幾種功能。,第一節(jié) 機器的定義,2021/3/10,授課：XXX,56,一、傳統(tǒng)的觀點看機器的組成 二、從不同的角度看機器的組成 三、從功能觀點看機器的組成,第二節(jié) 機器的組成,2021/3/10,授課：XXX,57,“任何機器是由原動機、傳動機和工作機三部分組成的?！?馬克思 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，又增添了控制器。,第二節(jié) 機器的組成,一、傳統(tǒng)的觀點,2021/3/10,授課：XXX,58,即： 原動機 傳動機 機器 工作機 機械裝置 控制器 電子控制系統(tǒng),一、傳統(tǒng)的觀點,第二節(jié) 機器的組成,2021/3/10,授課：XXX,59,1）從機構(gòu)學的角度看，機器是由各種基本機構(gòu)組合而成的。 2）從結(jié)構(gòu)學的角度看，機器是一系列基本構(gòu)件組裝而成的。 3）從專業(yè)的角度看，常常以主要部件特征來看機器的組成。（專用部件和通用部件組成）,二、從不同的角度看機器的組成,第二節(jié) 機器的組成,2021/3/10,授課：XXX,60,汽車的組成,圖2-1 汽車的組成 1-底盤 2-發(fā)動機 3-車身,2021/3/10,授課：XXX,61,圖2-2 車床組成圖 1床身 2尾座 3刀架 4主軸箱 5進給箱 6床腿 7溜板箱,CA6140車床,2021/3/10,授課：XXX,62,三、從功能觀點看機器的組成,早在1947年美國的一位