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1、机械设计学 复 习 要 点 南京工程学院 机械系 张 杰, 机械设计学课程的性质 本课程是一门导论性课程，努力体现科学性，先进性，反映当前设计理论、方法及设计经验，反映设计的创造性本质 。, 机械设计学课程的任务,围绕影响产品竞争力的功能原理设计、实用化设计和商品化设计三个关键设计环节组织教学，并介绍现代设计理论的入门和应用知识，力求使学生具有初步“能提出创新构思并能尽快将其转化为有竞争力的产品”的能力，同时培养学生在产品设计中的竞争意识和创新意识，使学生能更好地适应我国现代化建设中设计工作的需要。,第一章 绪论,要求： 了解设计工作的意义及其重要性；了解设计学的核心内容；了解机械设计学的学科
2、组成；学会画表达设计构思的示意图。,内容： 重点说明设计的意义和重要性，说明“设计学”的核心内容以及“机械设计学”的学科组成。, 人类的一切物质文明都是设计的产物。 人类在进化中自身形成的劳动能力和思维能力构筑了一种特殊的能力创造性设计能力。 设计和制造是密不可分的。设计是核心，制造是基础，两者决不能偏废。 我们必须清醒地认识到，只有改善设计教育、研究和实践，使之和“市场竞争”紧密联系起来，我们的设计工作才能真正发挥对国民经济的重要支持作用。可以说这对中国的未来也是至关重要的。, 设计与科学研究,一个好的产品不能离开科学技术的强大支持，没有高水平的科学研究就没有高水平的设计。但有了高水平的科学
3、研究并不能自然就有高水平的产品设计。设计和科研并不是一回事，两者的出发点、目标和结果不同，如图1-F1所示。, 近代设计科学的重大发展,一、“设计学”的三个发展阶段,1、从古代人类发明工具开始算起，到以16世纪达芬奇的创造活动为顶点。算作是直觉设计阶段。 2、从1854年德国学者劳莱克斯(Reuleaux.F)算起，因其机械制造中的设计学一书，建立了“机械设计”的基本体系。尽管这一阶段的“设计学”其实只是“机械学”，忽略了“设计学”的核心是“功能”。无论如何“机械学”的发展对于“设计学”来说是一个重要的基础，不断支持和推动“设计学”的发展。这一阶段前期可以说是一种经验设计阶段，后期可以说是半经
4、验半理论设计阶段。,3、从1947年美国工程师麦尔斯(L.D.Miles)提出“功能”的概念算起，逐步形成了现代“设计学”的核心内容。“功能”思想的提出和发展；“人机学”思想的形成和发展；“工业设计”学术体系的发展和成熟。 这一阶段可以说是半理论半经验设计阶段。 对于机械学的发展，20世纪的学者认为有三 个里程碑： 运动学设计(1940年以前)； 动力学设计(1940年以后在运动学设计中加入了动力学设计)； 现代设计(20世纪70年代以来，现代设计理论的发展，但此里程碑还未公认)。,二、近代“设计学”的重大发展,对于“设计学”来说，真正激动人心是三项“设计学”核心技术的萌芽和发展。,1、“功能
5、”(Function)思想的提出和发展,1947年，美国工程师麦尔斯（此人创立了“价值工程”）提出了“顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能”的富有哲理性的名言。明确说明了“功能”是产品的核心。,2、“人机学”(Ergonomics，Human Factor)思想的形成和发展,对“人机学” 的研究已经从生理、心理发展到思想感情，从按钮、手柄发展到环境、情绪。 人关系是客观事实，也是不可能被自动化代替的真实领域。 “人机学”的思想已经涉及整个企业的“工业工程”。 “宜人”的宗旨已经成为现代机械设计不能丝毫疏忽的观念。,3、“工业设计”(Industrial Design)学科体系的发展和成
6、熟,第二次世界大战前德国的“包豪斯”(Bauhaus)正确地总结了工业产品设计的原则，提出了“技术第一，艺术第二”的正确口号，从此“工业设计”走上了正确的发展道路。 工业设计的根本目的是为了达到人、产品和环境的适应和协调。更明确地说，“工业设计”的目的是为了人。 上述三个方面，是近代“设计学”的三个有深远影响的重大发展，它们成为了“机械设计学”的核心内容。,“机械设计学”的学科组成可以分成三大部分 第一部分是“功能原理设计”。这一部分是用“功能”概念来认识、分析、和设计机器的功能原理。 第二部分是“实用化设计”。这部分首先是以“总体设计”为主线，以“结构设计”为骨架， “实用化设计”的核心是要
7、使产品具有优良的“性能”，从实用的角度使产品“好用”。 第三部分是“商品化设计”。这部分是产品进入市场前的精心打扮，这一步工作的前提是要有商品化的基础，也就是要有先进的功能原理和优越的实用化性能。,设计是人的创造性活动,设计第一步是“认识需求”，由此决定要设计一种装置来满足它。“认识需求”有时是一种很高创造性的活动。, 机械设计概述 设计包含了人类一切物质文明的创造过程，我们讨论的是设计领域中属于“机械设计”的部分。,第二步是“目标界定”。基本目的是把需求限定在某种确定的方面，并限定满足需求的一些特殊的技术要求和特性，以便在下一步寻求解决这一特定问题的解法。,第三步是“问题求解”（或称为综合）
8、。就是我们说的“功能原理设计”，应该把各种可能的解法尽可能多地收集起来，供下一步分析比较。这是至关重要的一步。,第四步是“分析和优选”,第五步是“评价决策”。这是最困难的一步。,第六步是“表达”。设计的表达有：“写”、“说”和“画”。 其中：“画”是最重要的表达方式，这里所说的“画”是指用笔画的示意图(Sketch)，这种方式用来表达任何构思都是很好的手段。应该指出我们应该重视这种画图能力的培养,第七步是“实现”。实现的手段是实用样机，在商品化设计阶段，实现的手段就是产品样机。实现的最后标准是市场，市场是检验设计成功与否的唯一标准。,这七个设计步骤是指当人们进行创造性构思时的一种最原则性的步骤。 设计从一开始立项就有其真实的目的，即创造出有物理真实性的东西，作出一种产品来投入市场竞争。因此我们研究的是针对面向市场的产品设计，更多地注重产品的功能原理的构思和创新，以及随后的实用化和商品化处理。, 从设计构思的角度看，上述七个步骤可以归纳为三大步，即创意、构思和实现。,创意的重点在于新颖性； 构思的重点在于创造； 实现的重点在于验证构思的合理性。,第一章作业题：,1.试预测在家电产品中，下一代可能风行市场的新产品将会是什么？ （该题属于产品方向预测，要求陈述预测理由） 2.试预测下一代自行车或者摩托车产品的技术特色是什么？ （该题属于技术方向预测，要求陈述预测理由）,
