第1章+机设学-绪论.ppt

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机械设计学机械设计学主讲：

龚中良主讲：

龚中良中南林业科技大学中南林业科技大学20122012年年.春季春季本课程的主要内容本课程的主要内容o第一章：

绪论第一章：

绪论o第二章：

机器的组成及典型机器的功能分析第二章：

机器的组成及典型机器的功能分析o第三章：

机械产品的功能原理设计第三章：

机械产品的功能原理设计o第四章：

机械功能原理的实现第四章：

机械功能原理的实现-机械运动系统的方案设计机械运动系统的方案设计o第五章：

机械产品的实用化设计第五章：

机械产品的实用化设计o第六章：

机械结构设计第六章：

机械结构设计o第七章：

机械产品设计中的几个主要问题第七章：

机械产品设计中的几个主要问题本课程的教学安排本课程的教学安排理论课时理论课时:

26学时学时实验课时：

实验课时：

6学时学时考试形式考试形式:

开卷开卷考试时间：

考试时间：

100分钟分钟总总成成绩：

平时成绩绩：

平时成绩*30%+考试成绩考试成绩*70%平时成绩：

到课情况平时成绩：

到课情况+作业作业课程目标：

培养学生在机械设计中的创新构思和将创课程目标：

培养学生在机械设计中的创新构思和将创新构思迅速转化为竞争力的初步能力。

新构思迅速转化为竞争力的初步能力。

教材名称o推荐教材：

黄靖远、髙志、陈祝林推荐教材：

黄靖远、髙志、陈祝林.机械设计学（第版）机械设计学（第版）.机械工业出版社机械工业出版社,2006.o参考书目：

参考书目：

1（美）乌尔曼（美）乌尔曼著，黄靖远著，黄靖远等译等译.机械设计过程（原书机械设计过程（原书第第3版）版）.机械工业出版社，机械工业出版社，2006.8.2邹慧君主编机械系统设计原理科学出版社，邹慧君主编机械系统设计原理科学出版社，2003.3吕仲文主编吕仲文主编.机械创新设计机械创新设计.机械工业出版社，机械工业出版社，2004第一章绪论二战结束后，世界从军事斗争二战结束后，世界从军事斗争经济竞争经济竞争从经济竞争中理会出一下三点新认识：

从经济竞争中理会出一下三点新认识：

1.人类的一切物质文明都是设计的产物；人类的一切物质文明都是设计的产物；2.设计、科学研究、技术三者出发点、目标和结果不同，设计、科学研究、技术三者出发点、目标和结果不同，因而其过程也不同；因而其过程也不同；3.要为竞争的优势而设计，经济的发展要为竞争的优势而设计，经济的发展主要是市场驱动，主要是市场驱动，而不完全是技术驱动而不完全是技术驱动。

第一章绪论o1-11-1设计与文明设计与文明o1-21-2设计与国家竞争力设计与国家竞争力o1-31-3改善设计工作对我国未来至关重要改善设计工作对我国未来至关重要o1-41-4设计与科学研究设计与科学研究o1-51-5近代设计科学的重大发展近代设计科学的重大发展o1-61-6机械设计的地位与作用机械设计的地位与作用o1-71-7机械设计的任务机械设计的任务o1-81-8功能原理设计、实用化设计和商品化设计功能原理设计、实用化设计和商品化设计1-1设计与文明o自人类进化以来，一切物质文明的产物都体现了人类的创造能力。

自人类进化以来，一切物质文明的产物都体现了人类的创造能力。

在创造性劳动和设计中丰富了物质文明，同时也促进了人类的精在创造性劳动和设计中丰富了物质文明，同时也促进了人类的精神文明的成长。

神文明的成长。

o创造是一种从构思到实现的过程，是为了满足某种需求而进行的创造是一种从构思到实现的过程，是为了满足某种需求而进行的一种人类特有的活动一种人类特有的活动设计。

设计。

o设计不是单纯的思维能力，它必须通过制作产品得以实现设计不是单纯的思维能力，它必须通过制作产品得以实现o设计也不是单纯的制作技能，它必须通过创造性思维创造出过去设计也不是单纯的制作技能，它必须通过创造性思维创造出过去没有或者比过去好的产品。

没有或者比过去好的产品。

物质、精神文明物质、精神文明创造设计能力创造设计能力1-2设计与国家竞争力o经济竞争主要体现在国际市场的商品竞争，而商品竞争经济竞争主要体现在国际市场的商品竞争，而商品竞争说到底是国家间设计与制造水平的竞争；说到底是国家间设计与制造水平的竞争；（我国是制造大我国是制造大国，如远沿海地区大量的代工工厂等，目前正在努力转型国，如远沿海地区大量的代工工厂等，目前正在努力转型）o科技先进和创造性发达并不能直接解决产品的竞争力，科技先进和创造性发达并不能直接解决产品的竞争力，科学和技术必须通过科学和技术必须通过“设计设计”环节才能变成有竞争力的环节才能变成有竞争力的产品。

产品。

oDesigningforcompetitiveadvantage1-3改善设计工作对我国未来至关重要o中国市场是国际市场的一部分；中国市场是国际市场的一部分；o市场的实践才是检验设计好坏的惟一标准；市场的实践才是检验设计好坏的惟一标准；o只有先进制造技术只有先进制造技术落后的高质量产品；（缝纫机）落后的高质量产品；（缝纫机）o只有先进设计技术只有先进设计技术质量很差的先进产品。

（山寨机）质量很差的先进产品。

（山寨机）改善设计教育、研究、实践，并与市场竞争紧密联系改善设计教育、研究、实践，并与市场竞争紧密联系对中国未来至关重要。

对中国未来至关重要。

案例：

o美国加州大学最近做了一个调查：

一个在中国组装生产美国加州大学最近做了一个调查：

一个在中国组装生产的苹果的苹果IPOD播放器在美国市场卖播放器在美国市场卖299美元，苹果总部美元，苹果总部会得到会得到163美元的利润，而中国方面只得到美元的利润，而中国方面只得到4美元的劳美元的劳工费，却产生了工费，却产生了150美元的对美贸易顺差。

美元的对美贸易顺差。

中国利润：

中国利润：

2.4%o其他利润哪里去了？

其他利润哪里去了？

o类似肯德基、麦当劳类似肯德基、麦当劳.1-4设计与科学研究、技术的关系好的设计不能离开科学研究、技术的强大支持（辨证关系）好的设计不能离开科学研究、技术的强大支持（辨证关系）认识片面性，以为有高水平的科研就一定有高水平的设计。

认识片面性，以为有高水平的科研就一定有高水平的设计。

设计、科研、技术的区别设计、科研、技术的区别知识要求知识要求出发点出发点目目标标结结果果科研科研在现有的知识技术基础上，在现有的知识技术基础上，运用假设、分析、实验等运用假设、分析、实验等方法来探讨自然规律方法来探讨自然规律求知欲、求知欲、好奇心好奇心发现自然规律发现自然规律更好地认识更好地认识客观世界客观世界设计设计不仅自然科学，还要工程不仅自然科学，还要工程科学、工程技术、人机学、科学、工程技术、人机学、美学、社会学等美学、社会学等需求需求发明新产品发明新产品创造更好的创造更好的新世界新世界技术技术制造工艺（材料制备、加制造工艺（材料制备、加工、处理）、制作技巧工、处理）、制作技巧制造制造开发新工艺、开发新工艺、新材料新材料制造出更好制造出更好零件和产品零件和产品1-5近代设计科学的重大发展o一、一、“设计学设计学”从古代到现代的三个发展阶段从古代到现代的三个发展阶段11从从古古代代人人类类发发明明工工具具开开始始算算起起：

有有了了原原始始的的功功能能思思想想，力力学学（运运动动学学动动力学）尚未成熟。

力学）尚未成熟。

2218541854年年德德国国劳劳莱莱克克斯斯作作为为起起点点：

建建立立了了机机械械设设计计的的基基本本体体系系，把把设设计计学学分分为为“机机构构学学”和和“机机械械零零件件”两两门门课课程程。

这这一一阶阶段段的的“设设计计学学”其其实实只只是是“机机械械学学”，忽忽略略了了设设计计学学的的核核心心功功能能，而而一一心心一一意意去去研研究究运运动动学学、动力学和强度、断裂、摩擦等问题。

动力学和强度、断裂、摩擦等问题。

3.19473.1947年麦尔斯提出的功能的概念算起。

表现在三个方面：

年麦尔斯提出的功能的概念算起。

表现在三个方面：

“功能功能”思想的思想的提出和被接受、提出和被接受、“人机工程人机工程”学科的兴起以及学科的兴起以及“工业设计工业设计”学科的成熟。

学科的成熟。

二、近代二、近代“设计学设计学”的重大发展：

的重大发展：

二二战战后后，机机构构设设计计取取得得进进一一步步的的发发展展，CADCAD、CAMCAM、CECE（并并行行工工程程）基于信息网络的异地协同快速设计技术发展。

基于信息网络的异地协同快速设计技术发展。

o11“功能功能”思想的提出和发展：

思想的提出和发展：

名言：

顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能名言：

顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能。

功功能能思思想想的的提提出出：

人人们们开开始始打打破破传传统统习习惯惯，寻寻找找不不同同的的原理、结构和外形来实现同一种功能。

原理、结构和外形来实现同一种功能。

（如打印机：

（如打印机：

字头式、针式、激光、喷墨等）字头式、针式、激光、喷墨等）不不同同原原理理与与机机构构实实现现同同一一种种功功能能实实例例：

针针式式、激激光光打打印印机原理举例。

机原理举例。

不同原理机构实现统一功能实例不同原理机构实现统一功能实例1举例举例1：

针式打印针式打印机原理机原理不同原理机构实现统一功能实例不同原理机构实现统一功能实例2举例举例2：

激光打印机原理激光打印机原理22“人机学人机学”（ergonomics）（ergonomics）思想的形成和发展：

思想的形成和发展：

“宜人宜人”的宗旨已经成为现代机械设计不能疏忽的观念。

的宗旨已经成为现代机械设计不能疏忽的观念。

人机工程：

驾驶室对比人机工程：

驾驶室对比宜人的设计实例宜人的设计实例o思考：

为什么不按ABCD顺序排列呢？

33“工业设计工业设计”（industrialdesign）（industrialdesign）学科体系的发展和学科体系的发展和成熟，成熟，技术第一，艺术第二技术第一，艺术第二（为大批量生产的工业产品进（为大批量生产的工业产品进行造型和色彩设计，使产品的视觉形象具有更行造型和色彩设计，使产品的视觉形象具有更“迷人迷人”的的效果。

效果。

外形设计外形设计工业设计目的：

使人、工业设计目的：

使人、产品、环境的适应和协产品、环境的适应和协调。

调。

色彩设计色彩设计工业设计师首先是工业技工业设计师首先是工业技术专家，而不首先是艺术术专家，而不首先是艺术家。

家。

机械设计学三大部分之一：

功能原理设计o1.1.内内容容：

用用功功能能的的概概念念来来认认识识、分分析析和和设设计计机机器器的的功能原理。

功能原理。

o2.2.实质：

原理方案的构思和拟定的过程。

实质：

原理方案的构思和拟定的过程。

o3.3.方法：

以简图或示意图来进行方案构思。

方法：

以简图或示意图来进行方案构思。

举例：

船用抽水机功能原理设计举例：

船用抽水机功能原理设计要求在不利用另外提供动力的前提下，利用船舶自身的要求在不利用另外提供动力的前提下，利用船舶自身的环境条件，将船舱内积水排出。

环境条件，将船舱内积水排出。

（学生思考各种方案，并交流）（学生思考各种方案，并交流）船用抽水机功能原理设计（方案一）船用抽水机功能原理设计（方案一）船用抽水机功能原理设计（方案一）船用抽水机功能原理设计（方案一）船用抽水机功能原理设计（方案三）船用抽水机功能原理设计（方案三）机械设计学三大部分之二：

实用化设计以以总总体体设设计计为为主主线线，以以结结构构设设计计为为骨骨架架，然然后后把把已已经经发发展展成成熟熟了了的的机机械械学学知知识识应应用用于于其其中中，使使结结构构设设计计合合理理化化，最最后后从从人人机机学学的的观观点点，完完善善人人机机接接口口的的设设计计，并并用用适适于于制制造造、装装配配、维维修修、使用维护、避免腐蚀、便于回收等观点加以全面考察。

使用维护、避免腐蚀、便于回收等观点加以全面考察。

o工作：

总体设计、结构设计、选择材料、确定尺寸。

工作：

总体设计、结构设计、选择材料、确定尺寸。

o特点：

从初步设计到详细设计再到设计完善的由粗到细的过程。

特点：

从初步设计到详细设计再到设计完善的由粗到细的过程。

o要求：

明确、简单、安全可靠、掌握和遵循其内在规律和一般原要求：