产品设计与开发.doc

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1、1新产品开发的意义在于以下几点。（1）开发新产品是企业生存和发展的根本保证。（2）开发新产品能够更好地满足人们日益增长的物质和文化生活要求。（3）开发新产品是提高企业竞争能力的重要手段。（4）开发新产品是提高企业经济效益的重要手段2简述成功产品开发的特点。成功的产品开发可以为企业带来丰厚的利润，通常从下面5个方面评估产品开发工作的效果。1产品质量好2产品成本低3开发时间短4开发成本低5开发能力强有如下三项功能几乎总是产品开发的中心。（1）营销：营销功能在企业与顾客之间起中介作用。 （2）设计：设计功能在定义最能满足消费者需求的产品的实物形态时，发挥着领导作用。 （3）制造：制造功能主要负责设计

2、并运行生产系统，以便生产产品。 3产品开发中工业设计的原则1功能性的原则：功能性就是指产品适宜于人的使用。它是衡量产品设计的一条最基本的原则，也是产品存在的依据。 2创新性的原则：创新性是产品设计的一个重要前提，任何产品的发展，都是建立在创新的基础上的，包括对原有产品设计的完善。 3语义性的原则：语义性是指事物具有被他人认知的可能性，是运用材料、构造、造型、色彩等来表达产品存在的依据和语义。 4美学的原则：这是一项难以度量的标准，但却又是客观存在的标准。5以人为本的原则：产品不仅应当给消费者提供使用上的方便，同时也应当给使用者提供心理上的慰藉和精神上的享受。 6理性的原则：优秀的产品设计应当从

3、整体构思到细节的处理都符合逻辑，即从使用功能到美学效果，都应当具有符合逻辑的一致性。 7简洁的原则：简洁的原则就是将产品的造型化简到极致，即所谓的“简洁主义”。 8生态平衡的原则：产品设计的宗旨在于创造一种优良的生活方式，而生态与环境是这种生活方式最基本的前提。 4简述新产品的定义与特点。我国对新产品的定义：新产品必须是利用本国或外国的设计进行试制或生产的工业产品。新产品的结构、性能或化学成分比老产品优越。就全国范围来说，是指我国第一次试制成功的新产品。就一个部门、地区或企业来说，是指本部门、本地区或本企业第一次试制成功的新产品。 新产品具有以下特点： （1）先进性：从技术上看，新产品由于在一

4、定程度上应用了新的科学技术、新的材料、新的工艺、新的原理，所以新产品大多数具有了新技术的特征。 （2）时效性：任何新产品都要随着消费者的需要、产品的市场周期和使用条件的变化而变化。 （3）独特性：任何新产品都具有独特的加工工艺、独特的结构、独特的材料、独特的造型形态、独特的使用方法。 （4）系统性：新产品的诞生要求企业内各个部门的密切配合，如研究开发部门与生产、销售部门的配合。 按照产品研究开发过程来分，新产品可分为全新产品、改进型新产品、模仿型新产品、形成系列型新产品、降低成本型新产品和重新定位型新产品。 1全新产品：全新产品是指应用新原理、新技术、新材料，具有新结构、新功能的产品。 2改进

5、型新产品：改进型新产品是指在原有老产品的基础上进行改进，使产品在结构、功能、品质、花色、款式及包装上具有新的特点和新的突破。 3模仿型新产品：模仿型新产品是指企业对国内外市场上已有的产品进行模仿生产产品，称为本企业的新产品。 4形成系列型新产品：形成系列型新产品是指在原有的产品大类中开发出新的品种、花色、规格等，从而与企业原有产品形成系列，扩大产品的目标市场。 5降低成本型新产品：降低成本型新产品是以较低的成本提供同样性能的新产品，主要是指企业利用新科技，改进生产工艺或提高生产效率，削减原产品的成本，但保持原有功能不变的新产品。 6重新定位型新产品：重新定位型新产品指企业的老产品进入新的市场而

6、被称为该市场的新产品。 5产品生命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是指产品的市场寿命，即一种新产品从开始进入市场到被市场淘汰的整个过程。PLC分为介绍期（Introduc- tion）、增长期（Growth）、成熟期（Mature）、衰退期（Decline）四个阶段，如图1-2所示。1介绍（投入）期：新产品投入市场，便进入介绍期。 2成长期：这时顾客对产品已经熟悉，大量的新顾客开始购买，市场逐步扩大。 3成熟期：市场需求趋向饱和，潜在的顾客已经很少，销售额增长缓慢直至转而下降，标志着产品进入了成熟期。 4衰退期：随着科学技术的发展，新产品或新的代用品的出现，将使顾客的

7、消费习惯发生改变，转向其他产品，从而使原来产品的销售额和利润额迅速下降。于是，产品进入了衰退期。新产品开发策略的类型是根据新产品策略的维度组合而成的。产品的竞争领域、新产品开发的目标及实现目标的措施构成了一个三维的新产品策略。对各维度及维度的诸要素组合，便形成了各种新产品开发策略。几种典型的新产品开发策略如下。 1冒险或创业策略：冒险策略是具有高风险性的新产品策略，通常是在企业面临巨大的市场压力时而采用的。企业常常会孤注一掷地调动其所有资源投入新产品开发，期望风险越大，回报越大。2进取策略：进取策略是由以下要素组合而成的。竞争领域在于产品的最终用途和技术方面，新产品开发的目标是通过新产品市场占

8、有率的提高使企业获得较快的发展；创新程度较高，频率较快；大多数新产品选择率先进入市场；开发方式通常是自主开发；以一定的企业资源进行新产品开发，不会因此而影响企业现有的生产状况。 3紧跟策略：紧跟策略是指企业紧跟本行业实力强大的竞争者，迅速仿制竞争者已成功上市的新产品，来维持企业的生存和发展。 4保持地位或防御策略：保持或维持企业现有的市场地位，有这种策略目标的企业会选择新产品开发的防御策略。 现代设计的4大类要素，分别是：人的要素、技术要素、市场环境要素、审美形态要素。 （1）人的要素：人是产品设计中最基本的要素，是产品设计活动得以形成、实施的关键。 （2）技术要素：产品设计时必须考虑产品结构

9、、生产、材料、加工工艺、表面处理等各种技术问题，才能使产品设计构想变为现实。 （3）市场环境要素：是指设计师在进行设计时的周围情况和条件。 （4）审美形态要素：美可以唤起人的心灵和精神，给人感官以愉悦。 6现代设计的主要特点： （1）系统性：现代设计方法是逻辑的系统的设计方法。 （2）社会性：现代设计开发新产品的整个过程，从产品的概念形成到报废处理的全寿命周期中的所有问题，都要以面向社会、面向市场为指导思想全面地考虑解决。 （3）创造性：现代设计强调激励创造冲动，突出创新意识，力主抽象的设计构思、扩展发散的设计思维、多种可行的创新方案、广泛深入的评价决策，集体运用创造技法，探索创新工艺试验，不

10、断寻求最优方案。 （4）最优化：现代设计重视综合集成，在性能、技术、经济、制造工艺、使用、环境等各种约束条件下，在广泛的学科领域之间，通过计算机以高效率综合集成最新科技成果，寻求最优方案和参数。 （5）动态化：现代设计在静态分析的基础上，考虑载荷谱、负载率等随机变量，进行动态多变量最优化。 （6）宜人性：现代设计强调产品内在质量的实用性，外观质量的美观性、艺术性、时代性，在保证产品物质功能的前提下，要求对用户产生新颖舒畅等精神功能。 （7）智能化：现代设计认为，各种生物在自己的某些领域里具有极高的水平，其中人的智能最高，通过知识和信息的获取、推理和运用，能解决极其复杂的问题。 （8）CA化：现

11、代设计广泛使用计算机使设计计算、绘图、制造、改进一体化，日新月异的功能强大的软件使设计工作面貌不断更新，能够包容的影响设计的因素也日益增多，大大提高了设计的精度、稳定性和效率。修改设计也极为方便。 机械产品设计有以下三个方面的主要任务： 1功能原理设计：功能是某一产品的特定工作能力的抽象化描述。产品的功能原理设计是针对某一确定的功能要求，寻求一些物理效应，并借助于某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理。 2实用化设计：使原理构思转化为具有实用水平的机器。完成从总体设计、部件设计、零件设计到制造施工的全部技术资料。 3商品化设计：产品不只在技术上成功，要保证产品在市场竞争中成功。7产品基

12、本开发流程的6个阶段： 阶段0，计划：规划经常被作为“零阶段”是因为它先于项目的达成和实际产品开发过程的启动。 阶段1，概念开发：概念开发阶段的主要任务是识别目标市场的需要，产生并评估可替代的产品概念，为进一步开发选择一个概念。 阶段2，系统水平设计：系统水平设计阶段包括产品结构的定义、产品子系统和部件的划分。 阶段3，细节设计：细节设计阶段包括产品的所有非标准部件及从供应商处购买的标准部件的尺寸、材料和公差的完整明细表，建立流程计划并为每一个即将在生产系统中制造的部件设计工具。 阶段4，测试和改进：测试和改进阶段包括产品的多个生产前版本的构建和评估。阶段5，产品推出：在产品推出阶段，使用规划

13、生产系统制造产品。 8简述质量功能配置的基本原理与过程。质量功能配置（Quality Function Deployment，QFD）是从质量保证的角度出发，通过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将顾客需求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中，通过协调各部门的工作以保证最终产品质量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客的需求。 产品开发过程的QFD方法步骤1：确认顾客他们是谁？理解设计问题的目标是将顾客的需求转换为关于设计内容的技术性描述。 步骤2：确定顾客的需求顾客想要什么？一般情况下，顾客典型的需求是希望产品能够按预期正常工作，有长的使用寿命，便于维护，外观有吸引力，有最新

14、的科技含量，以及其他许多特点。 步骤3：确定需求的相对重要性谁对应什么？可以通过对每个需求加权重的方法来解决，权重大小反映了要实现每个需求所要花费的努力、时间和金钱的多少。 步骤4：辨别和评价竞争对手别人现在是如何满足顾客需求的？这一步骤的目标是要确定顾客从竞争对手那里得到需求上满足的程度。步骤5：形成工程设计要求如何使顾客的需求得到满足？这一步骤的目标是要形成一系列的工程设计要求，这些要求使用参数形式来表达并能够被测定，而且有指标。 步骤6：把顾客的需求和工程设计要求联系起来如何去测定各种性能？采用一些特定的符号来表达某些参数和顾客需求之间的关系。 步骤7：建立工程指标多少就足够好？这些指标

15、用来评价产品的功能满足顾客需求的程度，首先要了解竞争对手的指标是多少，然后再确定自己新产品的指标应该是多少。 步骤8：确定工程需求之间的关系互相之间是怎样相互倚赖的？ “顾客需求分析”的讨论。 找到需求的目标不仅仅是使顾客满意，而且要刺激他们去购买产品并向别人推荐。Kano的顾客满意度模型勾画出对应产品功能的顾客满意的情况：从反感到喜欢全部呈现出来，如图1-9所示。该图中的三条线分别表示了基本特征、性能特征和刺激特征。 基本特征是指顾客不一定说出来的产品设想功能方面的需求。 性能特征是要用语言表达的。性能越好，产品就越好。 寻找具有刺激特征的需求。具有刺激特性的需求也被称为“wow需求”。 在

16、QFD中，收集刺激性性能和需求信息的三种常用方法：观察、统计和中心小组。（1）观察：大部分新产品都是对现有产品的完善，因此许多需求都可以通过观察顾客使用现有产品的情况来获得。 （2）统计：一般用于收集特定的信息或者征求人们对定义明确的项目的意见。 （3）中心小组：用来帮助人们从精心挑选的潜在消费群体中获得顾客需求。 第2章1设计方法学具体的研究对象有：（1）设计对象：设计对象是一个能实现一定技术过程的技术系统。（2）设计进程：设定技术过程及规划技术系统的边界，确定技术系统的总功能，包括物质功能和精神功能。（3）设计评价：优选多个设计方案的方法是，先根据一定的准则和方法对各方案进行评价，然后按正

17、确的原则和步骤进行决策，逐步求得最优方案。 （4）设计思维：设计是一种创新，设计思维应是创造性思维，创造性思维有其本身的特点和规律，并可通过一定的创造技法来激发人们的创造性思维。 （5）设计工具：把分散在不同学科领域的大量设计信息集中起来，按设计方法学的系统程式分类列表，建立各种设计信息库，通过计算机等先进设备方便快速地调用参考。 （6）现代设计理论与方法的应用：把成批涌现且不断发展的各种现代设计理论与方法应用到设计进程中来，使设计方法学更臻完备。 2什么是技术系统？举例说明技术系统应该具有的分功能单元。 技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。从功能的角度分析，技术系统应具有下列能完

18、成不同分功能的单元： 作业单元，完成转换工作； 动力单元，完成能量的转换、传递与分配； 控制单元，接受、处理和输出控制信息； 检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元； 结构单元，实现系统各部分的连接与支承。 3设计有哪几个工作阶段？1、产品规划阶段 该阶段要进行需求分析、市场预测、可行性分析，确定设计参数及制约条件，最后给出详细的设计任务书（或要求表），以作为设计、评价和决策的依据。 2、方案设计阶段 在功能分析的基础上通过创新构思、搜索探求，优化筛选出较理想的功能原理方案，这是决定产品性能、成本，关系到产品水平及竞争能力的重要阶段。3、技术设计阶段 该阶段是将功能原理方案具

19、体化为机器及零部件的合理结构。相对于方策案阶段的创新设计，技术设计阶段应有更多反映设计规律的合理化设计要求。 （1）总体设计 （2）结构设计（3）商品化设计（4）模块或样机试验4、施工设计阶段 该阶段进行零件工作图、部件装配图的设计，完成全部生产图纸并编制设计说明书、工艺文件、使用说明书等有关技术文件。 4解决问题的逻辑步骤。分析综合评价决策分析：明确问题的本质要求，这是解决问题的前提。 综合：在一定条件下，对未知系统探寻解法的创造性过程，应采用各种方法求得尽可能多的解法。 评价是筛选的过程。用科学方法对多种方案进行比较和评定，同时针对某些方案的弱点进行调整和优化。 决策：在评价的基础上根据已

20、定的目标找出解决问题的最佳解法。 5简述现代设计方法的特点。程式性：研究设计的全过程创造性 ：突出人的创造性，发挥集体智慧，力求探寻更多突破性方案，开发创新产品系统性：强调用系统工程处理技术系统问题优化性：设计的目的是得到功能全、性能好、成本低的价值最优的产品。 综合性：现代设计方法建立在系统工程、创造工程基础上，综合运用信息论、优化论、相似论、模糊论、可靠性理论等自然科学理论和价值工程、决策论、预测论等社会科学理论，同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子计算机技术，总结设计规律，提供多种解决设计问题的科学途径。 计算机辅助设计：计算机将更全面地引入设计。 6简述功能分析法的设计及逻辑步骤。

21、总功能分析 总功能的描述要准确、简洁，合理抽象，抓住本质，这样便于使设计目的明确，思路开阔。分析系统的总功能常采用“黑箱法”。功能分解一般工程系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的系统解。按照系统分解的原则进行功能分解，可通过较简单的功能元去求解。总功能可分解为分功能、二级分功能功能元，并用树状的功能关系图（功能树）表达。 功能元求解机器、仪器中的基本功能元可分为三类：物理功能元、逻辑功能元和数学功能元。求系统原理解：将各功能元解合理组合，可以得到多个系统原理解。可采用形态综合法进行功能元解的组合。求最佳系统原理方案 在众多方案中比较方案一般由粗到细，由定性到定量进行优选。首先进行粗筛选，把

22、与设计要求不符的或各功能元解不相容的方案去除。定性选取比较满意的几个方案后再采用科学的评价方法进行定量评价，从中选出符合没计要求的最佳原理方案。设计工具 1、设计目录：（1）对象目录（2）作业目录（3）解法目录2、知识库：（1）数据库（2）设计词典（3）手册7简述结构方案设计的思路是什么？ 从定性到定量：定性构形,，选材料，再定量确定零件尺寸； 从局部到整体：功能面构形后组合为零件，通过零件间的连接或相对运动构成部件。8系统化设计具有哪些特点？第3章1、产品创新的概念是什么？ 产品创新：新产品在经济领域里的成功运用，包括对现有生产要素进行组合而形成新的产品的活动。2、新产品开发具有的战略意义是

23、什么？ 新产品开发可以成为竞争优势的源泉； 新产品开发可以加强战略优势； 新产品开发能够提高公司形象； 新产品开发的保持企业研究与开发能力； 新产品开发可以充分利用生产和经营资源； 新产品可以提高品牌权益； 新产品开发可以影响人力资源。 3、新产品开发经历哪几个阶段？ 企业从事新产品开发需要经历的三个阶段:(1)技术开发阶段 技术开发是指企业把新思想、新构思转变为新的产品原型或样品的过程。 (2)生产开发阶段 生产开发是指企业把新的产品原形或样品转变为新产品的过程。 (3)市场开发阶段 市场开发是指企业把新产品转变为市场上所需要的新商品的过程。 一个企业能够采用的创新类型基本上分为三种，即先导

24、型、适应型和模仿型。 先导意味着首次踏入某一境地； 适应意味着踏上开拓者的道路，并试图以某种方式对它进行改进； 模仿意味着对一项创新不加改变，照搬照抄。 4、新产品开发组织与一般管理组织比较，在哪些方面应该有所差异？ 1)新产品开发工作必须和现有的程序化工作分离，即应单独组织新技术开发、新产品开发等活动，尽量使它们在组织结构上、在权责上与现有的程序化工作发生较少的联系。 2)从事新产品开发的组织必须具有充分的决策自主权。 3)新产品开发不能给企业带来眼前的利益，因此，对创造性工作的评价基准不能是直接的收益的多与少。 4)新产品开发的管理职权一般应赋予较高层次，甚至直接由组织的最高层级直接负责，

25、可以不纳入一般管理组织的现有等级体系之中。 企业要合理有效地组织新产品开发，必须对新产品开发活动的管理层次、管理职能、组织结构形式和人才构成等问题做出决策。层次决策问题:在设有事业部、超事业部或执行部的分权型企业组织之中，在企业集团之中需要确定由哪一个层次负责新产品开发。职能决策问题:企业内部组织管理新产品开发活动的层次确定以后，就需要决定在已确定的层次上，由谁具体执行组织管理的问题。 产品创新组织形式问题:非等级制的组织形式如矩阵制组织结构是比较有效的产品创新组织形式。名词解析： 功能（在组织术语中）是指一个责任范围，通常包括专业化教育、培训或经验。在产品开发组织中，传统的功能是市场营销、设

26、计和制造。也会有一些比这更好的划分，如市场研究、市场战略、压力分析、工业设计、人力要素工程、流程开发和运作管理。 项目就是某个特殊产品开发流程中的一套活动，如识别顾客需要、生成产品概念等。5、企业新产品开发组织应该包括哪类人才？ 6、简述产品开发团队的组织模式及特点。 根据产品开发团队中成员的管理模式和在项目中承担的职责可以分为四种组织模式，如图3-18所示。图3-18 产品开发的组织模式不同组织模式的特点如表3-3所示。第4章 产品构思与概念设计1开发一个有关城市交通服务的产品设计的概念。2开发一个有关仓库加热系统的产品设计的概念。3运用新技术开发一种新的电动汽车的创意设计。4开车的人都希望

27、汽车的控制手柄容易够到和使用。一种设计方案是将汽车的鸣笛、收音机开关等都设置在方向盘上，但方向盘上安装的控制开关太多，就会挤在一起不便使用。因此，我们应该优先安装哪些控制开关呢？5为“处理草坪上的树叶”生成20个新概念。6什么类型的产品在概念生成过程刚开始时会注重它的形式及产品的用户界面而不注重技术核心？请举出几个例子。7假设10个人单独工作能产生10个完全不同的创意，而10个人共同努力会产生10个类似但质量更高的创意，那么人们应该各自进行，还是共同努力？8集体讨论的优点和缺点是什么？集体讨论是如何提供新产品创意的？第5章 创造技法与创新设计1创造思维的特点和类型有哪些？举三个应用创造性方法的

28、实例。P80答：突破性、独创性 、多向性2列举6种创造技法，并思考其适用的场合？P82答：智力激励法、提问追溯法、联想类推法、反向探求法 、系统搜索法 、组合创新法 3选择一个产品，利用奥斯本核检表方法，使该产品生成三种以上新功能。P83 例5-34创新设计的基本原理和法则有哪些？P88答：基本原理：主动原理 、刺激原理 、希望原理 、环境原理 、多多益善原理 、压力原理 法则：分析与综合法则、还原法则、对应法则、移植法则、离散法则、强化法则、换元法则、迂回法则、组合法则、逆反法则、造型（仿形）法则、群体法则5产品设计过程中，如何才能更好地实现产品创新？P94答：创新设计需要有创造性的工作，在

29、进行创新设计过程中，要运用创造性思维和创造技法，产生大量的创新构思，通过分析、比较、评价，选择最具创造性最可能实现产品化的构思和设计方案。结合创新设计原理、法则，理解创新设计的规律，掌握创新设计的方法，平时注意观察、总结、积累有关创新案例和经验，有利于提高创新能力、推动创新成果的实现。 6综合应用创新设计方法，根据自己专业方向，设计一个新产品或对某种产品进行功能扩展或性能提升。P92答：创新设计方法：移植法 、延伸法、思维的扩展法 、仿生法、仿真与变异法 、自然现象探求法、专利利用法 、机械系统搜索法、功能原理法 、信息交合法第6章反求设计1结合实例说明反求设计的意义。P962何为反求设计？其

30、特点和内容是什么？P96答： 反求设计（Reverse Design，RD），也称为逆向工程或逆向设计。它是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的新模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，也是产品设计下游向设计上游反馈信息的过程，是对产品已有设计的再设计。在本章，反求设计主要指物体反求设计。它是将物体转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称。3简述反求设计的过程。4简述反求设计的局限性。5结合实例，说明在反求设计中，应注意哪些问题。6如何仅测绘原样机而不进行任何改进设计？这样的设计能称为反求设计吗？P97 点评6-1第7章1举例说明何谓横系列、纵系

31、列和跨系列产品。功能和原理相同，结构相同或相似，但结构尺寸、性能规格参数不同的一系列产品称为纵系列产品。主要功能和原理相同，但具有扩展功能和性能的同类变型产品称为横系列产品。采用相同或相似的主要性能参数（例如动力参数），相同的主要基础件和通用零部件，但功能和用途不同，这样形成的不同类变型产品称为跨系列产品。2结合自身体会，简述标准化在工农业生产中的作用及意义。3何谓优先数系列及优先数？简述采用优先数系列的点。4举例说明何谓相似，以及自然界存在哪些相似现象。5物理量相似可分为哪几类？几何相似 时间相似 速度相似 动力相似 温度相似8简述用量纲分析法求解相似准则的基本思想及求解过程。量纲分析法是指

32、通过对系统间特征值量纲进行分析，找出各量之间的一般的相互关系，从而求得相似准则。 例如，牛顿第二定律F=ma，若用量纲表示，则有 或者9以普通螺栓系列产品设计为例，简述相似产品设计的过程。10结合实例说明何谓模块，模块应具有哪些特征。模块是模块化设计和制造的功能单元和结构基础，模块应具备以下三个特征。（1）独立性：相对独立的特定功能，可单独设计、生产、调试、修改、储备等。（2）相容和相关性：具有若干配合要素。（3）互换性：要求结合部位的结构形状和尺寸标准化。11结合实例说明何谓模块化设计，对产品进行模块化有何意义。12简述模块化设计的过程及设计内容。（1）基型产品模块化设计 （功能分析，创建模

33、块）（2）模块的构形设计及技术设计13针对某机电，家具、家电产品，谈谈如何进行模块化设计。下面以某一减速器的模块化设计为例，介绍模块化设计的过程。1根据市场分析确定基型产品及系列型谱与主参数综合分析运输、冶金、化工、轻工等行业的需求情况，确定所开发设计的中小功率通用齿轮减速器系列。例如，单级、二级、三级、平行轴、相交轴等类型，选定的中心距和传动比如下表所示。表 减速器的中心距和传动比主 参 数 单 级 二 级 三 级 中心距 100560 200560 200560 传动比 2.35.5 820 25100 取中心距和传动比的相似比均为1.12，计算单级、二级、三级传动减速器的中心距系列和总传

34、动比系列。 按照平行轴传动（输入和输出轴同侧、两侧）形式，确定减速器的9种装配形式作为纵系列产品，其材料和结构形式相同，参数和尺寸按照相似比确定。 在纵系列基础上，选圆锥齿轮模块来更换圆柱齿轮，形成3种装配形式的横系列产品。2原理方案设计及功能分析减速器的总功能为减速增矩，为此，采用输入轴系、输出轴系、箱体、润滑和密封系统来实现。分解后的功能关系及实现方式如图a和图b所示图a 减速器的功能及分功能结构图b 减速器的功能及实现方式 3确定功能模块 显然，齿轮是关键模块。按照中心距100、112、125、140、160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、560

35、、630、710，将配用的各对齿轮作为通用模块，各级齿轮传动均从其中选取。以此即可确定箱体模块。 对于二级和三级传动，其分传动比根据总传动比遵循接触等强度原则进行分配计算。将齿宽系数、圆锥齿轮的螺旋角、变位系数和模数均取为相同值。4基型产品及扩展型产品设计在系列段中，选定中心距为280的二级、三级减速器基型，其余为扩展型，按照齿轮及轴等计算方法进行结构设计。5主要零部件的模块化设计主要零部件包括输入、输出轴系和箱体系统。在轴的模块化设计中，可将同一种中心距、不同传动比的轴上零件（齿轮、轴承、端盖、密封圈等）安装处的径向和轴向尺寸取为相同值。在箱体的模块化设计中，当中心距相同而传动比不同（单级、

36、二级、三级）时，采用一种箱体模块，二级和三级均采用折返式布置。箱体前后主端面加大端盖（便于安装齿轮），箱体左右侧面和上下面加开端孔。箱体分为卧式和立式安装。6其他完成总装配图、零件工作图的设计，编写设计说明书，进行设计评价。 14查阅相关资料，围绕相似设计或模块化设计写一篇小论文。 第8章1怎样理解工业产品的物质功能、精神功能和物质技术条件三要素的相互依赖、相互制约的关系？2产品造型设计的美学内容表现在哪些方面？功能美 舒适美 规格美 严格精确美 结构美 材质美 工艺美 形态美 色彩美 单纯和谐美3试以一种你熟悉的产品为例，分析该产品是否符合造型设计的基本原则，在哪些方面具备造型设计的美学内容

37、？4在产品开发设计过程中，造型设计要完成哪些工作？为什么造型设计不能脱离工程技术设计独立地进行？1调研及市场定位。2造型设计及表达。3完善及改进设计。造型设计不是独立进行的，必须与工程技术设计相结合。在产品开发设计的全过程中，造型设计与工程技术设计应至始至终自始至终同步地、交叉地、互相参与地进行。5产品造型的形态要素有哪些？试分析大客车车身装饰线的运用及给人的视觉感受。点、线、面、体、色彩、肌理是构成一切形态的基本要素，称为形态要素。6什么是造型的形式法则？包括哪些基本内容？7造型中的均衡与稳定指的是什么？如何提高产品的视觉稳定性？均衡是指造型物前后、左右的相对轻重关系，稳定是指造型物上下部间

38、的轻重关系。支承面越大、重心越低且越靠近支承面中点，则稳定性越好。但视觉重心往往与实际重心不重合，视觉重心与造型物各部分的量感分布有关。8产品造型设计在变化中求统一和在统一中求变化各有哪些基本手法？试举出一个通过对比增强变化的实例。统一通常采用的方法是对造型物的线型、形体、色彩、材质进行调和、呼应、过渡、韵律等处理。造型中的变化是指利用造型要素的差异性，求得在统一完整的基础上体现局部的特点，使造型更加活泼动人，具有视觉美感。9什么是色彩的三要素？色相、纯度、明度确定色彩的状态，称为色彩的三属性，或称为色彩三要素。 10产品色彩设计应注意哪些基本要求？试选一种工业产品，分析其色彩设计的优劣。1色

39、彩符合产品的功能要求，是产品色彩设计的重要原则，往往居于主导地位。2色彩应适合结构和工艺特点。3色彩设计应符合统一与变化、均衡与稳定、尺度与比例等形式法则。4色彩应体现产品的时代性和消费群体的差异性 。第9章 第10章有限元方法1.试说明有限元法解题的主要步骤。P177答：结构的力学模型简化单元划分和插值函数的确定单元特性分析整体分析（单元组级）解有限元方程计算应力、应变。2单元刚度矩阵和整体刚度矩阵各有什么特征?3在单元刚度矩阵和整体刚度矩阵中，每一项元素的物理意义是什么?P169 P177中 为单元刚度矩阵从方程中可以得出这样的物理概念，即单元刚度矩阵中任一元素可以理解为第 个节点位移分量

40、对第s个节点力分量的贡献。 4试说明如何按虚位移原理导出有限元法的计算公式。P171 虚功原理法5单元的形函数具有什么性质？ 6构造单元位移函数应遵循哪些原则？7在对三角形单元节点排序时，通常需要按逆时针方向进行，为什么？8当单元的尺寸逐步缩小时，单元内的位移、应变和应力具有什么特征？第11章可靠性设计1何为机械产品的可靠性？研究可靠性有何意义？P184答：可靠性是产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。这其中的两个规定具有数值的概念。一个数值是“规定时间”内，它具有一定寿命的数值概念，不能认为寿命越长越好，要有一个最经济有效的使用寿命。另一个数值是“规定功能”，它说的是保持功能参数

41、在一定界限值之内的能力，不能任意扩大界限值的范围。2.何为可靠度？如何计算可靠度？P184答：产品的可靠度是时间的函数，用概率来表示。如果产品的寿命为T （随机变量），则产品在时刻的可靠度为 ，这个随机事件的概率，即3.何为失效率？如何计算？失效率与可靠度有何关系？P186答：失效率又称为故障率，表示当产品已工作到时刻的条件下，在后续阶段的单位时间内发生失效的条件概率（取的极限值）。其数学表达式为 4.可靠性分布有哪几种常用分布函数？试写出它们的表达式。P189答：（1）离散型随机变量的分布：二项分布泊松分布（2）连续型随机变量的分布指数分布：可靠度函数、失效概率函数、失效概率密度函数都是指数

42、分布。相应地各函数的表达式为：此时产品的平均寿命m为：正态分布失效概率和可靠度分别为对数正态分布分别是分布密度函数和分布函数。也可利用下式将其转化为标准正态分布。韦布尔分布 当时 ， 。韦布尔分布是具有三个参数的连续分布。其中， m 称为形状参数， r称为位置参数， a 称为尺度参数。5.可靠性设计与常规静强度设计有何不同？可靠性设计的出发点是什么？P196答：（1）设计变量的性质不同。常规设计的设计变量是确定数值的单值变量，而概率设计中所涉及的变量为具有多值的随机变量，要以统计数据为基础，它们都服从一定的概率分布。（2）设计变量运算方法不同。常规设计中变量运算为实数域的代数运算，得到的是确定

43、的单值实数，但在可靠性设计中，随机的设计变量间的运算要用概率及其分布函数的数字特征（均值和标准差）的概率运算法则进行。（3）设计准则的含义不同。常规设计中，判断一个零件是否安全，应用安全系数来判断，在计算中未考虑影响零件应力和强度的许多非确定性因素。而在概率设计中，综合考虑了各个设计变量的统计分布特征，定量地用概率表达了所设计产品的可靠程度，因而更能反映实际情况，更科学合理。6为什么按静强度设计法分析为安全零件，而按可靠性分析后会出现不安全的情况？试举例说明。7已知零件受应力 作用，零件强度为 ，如何计算该零件的强度安全可靠度。8某机械零件承受的应力为服从正态分布的随机变量，其均值为196MP

44、a，标准差为29.4MPa，该零件的强度也服从正态分布，其均值为392MPa，标准偏差为39.2MPa，求该零件的可靠度。第14章1.新产品入市决策需要考虑哪些因素？市场进入是作为走向实施的一步看待的，它的决策对于竞争战略会产生重大影响。新产品市场投放时机、规模和共鸣是市场进入的三个重要方面。 新产品的决策由上马、修改、时机、下马四组主要的选择组成。2.如何制定新产品营销计划？营销计划表的一般内容：引言、形势分析、机会和问题概述、战略、经济概述、战术计划、控制、对主要支持性活动的概述、活动程序3.什么是营销信息系统，营销系统分为几个子系统？所谓营销信息系统，是指一个由人员、机器、程序构成的相互

45、作用的综合体。企业借此来及时地、不断地收集、分类、分析、评价和分配准确的内外部信息。以提供营销管理当局作为决策的依据，改进其市场营销计划、执行和控制工作。市场营销信息系统是连接企业经营决策者与营销环境的桥梁。营销信息系统可分为以下四个子系统：内部报告系统、情报系统、研究系统、管理科学系统4.简述新产品竞价过程以及要考虑的因素。新产品定价是将新产品成功导入市场的一个关键因素。在整个新产品的定价过程中，建立适当的目标和策略是很重要的。目标大致可分成三大类：利润导向、销售导向及其他导向，如形象、产品线、尽早收回现金、应付竞争等。新产品定价，并不是千篇一律的，而是市场需求、市场竞争状况、产品特性等特定组合下的最优决策。下图为产品定价的过程。定价目标的考虑因素适当的资本投资报酬率 为了能得到适当的投资报酬率，必须记录每项新产品所需要的资金。一旦决定了资金数额，新产品便可据此定价，以产生一个明确的投资报酬率。预期收益 收益的衡量不应只以总收益为衡量基础，还应同时考虑利润的百分比。这些比率也将显示对于竞争对手的价格策略，以及成本提高时的弹性程度。新产