《现代设计方法》PPT课件.ppt

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1、现代设计方法主讲教师：张洪丽共共7979页页2 2有关本课程的说明有关本课程的说明1.1.课程属性课程属性 本课程为必修课、考查课。本课程为必修课、考查课。3.3.课时分配课时分配 该课程总课时该课程总课时3636，学分，学分2 2，其中，理论教学，其中，理论教学3030学时，总复习学时，总复习2 2学时，考试学时，考试2 2学时，机动学时，机动2 2学时。学时。4.4.考核方式考核方式 本课程期末考试为闭卷考试，最终成绩为平时成绩和期末考本课程期末考试为闭卷考试，最终成绩为平时成绩和期末考试成绩，其中平时成绩占试成绩，其中平时成绩占20%20%，期末考试成绩占，期末考试成绩占80%80%。平

2、时成绩包括课堂考勤平时成绩包括课堂考勤50%50%、平时作业、平时作业50%50%。2.2.教材教材 所选教材为钟志华编写的现代设计方法。所选教材为钟志华编写的现代设计方法。共共7979页页3 31 绪绪 论论1.2 1.2 1.2 1.2 现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容1.1 1.1 1.1 1.1 概述概述概述概述1.3 1.3 1.3 1.3 学习现代设计方法的意义与任务学习现代设计方法的意义与任务学习现代设计方法的意义与任务学习现代设计方法的意义与任务 共共7979页页4 4第一讲：第一讲：uu内容提要内容提要内容提要内容提要u

3、u设计、传统设计、现代设计；设计、传统设计、现代设计；设计、传统设计、现代设计；设计、传统设计、现代设计；uu现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容；uu学习现代设计方法的意义与任务。学习现代设计方法的意义与任务。学习现代设计方法的意义与任务。学习现代设计方法的意义与任务。uu重点难点重点难点重点难点重点难点uu传统设计与现代设计的区别和联系；传统设计与现代设计的区别和联系；传统设计与现代设计的区别和联系；传统设计与现代设计的区别和联系；uu设计的概念及内涵。设计的概念及内涵。设计的概念及内涵。设计的概念及内涵。uu学习目标学习目标学习目标学习

4、目标uu了解设计的内涵了解设计的内涵了解设计的内涵了解设计的内涵 ；uu掌握传统设计与现代设计的区别和联系；掌握传统设计与现代设计的区别和联系；掌握传统设计与现代设计的区别和联系；掌握传统设计与现代设计的区别和联系；uu了解本课程的主要内容及学习本课程的意了解本课程的主要内容及学习本课程的意了解本课程的主要内容及学习本课程的意了解本课程的主要内容及学习本课程的意 义与任务。义与任务。义与任务。义与任务。共共7979页页5 5概概 述述设计？设计方法？设计所涉及的领域？共共7979页页6 6概概 述述 英国前首相撒切尔夫人对工业设计曾有一句非常精辟的论英国前首相撒切尔夫人对工业设计曾有一句非常精

5、辟的论断断:“:“对于工业设计一分的投入，可以产生一千分的回报对于工业设计一分的投入，可以产生一千分的回报”美国工业设计协会做过调查，美国平均工业设计每投入一美国工业设计协会做过调查，美国平均工业设计每投入一美元，其销售收入为二千五百美元；美元，其销售收入为二千五百美元；日本日立公司的统计数字也表明，每增加一千亿日元的销日本日立公司的统计数字也表明，每增加一千亿日元的销售额，工业设计的作用就占售额，工业设计的作用就占51%51%，而技术改造的作用仅占，而技术改造的作用仅占12%12%。工业设计的创新，必然会给产品带来丰厚的利润共共7979页页7 7概概 述述 从给出的合理的目标参数出发，通过各

6、种方法和手段创从给出的合理的目标参数出发，通过各种方法和手段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。造出一个所需的优化系统或结构的过程。国际工业设计学会国际工业设计学会(International Council Societies(International Council Societies of Industrial Design):of Industrial Design):设计是一种创造性活动，它的目的设计是一种创造性活动，它的目的在于决定产品的包括性能、过程、服务及整个生命周期各个在于决定产品的包括性能、过程、服务及整个生命周期各个方面的品质，以获得一种使生产者和消费者都能满意的整体

7、。方面的品质，以获得一种使生产者和消费者都能满意的整体。一、设计的概念及内涵一、设计的概念及内涵共共7979页页8 8 设计的的基本内涵：设计的的基本内涵：(1)(1)需求是设计的动力源泉需求是设计的动力源泉 (2)(2)设计的本质是创造性的设计的本质是创造性的 (3)(3)设计是先进生产力的代表设计是先进生产力的代表 (3)(3)设计是以技术性、经济性、社会性、艺术性为目标设计是以技术性、经济性、社会性、艺术性为目标概概 述述共共7979页页9 9概概 述述工业设计的特征：工业设计的特征：(1)(1)需求特征需求特征(2)(2)创造性特征创造性特征(3)(3)程序特征程序特征(4)(4)时代

8、特征时代特征共共7979页页1010国家体育场国家体育场“鸟巢鸟巢”世界上独一无二的钢世界上独一无二的钢结构设计结构设计“鸟巢鸟巢”概概 述述共共7979页页1111世界上最大的膜结构工程世界上最大的膜结构工程“水立方水立方”概概 述述共共7979页页1212北京奥运会闭幕式北京奥运会闭幕式“记忆之塔记忆之塔”由长江液压研制生产由长江液压研制生产 概概 述述共共7979页页1313概概 述述二、产品设计的重要性和产品开发所面临的挑战产品设计的重要性产品设计的重要性 (1)设计直接决定产品的功能和性能设计直接决定产品的功能和性能 (2)设计对企业生存和发展具有重大意义设计对企业生存和发展具有重大

9、意义 (3)设计直接关系人类的未来及社会发展设计直接关系人类的未来及社会发展共共7979页页1414概概 述述市场全球化和企业竞争的加剧，使产品开发面临以下挑战市场全球化和企业竞争的加剧，使产品开发面临以下挑战 (1)产品试销售期明显缩短、产品开发周期极大缩短；产品试销售期明显缩短、产品开发周期极大缩短；(2)产品品种数急剧增加；产品品种数急剧增加；(3)设计对象越来越复杂设计对象越来越复杂 (4)设计过程越来越复杂设计过程越来越复杂 (5)对设计产品的要求越来越高对设计产品的要求越来越高 (6)设计风险加大设计风险加大共共7979页页1515 制造的灵魂是设计，设计的灵魂是创新制造的灵魂是设

10、计，设计的灵魂是创新。这就意味着设。这就意味着设计是从无到有，从不足到完善的一个创造性的活动。设计的计是从无到有，从不足到完善的一个创造性的活动。设计的内容很广泛，几乎涉及到人类所有的创造活动，机械设计、内容很广泛，几乎涉及到人类所有的创造活动，机械设计、建筑设计、服装设计以及如今的产品造型设计等等。完成一建筑设计、服装设计以及如今的产品造型设计等等。完成一个设计方案就需要一定的设计思想和方法（随着社会的进步、个设计方案就需要一定的设计思想和方法（随着社会的进步、科学技术的发展，设计已形成一门完整的体系），并且这些科学技术的发展，设计已形成一门完整的体系），并且这些思想和方法随社会的发展而变化

11、，因而有了思想和方法随社会的发展而变化，因而有了“传统设计传统设计”与与“现代设计现代设计”的概念。的概念。概概 述述共共7979页页1616概概 述述1 1、设计发展的基本阶段、设计发展的基本阶段 1)1)直觉设计阶段直觉设计阶段 从自然现象中直接得到启示，或从自然现象中直接得到启示，或凭人的直观感觉来设计制作工具。凭人的直观感觉来设计制作工具。2)2)经验设计阶段经验设计阶段 有经验的人将自己的经验或构思有经验的人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。3)3)半理论半经验设计阶段半理论半经验设计阶段 以理论计算和长期设计以理论计算和长

12、期设计实践形成的经验、公式、图标、设计手册等作为设计依实践形成的经验、公式、图标、设计手册等作为设计依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。三、现代设计与传统设计三、现代设计与传统设计共共7979页页1717 4)4)现代设计阶段现代设计阶段 设计工作实现设计自动化和精密计算。设计工作实现设计自动化和精密计算。同时，对产品的设计不仅考虑产品本身，还要考虑对系统和同时，对产品的设计不仅考虑产品本身，还要考虑对系统和环境的影响；不仅考虑技术领域，还要考虑社会、经济等因环境的影响；不仅考虑技术领域，还要考虑社会、经济等因素；不仅考虑当前，还要

13、考虑长远发展。素；不仅考虑当前，还要考虑长远发展。概概 述述共共7979页页1818概概 述述 “现代设计现代设计”与与“传统设计传统设计”只是相对的概念（随着时间只是相对的概念（随着时间的流逝，它们之间的差别会逐渐消失，当前的现代设计将成的流逝，它们之间的差别会逐渐消失，当前的现代设计将成为传统的）。二战以后，电子计算机技术及相关技术的发展为传统的）。二战以后，电子计算机技术及相关技术的发展和成熟是现代设计方法产生的前提。和成熟是现代设计方法产生的前提。共共7979页页1919（1）设计方案的表达工具）设计方案的表达工具手工绘图、手工绘图、AutoCAD。概概 述述1.传统设计与现代设计比较

14、传统设计与现代设计比较 共共7979页页2020概概 述述共共7979页页2121概概 述述共共7979页页2222概概 述述共共7979页页2323概概 述述共共7979页页2424概概 述述共共7979页页2525概概 述述共共7979页页2626概概 述述共共7979页页2727（2）工程问题的解析求解）工程问题的解析求解传统设计的计算依赖工程问传统设计的计算依赖工程问 题的解析求解方法、现代设计是题的解析求解方法、现代设计是CAE技术。技术。概概 述述共共7979页页2828概概 述述共共7979页页2929概概 述述共共7979页页3030（3）传统设计）传统设计串行设计；现代设计串

15、行设计；现代设计并行设计。并行设计。概概 述述传统顺序设计过程模型传统顺序设计过程模型共共7979页页3131概概 述述并行设计过程模型并行设计过程模型共共7979页页3232概概 述述2.现代设计的产生现代设计的产生 二战以后，电子计算机技术及相关技术的发展和成熟是二战以后，电子计算机技术及相关技术的发展和成熟是现代设计方法产生的前提。现代设计方法产生的前提。共共7979页页3333（1）新的设计工具）新的设计工具CAD、CAE技术。技术。概概 述述3.现代设计方法的范畴现代设计方法的范畴 （2）新的设计思想）新的设计思想机电产品造型设计、可靠性设计和机电产品造型设计、可靠性设计和 优化设计

16、。优化设计。（3）另外，摩擦学设计方法、人机工程学设计方法、绿色）另外，摩擦学设计方法、人机工程学设计方法、绿色 产品设计方法。产品设计方法。共共7979页页34342.产品设计理论与方法产品设计理论与方法机电产品造型设计机电产品造型设计现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容四、本课程讲述现代设计方法的内容四、本课程讲述现代设计方法的内容1.计算机辅助设计计算机辅助设计CAD 4.优化设计优化设计 5.机械可靠性设计机械可靠性设计3.计算机辅助工程计算机辅助工程CAE共共7979页页3535现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容1 1、计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(CAD

17、)计算机辅助设计计算机辅助设计是指在设计活动中，利用计算机作为工是指在设计活动中，利用计算机作为工具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。是具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。是人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、降低成具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、降低成本等特点。本等特点。CAD CAD集成化是当前集成化是当前CADCAD技术发展的一个重要方面，形式之技术发展的一个重要方面，形式之一是将一是将CADCAD和和CAMCAM集成为一个集成为一个CAD/CAMCAD/CAM系统

18、。系统。共共7979页页3636现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容2 2、工业造型设计工业造型设计 工业产品造型设计工业产品造型设计是指利用艺术手段按照美学法则对工是指利用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型设计，使产品在保证使用功能的前提下，具业产品进行造型设计，使产品在保证使用功能的前提下，具有美的、富于表现力的审美特性。具有以下三个显著特征：有美的、富于表现力的审美特性。具有以下三个显著特征：1)1)实用性特征实用性特征 体现使用功能，适合目的性，先进性和体现使用功能，适合目的性，先进性和可靠性，具有现代科学技术的功能美。可靠性，具有现代科学技术的功能美。2)2)科学性特征科

19、学性特征 体现先进加工手段的工艺美，反应大工体现先进加工手段的工艺美，反应大工业自动化生产和科学性的严格和精确美。业自动化生产和科学性的严格和精确美。3)3)艺术性特征艺术性特征 应用美学法则体现形体美、色彩美、材应用美学法则体现形体美、色彩美、材料美，体现人、产品和环境的整体和谐美。料美，体现人、产品和环境的整体和谐美。共共7979页页3737现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容3 3、有限元法有限元法 有限元法有限元法是以计算机为工具的一种现代数值计算方法。是以计算机为工具的一种现代数值计算方法。不仅用于工程中复杂的非线性问题不仅用于工程中复杂的非线性问题(如结构力学、流体力学、如

20、结构力学、流体力学、热传导、电磁场等热传导、电磁场等)的求解，而且还用于工程设计中复杂结构的求解，而且还用于工程设计中复杂结构的静态和动力学分析，并能精确地计算形状复杂的零件的应的静态和动力学分析，并能精确地计算形状复杂的零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力的分析力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力的分析工具。工具。国际上研制了功能完善的有限元分析软件，如国际上研制了功能完善的有限元分析软件，如ANSYSANSYS和和AbaqusAbaqus等，带有强大的前处理和后处理。等，带有强大的前处理和后处理。共共7979页页38384 4、优化设计、优化设计 优化设计亦称为

21、最优化设计，是以数学规划理论为基础，优化设计亦称为最优化设计，是以数学规划理论为基础，以电子计算机为辅助工具，将设计问题按规定的格式建立数以电子计算机为辅助工具，将设计问题按规定的格式建立数学模型，并选择合适的优化算法，选择或编制计算机程序，学模型，并选择合适的优化算法，选择或编制计算机程序，然后通过计算机自动获得最优设计方案。然后通过计算机自动获得最优设计方案。现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页3939现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容5 5、可靠性设计、可靠性设计 可靠性可靠性(Reliability)(Reliability)是衡量产品质量的重要指标之

22、一，是衡量产品质量的重要指标之一，是指产品在限定的条件下、规定的时间内完成规定功能的能是指产品在限定的条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。力。可靠性设计是指在产品设计过程中，在预测与预防产品可靠性设计是指在产品设计过程中，在预测与预防产品所有可能发生故障的基础上，通过采用相应的设计技术，使所有可能发生故障的基础上，通过采用相应的设计技术，使所设计的产品符合规定的可靠性要求。所设计的产品符合规定的可靠性要求。共共7979页页4040现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容6 6、虚拟设计虚拟设计 虚拟现实虚拟现实(Virtual Reality,VR)(Virtual Reality,V

23、R)是采用计算机技术和多是采用计算机技术和多媒体技术，营造一个逼真的具有视、听、触等多种感知的人媒体技术，营造一个逼真的具有视、听、触等多种感知的人工虚拟环境，使置身于该环境的人通过各种多媒体传感交互工虚拟环境，使置身于该环境的人通过各种多媒体传感交互设备与这一虚构的环境进行实时交互作用，产生身临其境的设备与这一虚构的环境进行实时交互作用，产生身临其境的感觉。感觉。虚拟设计虚拟设计的基本构思是用计算机来虚拟完成整个产品开的基本构思是用计算机来虚拟完成整个产品开发过程。在计算机上建立产品模型，并进行各种分析，改进发过程。在计算机上建立产品模型，并进行各种分析，改进产品设计方案，用数字化形式代替传

24、统实物原型试验，在数产品设计方案，用数字化形式代替传统实物原型试验，在数字状态下进行产品静态和动态分析，再进行集成改进。字状态下进行产品静态和动态分析，再进行集成改进。共共7979页页4141现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容7 7、价值工程价值工程 价值工程价值工程是以功能分析为核心，以开发创造性为基础，是以功能分析为核心，以开发创造性为基础，以科学分析为工具，寻求功能与成本的最佳比例，以获得最以科学分析为工具，寻求功能与成本的最佳比例，以获得最优价值的一种设计方法或管理科学。在市场激烈竞争中，只优价值的一种设计方法或管理科学。在市场激烈竞争中，只有功能齐全、性能好、成本低的产品才

25、有优势。有功能齐全、性能好、成本低的产品才有优势。价值是产品功能与成本的综合反映，可用数学式表示：价值是产品功能与成本的综合反映，可用数学式表示：V价值价值(Value)(Value)F功能评价功能评价(Function)(Function)C总成本总成本(Cost)(Cost)价值工程包括价值工程包括价值价值、功能功能、成本成本三个要素。三个要素。共共7979页页4242现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容8 8、模块化设计、模块化设计 模块模块是一组同时具有相同功能和结合要素而具有不同性能或是一组同时具有相同功能和结合要素而具有不同性能或用途甚至不同结构特征但能互换的单元。用途甚至

26、不同结构特征但能互换的单元。产品模块化的思想是将某一产品按一定的规则分解为不同的、产品模块化的思想是将某一产品按一定的规则分解为不同的、有利于产品设计、制造及装配的许多模块，然后按照模块来组织有利于产品设计、制造及装配的许多模块，然后按照模块来组织产品和生产。产品和生产。模块化设计模块化设计是对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划是对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能或功能相同但性能不同、块进行选择和组合，就可以构成不同功能或功能相同但性能不

27、同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。共共7979页页4343现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容9 9、反求工程反求工程 反求工程反求工程是针对消化吸收先进技术的一系列工作方法和是针对消化吸收先进技术的一系列工作方法和应用技术的组合，包括设计反求、工艺反求、管理反求等各应用技术的组合，包括设计反求、工艺反求、管理反求等各个方面。它以先进产品的实物、如软件个方面。它以先进产品的实物、如软件(图样、程序、技术图样、程序、技术文件等文件等)或影像或影像(图像、照片等图像、照片等)作为研究对象，应用现代设作为研究对象，应用现代设计的理论方

28、法以及生产工程学、材料学和有关专业知识进行计的理论方法以及生产工程学、材料学和有关专业知识进行系统的分析研究，探索并掌握其关键技术，进而开发同类产系统的分析研究，探索并掌握其关键技术，进而开发同类产品。这样的产品开发模式称为品。这样的产品开发模式称为反求工程反求工程(Reverse(Reverse Engineering,RE)Engineering,RE)。共共7979页页44441010、绿色设计、绿色设计 绿色设计绿色设计(Green Design)(Green Design)也称为生态设计也称为生态设计(Ecological(Ecological Design)Design)、环境设计

29、、环境设计(Design for Environment)(Design for Environment)等。其基本等。其基本思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求品设计中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响最小。使产品对环境的影响最小。绿色设计绿色设计的核心是的核心是3R(Reduce3R(Reduce，ReuseReuse，Recycle)Recycle)。绿色设计的主要内容包括：绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择与绿色产品设计的材料选

30、择与管理管理、产品的可拆卸性设计产品的可拆卸性设计、产品的可回收性设计产品的可回收性设计。现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页4545实例：椅子的设计实例：椅子的设计 1)1)坐下后，人的大腿与躯干所构成角度不可小于坐下后，人的大腿与躯干所构成角度不可小于105105；2)2)椅子靠背应根据人的腰椎曲线设计，并能托住腰部为好；椅子靠背应根据人的腰椎曲线设计，并能托住腰部为好；3)3)椅子座面应向后倾斜，但倾斜角度如果过大，会使人难以椅子座面应向后倾斜，但倾斜角度如果过大，会使人难以站起来，一般与水平面成站起来，一般与水平面成105105较合适；较合适；4)4)椅子前面的

31、边缘应做成圆弧，以防其损伤人体；椅子前面的边缘应做成圆弧，以防其损伤人体；5)5)如果椅子靠背与垂直面的角度大于如果椅子靠背与垂直面的角度大于3030，椅子上方应增加，椅子上方应增加靠垫，使头枕在上面得以休息；靠垫，使头枕在上面得以休息；6)6)新产品设计应考虑即使使用者改变姿势也不妨碍舒适感。新产品设计应考虑即使使用者改变姿势也不妨碍舒适感。现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页4646从现代设计方法的角度，椅子的设计方法可以总结为：从现代设计方法的角度，椅子的设计方法可以总结为：1)1)如如何何保保证证设设计计的的椅椅子子最最省省料料、成成本本最最低低、结结构构尺尺寸

32、寸合合理理?(优化设计问题优化设计问题)2)2)如如何何保保证证椅椅子子的的耐耐久久性性，能能可可靠靠地地工工作作?(可可靠靠性性设设计计问问题题)3)3)如何使设计的椅子满足人体舒适要求如何使设计的椅子满足人体舒适要求?(?(人机工程学问题人机工程学问题)现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页4747现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容4)4)如如何何保保证证设设计计的的椅椅子子外外观观、造造型型美美观观?(产产品品造造型型设设计计问问题题)5)5)如何保证椅子设计过程的计算更精确如何保证椅子设计过程的计算更精确?(有限元问题有限元问题)6)6)如何保证椅子设计

33、的效率如何保证椅子设计的效率?(计算机辅助设计问题计算机辅助设计问题)7)7)如何使椅子报废后可以回收利用如何使椅子报废后可以回收利用?(绿色设计问题绿色设计问题)共共7979页页4848意大利现代设计风格意大利现代设计风格 时尚精美卫浴生活时尚精美卫浴生活现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页4949超现代设计流派最纯“氢”的车氢气引擎模氢气引擎模型型现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页5050现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容汽车设计大师班格尔：现代设计不再挑战人类。班格尔相信设计可以改变人类生活，为生命带来正面效应。共共7979页页

34、5151现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页5252计计算算机机辅辅助助设设计计客客车车设设计计实实例例现代设计方法的主要内容现代设计方法的主要内容共共7979页页5353 设计对产品的制造、上市及其整个生命周期都有重要影设计对产品的制造、上市及其整个生命周期都有重要影响；把好产品设计关，可以降低制造成本、保证产品使用性响；把好产品设计关，可以降低制造成本、保证产品使用性能和使用寿命、增强产品的市场竞争能力等等。因而学习本能和使用寿命、增强产品的市场竞争能力等等。因而学习本课程有着重要的经济和现实意义。课程有着重要的经济和现实意义。学习现代设计方法的意义与任务学习现代设

35、计方法的意义与任务五、学习本课程的意义与任务五、学习本课程的意义与任务1.意义意义共共7979页页5454 掌握现代设计方法的理论与原理，了解其作用与局限性，掌握现代设计方法的理论与原理，了解其作用与局限性，并学会用所学知识解决工程实际问题。并学会用所学知识解决工程实际问题。2.任务任务学习现代设计方法的意义与任务学习现代设计方法的意义与任务共共7979页页5555 这里的机械设计指广义的机械设计，其内容含盖机械原这里的机械设计指广义的机械设计，其内容含盖机械原理、机械设计、几何精度设计、机械创新设计等多门课程内理、机械设计、几何精度设计、机械创新设计等多门课程内容。容。机械设计系列课程教学改

36、革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养一、机械设计系列课程内涵一、机械设计系列课程内涵共共7979页页56561 1、常规机械设计、常规机械设计机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养二、机械设计方法概述二、机械设计方法概述2 2、现代机械设计、现代机械设计3 3、机械创新设计、机械创新设计共共7979页页5757 常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算、

37、绘图和编写设计说明的过程术资料，进行设计计算、绘图和编写设计说明的过程。1.常规机械设计常规机械设计 该方法强调以成熟的技术为基础，目前常规机械设计方该方法强调以成熟的技术为基础，目前常规机械设计方法仍然是机械工程中的主要设计方法。法仍然是机械工程中的主要设计方法。机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养共共7979页页5858 各高等工科学校的机械设计教科书主要讲授这种方法。各高等工科学校的机械设计教科书主要讲授这种方法。如轴的结构设计过程中，按功率计算出轴的最小直径。如轴的结构设计过程中，按功率计算出轴的最小直径。机械设计系列课程教学改革中的创新能力

38、培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 根据轴上零件的周向固定和轴向固定情况，查阅设计手根据轴上零件的周向固定和轴向固定情况，查阅设计手册，再进行结构设计和强度校核。册，再进行结构设计和强度校核。共共7979页页5959机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养共共7979页页6060 现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。运用现代设计理念进行的机械设计。2.现代设计方法现代设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能

39、力培养 现代设计方法从不同角度深化了机械设计，提高了产品现代设计方法从不同角度深化了机械设计，提高了产品的设计质量，也降低了产品的成本。的设计质量，也降低了产品的成本。可靠性设计、优化设计、有限元设计、计算机辅助设计、可靠性设计、优化设计、有限元设计、计算机辅助设计、虚拟设计等都是常用的现代设计方法。虚拟设计等都是常用的现代设计方法。共共7979页页6161机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养共共7979页页6262机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养共共7979页页6363机械设计系列课程教学改革中的创新

40、能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养共共7979页页6464 现代设计方法在强调运用计算机、工程设计与分析软件现代设计方法在强调运用计算机、工程设计与分析软件和现代设计理念的同时，其基本的设计内容是建立在常规设和现代设计理念的同时，其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上。计的基础上。机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 在强调现代设计方法的时候，不可忽视常规设计方法的在强调现代设计方法的时候，不可忽视常规设计方法的重要性。重要性。共共7979页页6565 机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类机械创新设计是指充分发挥设计者的创

41、造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思、设计出具有新颖已有的相关科学技术知识，进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。3.创新设计方法创新设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖的而创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖的而且成果独特的设计。且成果独特的设计。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。共共7979页页6666 无论设计方法如何，常规设计仍

42、然是最基本的设计方法，无论设计方法如何，常规设计仍然是最基本的设计方法，是机械设计课程的根本内容。有关常规设计的基本理论、基是机械设计课程的根本内容。有关常规设计的基本理论、基本方法与基本技能不应减少。本方法与基本技能不应减少。结论：结论：机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养共共7979页页6767设计实例一：薯条加工机的设计设计实例一：薯条加工机的设计机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养三、不同设计方法的实例分析三、不同设计方法的实例分析设计实例二：椰肉加工机的设计设计实例二：椰肉加工机的设计共共7979

43、页页68681 1、常规设计、常规设计机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养设计实例一：薯条加工机的设计设计实例一：薯条加工机的设计2 2、现代设计、现代设计3 3、创新设计、创新设计共共7979页页6969 第一道工序：清洗，设计清洗机。第一道工序：清洗，设计清洗机。1.常规设计方法常规设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 第二道工序：削皮，设计削皮机。第二道工序：削皮，设计削皮机。红薯固定，刀旋转，完成削皮的任务。红薯固定，刀旋转，完成削皮的任务。第三道工序：切片后再切条。第三道工序：切片后再切

44、条。需要设计清洗、削皮、切条三套设备，由于红薯形状和需要设计清洗、削皮、切条三套设备，由于红薯形状和大小差异很大，控制削皮的厚度较难，导致浪费严重，生产大小差异很大，控制削皮的厚度较难，导致浪费严重，生产率也低。率也低。刀刀共共7979页页70702.现代设计方法现代设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 在设计思想没有改变时，通过计算机仿真、优化设计等，在设计思想没有改变时，通过计算机仿真、优化设计等，可减少削皮的损失、提高生产率，但仍然不理想。可减少削皮的损失、提高生产率，但仍然不理想。共共7979页页71713.创新设计方法创新设计方法

45、 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 清洗清洗 粉碎粉碎 过滤去皮过滤去皮 挤压成型挤压成型 油炸成产品油炸成产品红薯泥红薯泥薯条薯条创新导致加工设备的改变创新导致加工设备的改变共共7979页页72721 1、常规设计、常规设计机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养设计实例二：椰肉加工机的设计设计实例二：椰肉加工机的设计2 2、现代设计、现代设计3 3、创新设计、创新设计共共7979页页73731.常规设计方法常规设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 椰

46、子剖开椰子剖开 旋转旋转 刀具切削刀具切削椰子椰子椰肉椰肉刀具刀具结果不理想结果不理想共共7979页页74742.现代设计方法现代设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 在设计思想没有改变时，通过计算机仿真、优化设计等，在设计思想没有改变时，通过计算机仿真、优化设计等，可减少椰肉的损失、提高生产率，但结果仍然不理想。可减少椰肉的损失、提高生产率，但结果仍然不理想。共共7979页页75753.创新设计方法创新设计方法 机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 注入溶剂，椰肉溶化成汁注入溶剂，椰肉溶化成汁创

47、造性思维改变了产品创造性思维改变了产品加工方法加工方法由机械加工方法到化学方法生产由机械加工方法到化学方法生产椰子椰子共共7979页页76761 1、常规设计方法是一切方法的基础；常规设计方法是一切方法的基础；机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养结结 论论2 2、现代设计方法是在常规设计方法的基础上，提高设现代设计方法是在常规设计方法的基础上，提高设 计效率、产品可靠性和质量的设计方法；计效率、产品可靠性和质量的设计方法；3 3、创新设计的要素是强调创造性的设计思维，其结果创新设计的要素是强调创造性的设计思维，其结果 具有巨大效益。具有巨大效益。共共7979页页7777机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养 全自动杀鱼机全自动杀鱼机创新设计实例：创新设计实例：机械式停水自闭水龙头机械式停水自闭水龙头 多功能齿动平口钳多功能齿动平口钳 行星轮式登月车行星轮式登月车 螺旋传动管道机器人螺旋传动管道机器人 开关开关共共7979页页7878 作作 业业试述传统设计与现代设计的区别。试述传统设计与现代设计的区别。