工业设计与机械设计(精)

工业设计与机械设计

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专业:机械设计制造及其自动化

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工业设计与机械设计

摘要 :21世纪的市场竞争不仅是先进科技的竞争, 同时也是产品设计的竞争。以知识为基础的产品创新是现代工业设计的核心。传统专业和学科正在加速调整和融合 , 新的科学理论、科学技术和设计理论不断涌现。机械设计与工业设计需要融合发展以适应市场的变化和市场的需求。机械设计与工业设计的关系有待人们去探讨。

关键字 :工业设计;机械设计;人机工程学;造型设计

进入 21 世纪的中国正在迎接经济发展和科技创新的新时代 , 新的科学理论、科学技术和设计理论不断涌现 , 传统的专业和学科正在加速调整和融合 , 要求人们在继承传统的基础上开拓创新。机械设计与工业设计的结合是时代的要求 , 同时中国加入 W TO 给机械设计与工业设计提出了新的机遇和挑战 , 要求人们通力合作设计出满足国际市场需要的产品。而人们对机械设计与工业设计两个学科的关系探讨并不深入 , 更没有形成科学的理论体系 , 需要机械设计与工业设计行业的人们为之努力。

工业设计 :

1919 年在德国 , 由格罗披乌斯创建的“包豪斯”学校是工业设计确立的标志 , 它是现代工业与艺术走向结合的必然结果 , 开创了现代设计的新纪元。它强调在以大工业生产为基的前提下 , 充分利用当代科学技术的成果与美学资源 , 创造一个能

满足人类精神与物质双重需要的环境 , 以艺术与技术的统一为宗旨 , 强调设计的目的是人而不是产品。二战后的美国益于这一工业设计观 , 使美国的资源、技术得以充分发挥 , 促使美国经济繁荣 , 产品销售到全世界。美国的工业设计从一开始就是以实用合理而著称。美国芝加哥学派很早就提出了“形式服从功能” 的设计口号 , 这使得美国工业设计很快走上了正确的兴旺发展之路 , 工业设计应用到了很多工业部门 , 设计很快成为美国社会创建新生活方式和财富的主要直接手段。日本是另一个较早重视工业设计 , 靠设计开拓市场 , 并在国际竞争中取得生存与发展的榜样。日本人口众多 , 地域狭小 , 资源贫乏 , 但它靠“设计立国” 、“技术立国” , 工业生产取得飞速发展 , 证明了优良的设计与先进技术同样可以富民强国。日本从价廉、新颖、节能上开发与设计了各种各样的产品。丰田、索尼、日立等符合时代生活方式的汽车、家电风靡全世界 , 击败了欧美等强国而占领世界市场。成功的关键就是重视产品的开发与设计。工业设计还能使产品具有高的附加价值而使产品价值倍增 , 提高企业的经济效益 , 使企业发展更快。美国工业设计协会 ( IDSA 曾统计 , 工业设计投资 1 美元 , 销售额可高达 2500 美元 , 工业设计对企业的生存与发展起了不可估量的作用。在商品经济社会中 , 设计更成了商家在竞争中取胜的必要手段。现在 , 人们把工业设计誉为“设计中的设计” , 或“生活的创造之神” 。同时 , 工业设计已成为研究人与人、人与物、产品与环境、需求与文化关系的社会科学与技术科学交叉的学科。工业设计准则与方法

1、遵守技术美学、造型美学和商品美学的原则。技术美学主要研究产品及环境

的美学问题 , 是实用功能与审美功能的统一 , 是技术与艺术的有机结合; 技术美具体体现在功能美、工艺美、材质美、风格美、仿生美等。产品造型的美学原则 , 主要有 : 比例与尺度 , 均衡与稳定 , 统一与变化 , 调和与对比 , 节奏与韵律 , 比拟与联想等。商品美学主要是研究商品美的要素和规律 , 商品美的创造和欣赏 , 商品美与市场的关系。

2、造型中的色彩问题

在产品设计中 , 色彩起着美化产品与环境、提高工作质量与效率、宜人等作

用 , 使产品具有物质与精神双重功能。

3、造型中的肌理问题

在造型设计领域, “肌理”即物质材料的表面组织结构。一层意思是被人们视觉、触觉所感受到的材料的表现形式 ; 另一层意思是材料可通过先进的工艺技术

创造出新的肌理形态。所以 , 肌理是材质与工艺两个因素的综合表现。随着新工艺、新技术的不断出现 , 新的肌理带来的审美往往超出人们的常识之外 , 对人具有强烈的吸引力 , 会增加产品的实用功能和时代感 , 增强市场竞争力。

机械设计 :

机械的概念是广义的 , 它除了人们通常所说的机械以外 , 还包括各种各样的设备、设施、仪器、仪表、工具、器具、家具、交通车辆以及劳动保护用具等等。

可以说 , 机械是各类机器的通称。它是人类改造自然、发展自己的主要劳动工具。它能把热能、电能、化学能转换成机械能 , 也能将机械能转换成其它类型的能量。它能改变或传递力并产生运动 , 完成人们所期待的许多工作。

机械设计既是一门科学 , 又是一种艺术。它是经过设计者的创造性劳动 , 运用科学技术、经济学、心理学和社会学、环境学等知识 , 而获得优质价低的各类机械设计产品。机械设计包括设计理论与方法、产品结构设计、工艺设计和材料选用等。

现代机械的功能要求非常广泛 , 不同的系统和产品因其工作要求 , 应用目标和使用环境的不同 , 具体功能要求有很大的差异。各种现代机械的功能要求大体可

归纳为 : 1、运动要求。如速度、调速范围及运动精度等 ; 2、动力要求。如传递的力、力矩、及功率等 ; 3、体积和重量要求。如尺寸、占地面积、重心及重量比等 ;

4、操作性要求。如反应能力、舒适性、人机交互功能等 ;

5、可靠性和寿命要

求。如零部件的可靠性、耐磨性和控制系统的抗干扰能力、自检、自诊断等 ; 6、安全性要求。包括机械装置的强度、刚度、热力学性能、摩擦学特性等 ; 7、经济

性要求。如设计和制造的经济性 , 使用和维修等经济性 ; 8、环境保护要求。如噪声防治, “三废”的排放治理 , 以及可回收、可利用等 ; 9、产品造型要求。如外观、色彩、与环境协调等。

现代机械设计准则与方法

传统的机械设计以满足力学条件为主要设计准则 , 强度是设计的核心。随着技术的进步 , 人们对产品不断提出更深层次、更进一步的要求 , 形成了现代机械设计中继强度设计准则之外 , 包括摩擦学、可靠学、人机工程学、工业美学、绿

色设计等一系列新的设计准则和方法。

1、摩擦学设计准则与方法

在机械中 , 许多零件之间存在着相对运动 , 各运动副之间的摩擦、磨损以及润滑 , 对机械的功能、效率、可靠性和寿命等性能有着直接的影响。摩擦是人类生活中不可缺少的物理现象。没有摩擦 , 所有螺丝将会松动 , 仅此一项 , 现代人类的文明生活就将会解体。但摩擦又带来能量损失等问题 , 成为人类不断努力争取克服的因素。摩擦的设计准则就是通过设计实现人们对运动副的摩擦要求。在现代机械设计中 , 根据对摩擦的要求 , 特别是减摩的要求 , 做出的相应设计有 : 从结构方面 ; 材料配对 ; 采用表面膜润滑 ; 采用厚膜流体润滑。

2、可靠性设计准则与方法

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 [ 4 ]。可靠性的提出与发展是人类社会生产与科技发展的必然结果。它是由于产品的复杂程度提高、恶劣环境及市场激烈竞争的条件下提出的。可靠性的提出与发展是与系统工程密切相关的 , 它摆脱了以往孤立、绝对的考虑问题的思想方法。要求科技人员具有全面、系统的分析、处理问题的能力。可靠性研究反映从设计 (寿命开始

到失效寿命终止全过程中所涉及的产品质量指标变化的规律。包括设计、生产、使用、管理、储存、运输等各个环节 , 因此是一门综合性的学科。要求科技人员除了掌握常规的设计、制造、维修等知识之外 , 还要具有经济、管理等方面的能