工业设计工程基础作业
工业设计作业指导书
工业设计作业指导书一、概述工业设计作业指导书是为了帮助学生完成工业设计作业而编写的指导手册。
本指导书以提供清晰的任务要求、详尽的设计流程和规范的作业格式为主要目标，帮助学生在工业设计作业中掌握相关知识和技能，培养创新思维和实践能力。
二、任务要求1.确定项目范围：根据指导教师或课程提供的项目要求，确定工业设计作业的具体范围和目标。
2.调查研究：进行市场调研和用户需求分析，了解目标用户的需求、偏好和习惯，为设计提供依据。
3.概念设计：根据市场调研结果，进行创意构思和初步设计，形成设计概念，并通过手绘或数位制图等方式展现设计思路。
4.三维建模：利用CAD软件将概念设计转化为三维模型，并进行必要的修正和优化。
5.材料选择：根据设计需求和功能要求，选择合适的材料，考虑材料的可行性、成本和环保等问题。
6.渲染效果图：运用渲染软件对三维模型进行材质贴图、光影效果等处理，生成逼真的效果图。
7.工程制图：进行详细的工程制图，包括平面图、立体图、尺寸标注等，以便后续的工艺制造和样品制作。
8.模型制作：根据工程制图，选择适当的制作工艺和方法，制作设计模型或样品，并进行必要的修正和完善。
9.作品展示：将设计作品进行整理和展示，包括设计草图、效果图、制图资料和实物展示等。
三、设计流程1.项目确定阶段：a.收集项目要求和相关资料。
b.阅读并分析项目要求，明确设计目标和范围。
2.调查研究阶段：a.进行市场调研，了解行业发展趋势和竞争状况。
b.进行用户需求分析，收集用户反馈和意见。
c.整理调查研究结果，形成调研报告。
3.概念设计阶段：a.开展创意思维训练，进行头脑风暴和概念提炼。
b.进行手绘和数位制图，形成初始的概念设计。
c.评估和选择概念设计，进行适应性分析和验证。
4.三维建模阶段：a.使用CAD软件进行三维建模，包括外观和结构设计，形成初步模型。
b.通过渲染和动态展示，提高模型的逼真度和表现力。
c.根据实际需求和反馈，进行模型的修正和优化。
工业设计工程基础(知识点整理)
1、工业设计的定义：工业设计是科学与美学、科技与艺术相溶合的综合学科。
其主要任务是针对工业化批量生产产品的功能、材料、结构、工艺、形态、色彩、表面处理以及装饰等诸多因素，从技术的，经济的、社会的、文化的各种角度做综合研究、处理和创造，以确定一种能满足人类现代或将来生活需要的物质形式。
2、现代工业设计可分为两个层次：广义工业设计(Generalized Industrial Design)是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为。
它包含了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程。
狭义工业设计(Narrow lndustrial Design)单指产品设计，即针对人与自然的关联中产生的工具装备的需求所作的响应。
包括为了使生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械与产品等物质性装备所进行的设计。
产品设计的核心是产品对使用者的身、心具有良好的亲和性与匹配。
3、工业设计的生产要符合机械化、批量化、标准化、和系统化的生产技术特征。
4、摩擦力：两个相互接触的物体，当它们做相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动的趋势的力，这种力叫做摩擦力。
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件：第一：物体间相互接触。
第二：物体接触面粗糙；第三：物体间有相对运动趋势或相对运动。
摩擦分类：（1）滑动摩擦：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦，此时摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
（2）滚动摩擦：一个物体对在它表面上滚动的物体产生的摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
（3）静摩擦：一个物体相对于另一个物体来说，有相对运动趋势，但没有相对运动时产生的摩擦，它随推力的增大而增大，但不是无限地增大，当推力增大到超过最大静摩擦时，物体就会运动起来。
5、力的平衡一个物体在受到两个力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。
工业设计工程基础
展示设计
展览展示设计
展览展示设计需要考虑参展 方需求、观众体验、空间布 局等因素，以提供主题明确 、视觉效果良好、互动性强
的展览展示方案。
商业空间展示设计
商业空间展示设计需要考虑 商品展示、顾客体验、空间 氛围等因素，以提供具有吸 引力、舒适且能激发消费者
购买欲望的商业空间。
博物馆展示设计
博物馆展示设计需要考虑展 品特点、观众体验、文化内 涵等因素，以提供具有知识 性、趣味性且能传达文化信 息的博物馆展示方案。
服装设计
时装设计
时装设计需要考虑流行趋势、人体工学、材料选择等因素，以提 供时尚、符合人体工学且具有美感的时装。
运动装设计
运动装设计需要考虑人体工学、功能性、舒适性等因素，以提供适 合不同运动项目、具有良好功能性和舒适性的运动装。
制服设计
制服设计需要考虑职业特点、识别度、实用性等因素，以提供符合 职业特点、具有高识别度和实用性的制服。
工业设计工程基础
汇报人： 2023-12-06
目 录
• 工业设计概述 • 工业设计的基本要素 • 工业设计的程序与方法 • 工业设计的实际应用 • 工业设计的未来趋势 • 工业设计案例分析
工业设计概述
01
工业设计的定义与特点
定义
工业设计是一种跨学科的专业，它运 用美学、工学、心理学等多方面的知 识，对工业产品进行设计，以提高产 品的使用体验和价值。
产品的智能化、可持续性和人性化。
工业设计案例分析
06
案例一：某智能家居产品的工业设计
智能、人性化、绿色环保
该智能家居产品采用了高科技元素，实现了智能化控制，提高了居住的舒适性和 便利性。设计风格简约大方，符合现代家居的审美趋势。同时，材料选择环保， 符合绿色设计理念，实现了可持续发展。
工业设计试题+参考答案
工业设计试题+参考答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、据轴的承载情况，（）的轴称为转轴。
A、承受较大的轴向载荷B、既承受弯矩又承受转矩C、不承受弯矩只承受转矩D、只承受弯矩又承受转矩正确答案：B2、使用（）命令以后，光标变为十字形，用来定义视图边框，在变框内的元素充满图形窗口。
A、窗口缩放B、实时缩放C、全部缩放D、回放正确答案：A3、以下（）属于螺母不动，螺杆回转并作直线运动。
A、车床中带动大拖板运动的丝杠与开合螺母B、千分尺中的螺旋机构C、牛头刨床工作台的丝杠与螺母D、应力试验机上观察镜螺旋调整装置正确答案：B4、常用联接的螺纹是（）。
A、矩形螺纹B、三角形螺纹C、梯形螺纹D、锯齿形螺纹正确答案：B5、以下不属于放置特征的是（）。
A、拔模斜度B、阵列C、倒角D、拉伸正确答案：B6、属于金属物理性能的参数是（）。
B、密度C、强度D、韧性正确答案：B7、将物体由左向右投射，在侧面上得到第三个视图，称为左视图，侧面用字母（）表示。
A、CB、HC、WD、O正确答案：C8、图样中的尺寸以（）为单位时，不必标注计量单位的符号或名称，如用其他单位时，则必须注明相应的单位符号。
A、厘米B、毫米C、分米D、米正确答案：B9、下列哪种配色最能表达工业机械产品的属性（）。
A、金+绿B、蓝+紫C、蓝+白D、红+黄正确答案：C10、（）是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。
A、GB20000-83B、GB10000-88C、GB10000-83D、GB20000-85正确答案：B11、一般位置平面在三个投影面上的投影具有（）。
A、真实性B、扩大性D、收缩性正确答案：D12、重合断面图的（）和剖面符号均用细实线绘制。
A、剖切位置B、中心线C、投影线D、轮廓线正确答案：D13、（）以下哪个不是应用程序选项可以更改的选项？A、文件B、显示C、颜色D、表示正确答案：D14、机械设计使用中使用最广泛的键连接是（）。
工业设计工程基础概论一
第一章 概论
工业设计工程基础.概论
第一章
概论
工业设计与产品设计
产品设计的意义
产品设计与材料 产品设计与工艺
材料的分类及基本特性
产品设计材料的美学基础
工业设计工程基础.概论
工业设计与产品设计
设计……？ 从历史的角度 把设计分为两类 以手工艺为主要手段的手工艺设计（Handcraft Design） 以工业化批量生产为特征的工业设计（Industrial Design） 这里的工业设计是一个广义的概念，泛指工 业化生产模式下的设计。但在今天手工艺部分开始慢 慢地向工业化生产发展。
工业设计工程基础.概论
产品设计与材料
设计与材料的关系
工业设计工程基础.概论
产品设计与材料
设计与材料的关系
工业设计工程基础.概论
产品设计与材料
设计与材料的关系
物质因素是形态得以实现的基本保证。任何形态都 需要与之相适应的结构来完成，不同的结构需要与之 相适应的材料来实现，而材料又因其材形、材性和加 工工艺的不同，对结构产生影响。因此造型过程中 “形态”存在很多“变数”。 美的形态并不一定是有效的形态，有效的形态则一 定是美的形态。有效的形态一定包含着合理的结构、 科学的用材、精巧的加工、恰当的语意等致美的先决 条件。
设计与材料的关系------复合材料
工业设计工程基础.概论
产品设计与材料
设计与材料的关系------复合材料
工业设计工程基础.概论
产品设计的意义
对人的方面 用人机工程学指导产品的设计，使产品符合人的生 理特点和心理习惯，用美学观点来创造产品形态，使 产品给使用者带来美的享受。 给使用者带来生活的便利和情感的愉悦计工程基础.概论
《工业设计工程基础》考试大纲
《工业设计工程基础》考试大纲一、产品设计工程知识1.融合——设计师与工程师的握手1.1 设计话语权1.2 工业设计的设计方法1.3 设计师的知识结构体系2.材料登场——被设计的材料2.1 产品设计常用材料集锦2.2 产品的外衣——材料解析2.3 喜新厌旧——新型材料的体验与运用2.4 典型成型工艺3.产品的骨骼一结构与机构设计3.1 产品结构大家族——产品结构形式集锦3.2 结构的本质——力的接力棒3.3 运动的载体——机构的组成3.4 通用零部件4.脱胎换骨——模具4.1 不装菜的篮子——模具的定义及功能4.2 从流动态到固定态的支架——模具设计的要点4.3 典型产品模具设计案例4.4 新技术在模具设计中的应用5.华丽面具——表面工程基础5.1 魔镜告诉我——美丽外表的必要性与重要性5.2 产品化妆间6.强大的内芯——声光电热常识6.1 无敌正能量——驱动产品的声光电热6.2 能源6.3 声学常识及声的利用6.4 光学常识及光的利用6.5 电学常识及电的利用6.6 热力学与传热学常识6.7 无形的能量场——空气动力学6.8 产品的造血机制——液压及气动装置6.9 超越与升级——新型能源二、人机工程学1.人机工程学概论2.人体测量与数据应用3.人体感知与信息处理4.人的心理与行为特征5.人体生物力学与施力特征6.人机的信息界面设计7.作业台椅与工具设计8.作业岗位与空间设计9.人与环境的界面设计10.人的可靠性与安全设计11.人机系统总体设计12.人机工程发展新趋势参考书：1.孙利等，《产品设计工程基础》，清华大学出版社,2014，ISBN：97873023716252.丁玉兰，《人机工程学》（第5版），北京理工大学出版社，2017，ISBN：9787568204194。
工业设计工程基础(教学课件).ppt
塔科马大桥倒塌事故
美
国
塔
科
马
大
桥
昵 称 ： 舞 动 的 格 蒂 （ Galloping Gertie ）
桥梁形式：悬索桥
主 跨 ： 2800 英 尺 （ 853 米 ）
全 长 ： 5000 英 尺 （ 1524 米 ）
通 航 净 空 ： 195 英 尺 （ 59.4 米 ）
通 车 日 期 ： 1940 年 7 月 1 日
a）
b）
c）
d）
图1-12 这些产品或设施的设计中存在哪些工程力学问题？
第三节 工程力学的基本概念
一、刚体与变形固体
静力学中，把构件理想化为不会变形（也不会破坏）的 “刚体” 。
材料力学中，把构件视为（可）“变形固体”。
图1-13 撬杠，看成刚体、或看成变形固体
二பைடு நூலகம்力与力系
1.力与力的表示 力的大小、力的方向、力的作用点，称为力的三要素。 力的度量单位是牛顿（N，简称牛）或千牛顿
的概念
视觉量感
图1-7 飞马踏燕
图1-8 夏普BH-351型半导体收音机
2.形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有 深刻的潜在联系
图1-9 中国古老的 石拱桥——赵州桥
图1-10 棚架的立柱与挑梁 a）力学上合理，富有美感；b）不利于承载，视觉不佳
图1-11 合理的力学结构与造型美
科学和艺术是人类文明的两大分支，他们在高 层次上却有同一性。力学上的合理与造型美之间的关 系，属于这种同一性的一个部分。
第1节 工程力学与工业设计
一、工程力学在产品设计中的作用
1.产品设计与静力学、动力学
图1-1 各种椅子， 使用中必须稳定不会
工业设计机械基础考题 试卷
工业设计机械基础考题—试卷一、选择题（每题2分，共20分）1、在设计工业机械时，首要考虑的因素是：A.美观和独特性B.功能和效率C.环保和节能D.安全和可靠性2、下列哪一种材料最适合用于制造机械零件？A.铝B.钢C.塑料D.陶瓷3、在进行机械设计时，必须考虑：A.所有的力学性能B.操作方便性C.产品的成本D.以上都是4、下列哪一种机械传动方式最适用于高精度传动？A.皮带传动B.齿轮传动C.链传动D.液压传动5、在设计机械零件时，最重要的步骤是：A.建模与仿真B.材料选择与处理C.功能分析与设计D.制造与检验6、下列哪一种机械加工方法最适用于加工大型零件？A.铣削加工B.车削加工C.钻孔加工D.电火花加工7、在设计机械机构时，应尽量避免：A.死区B.空载C.摩擦D.以上都是8、下列哪一种因素最易导致机械故障？A.维护不当B.操作错误C.环境恶劣D.以上都是9、在进行机械可靠性设计时，必须考虑：A.所有的力学性能B.操作方便性C.产品的成本D.以上都是10、下列哪一种材料最适合用于制造机械密封件？A.橡胶B.塑料C.金属D.陶瓷。
工业设计机械基础在当今的工业化社会中，工业设计扮演着越来越重要的角色。
它不仅关乎产品的外观和功能，更关系到生产效率、成本控制以及市场竞争力。
而在工业设计的诸多领域中，机械基础无疑是其中不可或缺的一环。
一、机械基础的重要性在工业设计中，机械基础主要涉及物体的形态、结构、材料、色彩、人机交互等方面的设计。
它是实现产品功能、提升产品品质、满足市场需求的基础。
设计师需要通过深入理解机械原理，将复杂的机械结构转化为易于理解和操作的设计元素，从而创造出实用、美观、高效的产品。
二、机械基础在工业设计中的应用1、形态设计：在工业设计中，形态是产品的第一视觉语言。
通过运用机械基础中的几何学、物理学等原理，设计师可以塑造出符合产品功能和人机交互原则的形态。
例如，利用杠杆原理可以设计出省力高效的工具，利用流体力学原理可以设计出流畅、低阻的流体设备。
工业设计工程基础课程设计-选题报告
中国矿业大学艺术与设计学院工业设计工程基础课程设计选题报告选题报告基本组成部分：1.选题的意义。
（所研究产品的意义；本选题报告的意义。
）2.已有产品或相关产品的情况。
（接合网上资料和实地调研。
）3.典型产品的设计分析。
4、或创新设计方案。
（绘制改良机构或创新机构运动简图或传动方案图，结构改良或创新设计图形、结构三维电脑模型或实物模型，充分表达清楚你的改良或创新设计方案。
从产品功能要求出发，进行机构、传动方式分析，进行结构、联接、密封等方面的分析。
需要绘制机构运动简图、结构简图，图文并茂地进行分析，也可用照片等方式辅助说明。
分析时，尽量从力学、造型、工艺、材料、人机、环境、使用方式、安全性、经济性、设计“三化”等角度展开。
需分析已有产品在结构、机构中优点或合理之处，更需分析已有产品在结构、机构中存在的问题，以期在后面的设计中能够扬长避短，取得较好的创新成果）5、进度表。
6、参考文献。
一选题意义剪刀历史悠久。
剪刀在最早的记录中，由古埃及人-----爱德华发明的。
而在中国，最著名的剪刀制作人是张小泉。
剪刀作为日常生活用品，在中国的历史悠久。
这从唐诗诗句“不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀”中即可略知一二。
民间源远流长的剪纸艺术，也从侧面证明剪刀在中国的悠久历史。
汉字“剪”的象形意思就是“刀前还有一把刀”。
古人将剪刀又称“龙刀”，可见其在生活中的重要性。
中国现存最早的剪刀实物，是在洛阳发现的。
最近有机会去洛阳再次参观著名的古墓博物馆，在那里见到了这把从西汉古墓中出土的剪刀，距今已有2100多年了。
由此可见剪刀具有悠久的历史，是经过人们反复试验得以保留的比较实用的工具中的一种。
(2)剪刀深入日常生活。
剪刀是人们日常生活中的常用工具，是人们剪切整体东西的必须工具，剪刀的使用也大大的减小了剪切工作中需要使用的力的大小，剪刀在人们生活中起着举足轻重的作用，人们的便捷生活离不开剪刀。
同时剪刀种类很多，用途广泛。
刀、铲等工具使不上力的时候，剪能轻而易举地解决。
工业设计工程基础(教学课件)
工业设计工程基础（教学课件）第一章：概述1.1 工业设计工程的定义工业设计工程是指利用科学的、全面的、系统的工程设计理论和方法，以满足产品的功能、美观、可制造等要求，并使产品能够适应市场需求，实现规模化生产的过程。
1.2 工业设计工程的重要性工业设计工程对于企业的竞争力提升、市场占有率提高以及产品价值的增加具有重要作用。
通过工业设计工程，企业可以提高产品的用户体验、增加产品的附加值和市场认可度。
第二章：工业设计工程的步骤2.1 前期调研与需求分析在工业设计工程的开始阶段，需要对目标用户进行调研，了解用户需求和市场趋势。
通过调研和需求分析，确定产品的功能、外观以及用户体验要求。
2.2 概念设计与草图设计在概念设计阶段，设计师需要根据前期的调研和需求分析，进行创意的产生，并进行草图设计。
草图设计可以帮助设计师快速地表达和改进设计思路，进行初步的设计选择。
2.3 产品结构设计产品的结构设计是指将产品的各个零部件进行设计，并确定它们之间的连接和组装方式。
在这个阶段，设计师需要考虑产品的可制造性、可维修性以及结构强度等因素。
2.4 产品外观设计产品的外观设计是产品与用户直接接触的部分，能够产生强烈的第一印象。
在外观设计中，需要考虑产品的形状、色彩、纹理等方面，以提高产品的视觉吸引力和美感。
2.5 产品原型制作原型制作是将设计图纸转化为实际的产品样品的过程。
通过制作原型，可以验证设计的可行性和用户体验，并进行进一步的改进和优化。
2.6 产品测试与改进通过对原型的测试，可以发现产品存在的问题和不足之处，从而进行改进和优化。
测试的内容可以包括产品的功能测试、人机交互测试以及材料耐久性测试等。
2.7 产品批量生产在产品设计最终确定之后，需要进行批量生产的准备工作。
这包括确定供应商、制定生产工艺、规划生产线等。
通过批量生产，可以满足市场需求并实现经济效益。
第三章：常用的工业设计工具与软件3.1 手绘草图工具在概念设计阶段，设计师通常会使用手绘草图工具来表达和改进设计思路。
工业设计工程基础第三版答案
工业设计工程基础第三版答案一、单选题1.________是人类最早冶炼和使用的金属。
( ) [单选题] *A.铜(正确答案)B.铁C.瓷器D.金2.希腊家具中最杰出的代表是一种称为克里斯姆斯( ) [单选题] *A.床B.柜C.凳D.靠椅(正确答案)3.中国是瓷的故乡，在______达到了鼎盛时期。
（） [单选题] *A.商代B.汉代C.宋代(正确答案)D.清代4.铜和______制成合金青铜，是制作青铜器的主要材料。
（） [单选题] *A.铝B.锡(正确答案)C.钢D.铁5.所谓新石器时代，是指人们的生产工具以______为主。
( ) [单选题] *A.打制石器B.磨制石器(正确答案)C.片状石器D.组合器6.我国家具工艺历史悠久，在____达到了鼎盛时期。
( ) [单选题] *A.商代B.汉代C.宋代D.明代(正确答案)7.汉代的______在技艺上达到了顶峰。
() [单选题] *A.青铜器B.家具C.漆器(正确答案)D.瓷器8.中世纪设计的最高成就是() [单选题] *A.家具B.哥特式教堂(正确答案)C.铁制烛台D.陶器9.13世纪后半期，以法国为中心的风靡欧洲大陆的建筑风格是( ) [单选题] *A.巴洛克B.中国风C.哥特式(正确答案)D.拜占廷10.16-17世纪交替时期，巴洛克式设计风格开始流行，其主要流行地区是( ) [单选题] *A.法国B.意大利(正确答案)C.英国D.德国11.由于受到建筑风格的影响,复古思潮统治着18世纪下半叶的设计活动,这期间比较流行的是( ) [单选题] *A.巴洛克式B.洛可可式(正确答案)C.哥特式D.浪漫主义E.新古典主义12.人类最早冶炼和使用的金属是( ) [单选题] *A.铜(正确答案)B.铁C.铝D.金13.16-17世纪交替时期，巴洛克式设计风格开始流行，其主要流行地区是( ) [单选题] *A.意大利(正确答案)B.匈牙利C.法国D.西班牙14.古希腊建筑的主要成就是纪念性建筑和建筑群艺术形式的完美，其中最具代表性的作品是雅典卫城及其中心建筑( ) [单选题] *A.伊瑞克提翁神庙B.太阳神庙C.帕提农神庙(正确答案)D.卢克索神庙15.中世纪建筑设计的最高成就是( ) [单选题] *A.帕提农神庙B.巴洛克式教堂C.雅典卫城D.歌特式教堂(正确答案)16.德国的______是歌特式建筑的杰出代表。
工业设计工程
工业设计工程工业设计工程是一门关于产品设计和开发的学科，主要涉及产品外观设计、功能设计、材料选择等方面的内容。
在本文中，我们将介绍工业设计工程的基本概念、发展历程以及在实际应用中的作用和重要性。
工业设计工程是将艺术、科学和商业等领域的知识相结合，以创造和开发具有实用性、美观性和经济性的产品为目标的学科。
它的核心是通过深入了解用户需求、市场趋势和技术发展等方面的信息，以及运用设计原则和创新思维方法，来设计和开发出符合用户期望的产品。
工业设计工程的发展可以追溯到19世纪末的工业革命时期，当时出现了大量新的机械和设备，为工业产品的设计和开发提供了机遇和挑战。
随着工业化的不断发展，人们对产品质量和外观的要求也越来越高，从而促进了工业设计工程的快速发展。
在实际应用中，工业设计工程发挥着重要的作用。
首先，它可以提高产品的竞争力和市场份额。
通过独特的外观设计和优质的用户体验，产品能够脱颖而出，吸引更多消费者的关注和购买。
其次，工业设计工程还可以提高产品的生产效率和成本效益。
合理的功能设计和材料选择可以减少生产过程中的浪费和成本，提高生产效率。
此外，工业设计工程还可以增强产品的可持续发展性。
通过研究和应用环保材料和设计原则，可以降低产品对环境的影响，符合可持续发展的要求。
然而，在实际的工业设计工程中，仍然存在一些挑战和难题。
首先，由于市场需求和技术发展的不断变化，产品的设计和开发是一个动态的过程。
要将产品设计为具有长期竞争力的产品，需要不断进行市场调研和用户反馈，并及时进行调整和改进。
其次，由于不同地区和国家的文化和审美观念的差异，产品设计需要考虑到不同用户群体的需求和喜好，以实现全球化的产品设计。
总之，工业设计工程在现代社会中的作用和重要性不可忽视。
通过合理的设计和开发，可以提高产品的竞争力和市场份额，提高生产效率和成本效益，并增强产品的可持续发展性。
随着科技的不断进步和社会的不断发展，工业设计工程将继续发展壮大，为人们创造更好的产品和体验。
工业设计工程基础Ⅰ--材料及加工技术基础 赵英新、姜楠主编 第一章 概论 (2)
第一章概论1工程材料:包括金属材料高材料,复合材料和陶瓷材料四大类。
2、复合材料：由两种或两种以上的不同材料合成,具有各种组合材料的优点。
3高分子材料:由分子量特别高的大分子化合组成,是近年来运用量最大的一种工程材料。
主要分为塑料、合成橡象胶、合成纤维4、塑料制品:成型容易尺寸精确(模具加工)成本低等优点。
5陶瓷材料：属于无机非金属材头是一种天然或人工成的粉状化合物经过成型和高温烧结而成。
具有高硬度高耐磨性高耐蚀性和绝缘性而得到广泛应用分为普通(天然硅酸盐)陶瓷和特种（人工合成高纯度原料)陶瓷6陶瓷材料、金属材料和高分子材料为三大固体材料。
1、2产品、气道术设汁和机械设计1.2.1工艺美术设计1.工艺美术设计发展的历史悠久,它强调的是技艺和精神享受。
2、工艺美术作品能装装饰出美的享受,但其功能单一,机械化加工水平低，自身不能产生新的价值,强调手工艺水平是它们的特点1.22机械设计1机械设计是由工程师承担的任居,主要完成种中功能的实现。
2.机械设计解决的是纯技术方面的问题,但这也是产品中最核心的问题,产品的更新换代主要还是依靠这种纯技术的改变而实现的1.23产品设计产品设计是一个综合性的概念,它既要强调功能问题,要强调审美宜人的问题, 既有物质的也有精神的这种设计将工艺美术与机械设计都包含其中总结：工艺美术设计:强调精神艺术的作用,意在达到美的享受机械设计:强调功能、原理问题,解决的是产品与产品之间的关系产品设计：强调的是舒适宜人，将艺术美与使用功能有机结合,设计的重点是协调人与产品间的关系1.3产品设计选用材料的基本原对13.1使用性原则材料应足使用原则,任何产品都是为使用而设计的,这是产品有别绘画或工艺品的不同之处,既然产品要使用,那么在材料的选择上,一定要充分考虑什么样的材料最适合这类品的使用1.3.2工艺原则产品质量受其工艺影响最大如果在设计产品时略了加工制作工艺,轻则影响美观,严重时则会导致产品无法使用1.3.3性价比原则工艺设计的原则是实用、经济、美观,而经济则是实用和美观见的制约条件。
工业设计工程基础补充习题
第1章思考题1—1 何为运动副？运动副是如何分类的？1—2机构运动简图有何用处？它能表示机构的哪些方面的特征？1—3 试述绘制机构运动简图的基本步骤，并对周围所见机械选择1~2例作出运动简图。
1—4 机构具有确定运动条件是什么？当机构的原动件数目少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？习题1—1如图1—18所示为一具有急回作用的冲床。
图中绕固定轴心A转动的菱形盘1为原动件，其与滑块2在B点铰接，通过滑块2推动拨叉3，拨叉3与圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
1—2 试绘制如图1—19所示的液压泵机构的运动简图，并计算其自由度。
图1—18 题1－1图图1—19 题1－2图1—3试计算如图1—20所示各机构的自由度，并指出所有的复合铰链、局部自由度或虚约束。
同时判断它们是否有确定的运动。
F(a)(b)C(c) (d)图1—20 题1－3图1—4如图1—21所示为一简易冲床的初步设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理的错误。
若有，应如何修改。
图1—21第2章 思考题与习题2—1 什么是瞬心？瞬心在机构的速度分析中有什么作用？ 2—2 速度多边形有哪些特性？2—3 试求如图2—8所示的各机构在图示位置的全部瞬心。
B4(a) (b)A C3(c) (d)图2—8 题2—3图2—4 如图2—9所示的四杆机构中，l AB＝60mm，l CD＝90mm，l AD＝l BC＝120mm，ω2＝10rad/s，试用瞬心法求：（1）当φ＝165º时点C的速度νC；（2）当νC＝0º时，φ的值（有两个解）。
2—5如图2—10所示的机构，设已知构件的尺寸，原动件1以等角速度ω1逆时针方向转动，试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度。
基础工业工程(完整版本)
正确工作方法，务使其亦可得同样奖金。
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经此改善后，原需400～600名工人才能完成
的工作，采用新方法后， 140 名工人即可完成。
因此，每吨所需铲费减少达 50％，而工人工资则
增加 60％，除去因研究所需各项开支外，每年尚 可节省 78 ， 000 美元。如此不但使工厂的生产量 大增，也使铲手工作效率提高，待遇增加，工作 情绪也愉快很多。
发展，使每个人关心和参加改进工作，提高效率。
17
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1.2 工业工程的发展及内容体系
3
1.2.1 工业工程的发展过程
1.2.2 工业工程的发展趋势
3
1.2.3 工业工程的内容体系
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1.2.1 工业工程的发展过程
科学管 理阶段
管理科 学阶段
质量管 理阶段
创新管 理阶段
20世 纪初
二次世 界大战
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于是他们对工人的动作进行改善。经多次试验，得 到一种砌砖新法。其方法是：把砖块运至工作场时，先 令价廉工人挑选好砖，放在一个木框内，每框盛砖90块， 砖最好之一面或一端，朝一定的方向放，这个木框悬挂
在工人左方身边，使左手取砖时，右手同时取泥灰，同
时改善泥灰的浓度，使砖臵放其上时，不须敲击，就能 够定位。
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工作研究的目标是寻找一种最经 济有效、最令人愉快胜任的工作方法 与工作时间，以保证人员及物料等资 源均能作最有效的运用，从而提高生
“TQC‖）等。 此外，从70年代开始，系统工程、计算机技术
被引入IE学科，逐步奠定了现代IE的理论基础与技术基础。
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（4）第四阶段 — 现代创新、国际化IE
第四阶段 — 从20世纪70年代中期到今天，可以称为创 新期。这个时期是社会生产力最为活跃的时期。 70年代，日本推出了JIT（Just In Time）— 准时制生产， 美国90年代将其总结为精益生产（Lean Production）；TPM
《工业设计机械基础(第3版)》习题解答
解 1）当拉力F对铰链C之矩与重物G对铰链C之矩相等，可提升重物。 此时 MC（F）＝Mc（G），即 F×3m× sin60° ＝5kN×1m×sin60°,
移项得 F＝5kN／3＝1.67kN。
解 ⑴图1-43a
图1-45 题1-13图
⑵图1-45b
⑶图1-45c ∵BC为二力杆，可得NC的方向，再用三力 平衡汇交定理。
1-14 画出图1-46所示物系中各球体和杆的受力图。 解 ⑴各球体受力图如右
图1-46 题1-14图 ⑵此为两端受拉的二力杆
1-15 重量为G 的小车用 绳子系住，绳子饶过光滑的 滑轮，并在一端有F 力拉住， 如图 1-47所示。设小车沿光 滑斜面匀速上升，试画出小 车的受力图。（提示：小车 匀速运动表示处于平衡状态）
1
(FB×3a)－Fa－M＝0 FB－F－FA＝0 FB ＝ F＋FA
2-11 梁的载荷情况如图2-64所示，已知 F＝450N，q＝10N/cm， M＝300N·m，a＝50cm ， 求梁的支座反力。
解 各图的支座反力已用红色 线条标出，然后 ①取梁为分离体，列平衡方程， ②求解并代入数据，即得结果。
图2-64 题2-11图
1）图2-64a情况
∑MA（F）＝0， ∑Fy＝0， 由（2）：
MA（R）＝MA（F1）＋MA（F2） ＝F1 ×2m＋F2 ×（2m ×sin α） ＝（10N ×2m） ＋（ 40N ×2m ×sin α） ＝20N·m＋（ 80N·m ）sin α
代入已知值 MA（R）＝60N·m 得到 sin α＝0.5， 即α＝30°。
工业设计工程基础材料及加工工艺
图片赏析
实例四
压花玻璃又称花纹玻璃或滚花玻璃，压花玻璃是采用压延方法制造的一种平 板玻璃，制造工艺分为单辊法和双辊法。 单辊法是将玻璃液浇注到压延成型台上，台面可以用铸铁或铸钢制成，台面 或轧辊刻有花纹，轧辊在玻璃液面碾压，制成的压花玻璃再送入退火窑。 双辊法生产压花玻璃又分为半连续压延和连续压延两种工艺，玻璃液通过水 冷的一对轧辊，随辊子转动向前拉引至退火窑，一般下辊表面有凹凸花纹， 上辊是抛光辊，从而制成单面有图案的压花玻璃。
能力。含Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性比较
金属铸造成型工艺
离心铸造
铸型并凝固成型。离心铸造的铸型分为金属型和砂型两种。
离心铸造是将熔融金属浇入旋转的铸型中，是液态金属在离心的作艺：
冷模撞砂离心铸造工艺，其工艺流程是：工艺设计→设计工装→制造工装→
(三)化学稳定性和玻璃的光学性能
玻璃具有较高的化学稳定性，但长期遭受侵蚀性介质的腐蚀，也能导致变质 和破坏。 玻璃既能透过光线，又能反射光线和吸收光线，所以厚玻璃和多层重叠玻璃， 往往是不易透光的：玻璃反射光能与投射光能之比称为反射系数。反射系数 的大小决定于反射面的光滑程度、折射率、投射光线入射角的大小、玻璃表 面是否镀膜及膜层的种类等因素。 玻璃吸收光能与投射光能之比称为吸收系
数；透射光能与投射光能之比称为透射系数。反射系数、透射系数和吸收系
数之和为l00％。普通3mm厚的窗玻璃在太阳光垂直投射的情况下，反射系 数为7%，吸收系数为8％．透射系数为85%。 将透过3mm厚标准透明玻璃
的太阳辐射能量作为1.0，其它玻璃在同样条件下透过太阳辐射能的相对值称
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南京林业大学
姓名：董晨
学号：121404108
学院：家具与工业设计学院
专业：产品设计
注塑件：
加强筋：根据材料力学的理论，制品的抗弯刚度用E×I来表示，其中E为材料的弹性模量，I为制品的惯性矩。
矩形截面制品的惯性矩为：
I=b.h3/12
其中，b—制品宽度；h—制品高度，即厚度。
根据上式，可用下述办法来提高制品的弯曲刚度：
增加材料的弹性模量
增加制品厚度以提高制品的惯性矩
增设加强筋或采用折弯和曲面以提高制品的惯性矩
塑料本身的弹性模量通常在7GPa一下：可用采用添加填料的方法来提高塑料的弹性模量，但该方法的作用有限。
如热塑性塑料以玻璃纤维增强后其弹性模量一般在13GPa以下，并不能使制品的刚度增加很多。
从上式可知，增加制品的厚度可以明显提高制品的惯性矩，因惯性矩与制品厚度的3次方成正比，因而可大大提高制品的刚度。
但是制品厚度的提高必然导致注塑件成形加工的复杂化，且需要很长的冷却时间，还增加材料的消耗。
另外，注塑件一般容许的最大制品厚度为8mm，厚度过大，易产生气泡、凹陷、收缩不均等一系列缺陷。
所以，最有效的提高刚度的措施是在制品上设置加强筋，以增加制品的惯性矩，从而明显提高制品的刚度。
热成型件：
热成型制品壁面薄、面积大，为提高制品刚度，设计制品应考虑加强肋或凹凸图案等。
制品上的孔或开口不能直接通过热成型获得，须进行二次加工，如冲裁，钻等。
壁厚：热成型是通过片材拉伸变形成型制品，因此热成型制品的壁厚总是小于加工用片材的厚度，制品局部壁厚更薄，如转角、肋和凹凸图案等。
一般来说，加工用片材厚度与制品壁面厚度之比值等于热成型制品总表面积与加工用片材面积之比值。
由此可知，后者的比值愈大，热成型制品壁厚变形程度愈大。
反之，该比值愈小，制品壁厚变薄程度愈小。
若加工用片材厚度已知，可按热成型制品总表面积与加工用片材面积之比值估算热成型制品的壁面厚度。
若热成型制品的设计壁厚已定，可按该比值估算加工用片材厚度。
因此，热成型塑料制品的壁面厚度主要决定于加工用片材的厚度。
某些情况下，若成型模具制成后，只要通过改变加工用片材厚度就能实现改变热成型制品的壁厚。