机械优化设计第7-8章

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1、教案首页课程名称机械设计学任课教师李玉柱第七章人机学设计计划学时1第八章机械产品的商品化设计计划学时2教学目的和要求：1.了解人机学设计中应遵循的原则；2.了解商品化设计的意义。为产品进入市场，赢得消费者，应做些抓住消费者心理的工作。重点：1.人机学设计中应解决减轻人的疲劳（包括体力、心理的疲劳）的因素，提高工作效率；2.商品化设计中的造型设计和色彩设计。难点：1.减轻人的疲劳应采取的措施；2.造型设计中的美学法则；3.色彩设计中的颜色搭配、谐调问题。思考题：1.人机学设计中应遵循的原则有哪些？2.影响产品竞争力的三要素是什么？3.艺术造型设计中的美学法则有哪些？12第

2、七章人机学设计一、概述：本教材第一章（绪论）中的第五节，在讲到近代“设计学”的重大发展时，特别强调，对于“设计学”来说，真正激动人心的是三项“设计学”核心技术的萌芽和发展。这三项“设计学”核心技术是：“功能”思想的提出和发展；“人机学”思想的形成和发展；“工业设计”学科体系的发展和成熟。“人机学”思想的核心就是在设计机器时，必须处理好人与机器的关系，使设计的机器“宜人”。因为，各种机械产品都是供人使用的。人要在各种环境中使用工具、操纵机器，人和机器及其周围环境构成了一个统一的系统。构成该系统的三要素中，人是第一位的，是第一要素。“人机学”就是从“系统论”的观点来研究人、

3、机器、环境三者之间的相互关系。它研究的重点是人，从人的生理和心理特征出发，使系统中的三要素相互协调，以便促进人的身心健康，进而提高工作效率。二、人体力学与机械设计1.肌肉的生理特征1）肌肉收缩产生力。人体肌肉约占人体重量的40%。肌肉可以收缩，收缩量可达原长的50%。人体就是靠肌肉收缩产生力，而使人体运动来做功的。121）动态施力，不易疲劳；静态施力，易疲劳。肌肉在收缩产生力的过程中，要消耗肌肉中的化学能源。能源补充靠从人体血液中不断地输送氧、葡萄糖等供能物质和蛋白质、脂肪的共同作用。动态施力时，肌肉有节奏地收缩和舒张，收缩时，血液被压出，带走代谢废料；舒张时，又使新鲜

4、血液进入肌肉，供给足够的糖和氧。静态施力时，肌肉较长时间处于紧张的收缩状态，血液流动受阻，影响能源的补充和废料的排出。有实验指出，静态施力时，在肌肉中的血液量仅为动态施力的1/10-1/20。所以在静态施力时，能耗增加，心率加快，加速了肌肉的疲劳进程。2）肌肉收缩产生的肌力愈大，肌肉愈易疲劳。人体各部分肌肉产生的肌力是不同的。俗话说：“胳膊拗不过大腿”就是这个道理。某一块肌肉产生的肌力愈大，愈接近该块肌肉的施力极限，就愈易疲劳。为减轻疲劳，则应使肌肉的实际负荷小于该肌肉所能产生的最大负荷的15-20%为宜。2．从人体力学考虑人机学设计根据人体肌肉的上述生理特征，我们为了

5、提高作业效率，就应尽力避免易引起肌肉疲劳的两个因素：12一是长时间静态施力；二是使肌肉施力过大。努力做到：1）尽量多地动态施力；2）合理使用肌力，降低肌肉的实际负荷。我们作为设计人员，在设计机械、仪器、工具及作业空间时，应充分考虑人体生理特征，遵循人机学的基本设计原则。做到：1）尽量避免操作者在较长时间内以一种姿势施力；2）尽量减少肌肉担负的实际负荷；可以采取负载分担、让能产生强大肌力的肌肉施力、降低肌肉的静态施力。3）避免容易造成静态施力的不自然姿势；4）尽量使关节减小所承受的力矩。第八章机械产品的商品化设计第一节概述一、商品与产品设计的目的是满足人类不断增长的物质和

6、文化需求，而人们需求的满足是通过企业向市场上不断提供的产品来实现的。为满足市场需要而生产的产品就是商品。12产品要投放市场成为商品，就要接受市场剧烈竞争的考验，接受消费者的评判。这是消费者的利己主义所决定的，这是他们的权利，无可厚非。不能给消费者带来物质上或精神上的满足感，消费者是不买你的帐的。所以产品应该是为满足人们需求而设计生产的具有一定用途的物质和非物质的形态服务的总和。它包括三方面的内容：1．产品实体产品提供给消费者的效用和利益；2．产品形式产品质量、品种、花色、款式、规格、商标、包装等；3．产品延伸产品的附加部分，如维修、咨询服务、分期付款、定期回访、交货安排

7、等。二、产品竞争力的三要素产品要具有竞争力，要在激烈竞争的市场上占有一席之地，就要遵循市场经济的规则，按市场经济的客观规律办事。设计者应充分认识到市场的挑剔性、严酷性、多变性，要有风险意识、竞争意识、超前意识（前瞻性、创新性），在产品设计时，要充分考虑到影响产品竞争力的三个要素，使走向市场的产品在竞争中立于不败之地，为企业带来丰厚的利润回报，也给自己带来物质上和精神上的享受，充分体现自己的人生价值。三要素是：产品功能原理的新颖性核心要素产品技术性能的先进性基础要素迎合顾客，提高产品吸引力心理要素三、商品化设计的四大措施12产品竞争力的三要