产品形态构成ppt课件

1、第4章 产品形状设计.学习目的和义务:了解工业产品功能分类方法，并能对现代生活中常见的工业产品进展分类。根据产品功能、人与环境要求、构造要求、资料等条件，设计产品形状的构成方式。熟习多种衔接构件方式。能根据设计要求，设计部件的衔接方式，明确产品构成方式与产品外型的关系。.4.1 单元空间构成法.产品形状设计概述1. 产品形状设计内容 产品外形设计实现产品功能 产品内涵设计传达情感和文化 对于一部分工业产品来说，产品设计是有明确的运用目的性的，而另一部分工业产品那么是追求装饰效果。 产品设计目的不同，其设计方法也完全不同。 这里我们主要讨论技术含量较高、需求批量消费的产品的形状设计方法。 产品形

2、状设计.1以传达文化内涵的产品形状设计 对于强调传达产品文化内涵，并能运用传统制造方法实现的产品，可从传达产品文化、情感角度出发，运用形状美学法，在确定采用哪种美学法那么最能确切表达其设计目的后，再选择相应的资料和加工工艺来完成。 这类设计普通出自传统工业，如陶瓷制造、玻璃制造、家具加工等。 玻璃烟缸的形状设计 紫砂茶壶的形状设计.2以实现产品功能为主的产品形状设计 对构造复杂、消费批量大、制造难度高、强调产品的运用功能的产品, 如：机械设备、仪器仪表、家用电器、通讯设备、医疗器械等产品，应首先思索实现产品的运用功能。 在此根底上，再根据产品的文化功能要求，讨论适宜的美学法那么进展形状修饰，以

3、传达设计的文化、情感等方面的内涵，或强调产品运用功能的效果。.现代产品根本上都有 实现产品运用功能和 传达设计文化多方面 的设计目的，这需求 设计者有一定的产品 构造、资料、工艺等 方面的设计知识，充分把握设计的要求， 掌握形状设计中二者 的比例关系，才干设 计出优良的产品形状。仪器柜电脑台 .产品由功能到形状的设计过程 产品功能需求经过选择相应的资料、适宜的构造设计才得以实现的，产品的构造是产品功能的载体。 所以，这类产品设计应该首先设计实现产品运用功能的构造， 然后在此根底上，根据产品的精神功能的要求，对产品初级形状的 进展修正，如：强调产品的运用功能、强调产品的运用环境、强调 产品的操作

4、程序、强调加工产品企业的文化，等等。. 产品总功能一级功能模块 二级单元空间 机构构件产品总体形状首先确定产品的主要功能，其次分解主功能为多个子功能的组合对已有的子功能按三种二级功能块展开在确保实现产品总功能的同时，根据构造逻辑顺序，组成多个产品总体形状最后选取最正确可行的方案一级功能模块二级功能模块二级功能模块二级功能模块 一级单元空间构件 二级单元空间 一级单元空间.产品总功能的化整为零处置：分解总功能为不同层次的各个分功能块，这些分功能模块都有详细、明确的目的，运用现代技术，经过各种购件、电器元件、机构实现每个功能模块的目的，这就构成最初的构造单元空间将这些初建的机构单元空间，经过一定的

5、整理、修正，便构成各不同层次的单元空间或模块，将这些单元空间根据实现功能的逻辑顺序组合，便构成最初的产品形状。功能逻辑顺序可以有多种，选择不同的功能逻辑顺序，就会有不同的产品整体形状。经过构造优化评判和形状修正，最终可确定最正确方案。.汽车的根底模块有4个根据陈列组合方式计算，其组合方式有24种，除去构造原理不能够的部分，构成以上11种构成方式。实例.2.产品总功能的分解 产品总功能分解方法：(1)根据美学法那么或构造原理将产品总功能分解为各个分功能:假设产品设计不涉及较复杂的构造时，可直接按照美学法那么进展分割;假设产品设计构造和原理较复杂，在熟习实现各个功能的机构、构件以及电器元器件的根底

6、上进展合理的分解，分解出来的分功能模块，就由实现其目的相应构造来承当。 静电吸尘真空吸尘附着吸尘电源滤网扇叶马达尘量指示除尘吸头把手集尘空间开关导管吸尘动力单元集尘单元控制单元. 设定: M代表动力单元，S代表集尘单元，C代表控制单元， 经过简图可初步确定各单元空间构成产品总体的顺序. .3. 最初单元空间确实定当产品根底功能模块与产品的根底单元空间的相对应时，其产品总功能就得以实现。实现某一个功能能够有多种方法，每一种方法都会有相应的元器件或构造支撑，并构成相应的单元空间，在最初的单元空间确实定时，美学法那么不是决议采用哪一种技术的先决条件，实现功能的技术是思索的独一要素。 实现单元功能目的

7、的技术构造，有能够是以固态方式展开，如：固定安装的电子元器件、线路板等； 普通在固态单元空间的设计中，要思索元器件的安装空间、散热空间、调试空间、屏蔽空间等；以动态方式展开，如：实现传送运动的四连杆机构、齿轮机构等。 最初的动态空间，还要思索机构活动的最大空间，不论能否在任务中能否能被用到，这能够涉及零部件的安装和调试空间。.4. 功能逻辑顺序组合法那么采用单元空间构成法设计产品形状，产品整体形状取决于产品各个单元空间的组合方式。在实践产品形状设计中，由于运用不同的资料、不同的理念、不同设计原理、不同的加工方法和工艺，实现同样的产品功能，就会有多种不同的组合方式。对于零件加工比较困难，产品构造

8、比较复杂的产品形状设计，应首先思索有效实现产品功能的逻辑顺序组合，按照逻辑功能的顺序将各个单元空间组合起来，然后再经过美学法那么进展修正，只需在实现产品运用功能的前体下，才干完成产品形状的设计。.案例4-1：清洁护栏车设计1设计目的功能 为了保证人们交通平安，城市公路中间和两边，都设有交通护栏，但随着时间的推移，交通护栏就会被灰尘污染，清洗护栏是一个繁重、任务量极大的活，只需当节日到来或有贵宾到来之前，有关部门才会组织大量的人力进展人工清洗。设计一辆清洁交通护栏的清洁车，减轻人工清洁的劳动强度，又可以降低高压水冲洗带来的浪费水资源景象。目前，有的城市有用洒水改装的清洁车。但能源耗费过大，不经济

9、。交通护栏 清洁护栏车.2产品功能分解产品主要主要功能：用水冲洗城市马路护栏，维护城市整洁 卫生，降低环卫工人劳动强度。产品挪动、动力：人的推力 为了降低本钱，动力采用人推车，以车行走所产生的动力，来实现清洁、冲洗功能。也可采用电瓶环保动力源来实现行车、清洁、冲洗等功能。.3产品构造构成 该设计经过多种机械传动安装，实现城市马路护栏清洗器设计与制造。产品整体采用车的方式实现挪动，产品整体分解为清洁系统、挪动系统和动力源三个二级构造元素，然后根据设计功能和构件。产品特点：运用方便，操作简单，制造本钱低，不排放任何有害气体， 是一款“绿色的环保机械，运用前景宽广。.4产品构件设计1刷洗方式，立式旋

10、转，横式旋转，横式排刷上下挪动2扁嘴喷头318寸橡胶规范轮胎4按一个十字路口段所需用水设计水箱大小，并经过人推最大才干为核定限制，并选择规范型箱体。56寸长尼龙毛旋转刷，刷杆高800mm。链轮系统 毛刷旋转系统 .5清洁车主要机构设计 机构1：车轮转动，经过一对链轮带动轴3转动，作为喷水和刷转动的动力源。 机构2：小链轮转动带动一对锥齿轮啮合旋转，锥齿轮带动立式刷轴转动， 实现刷洗动作。 机构3：小链轴经过凸轮转动，压迫水箱盖上下挪动，实现水压，成为喷水 动力。.6产品主要机构尺寸设定根据产品各功能设计个机构，并确定各机构所需求的空间。1链轮的传动比设计 人推着车步行速度 V0.8 m/s 城

11、市公路每两个消防栓之间的间隔 S500m 城市马路中间的栏杆高度：H930mm.2链轮和链条尺寸设计：选ISO链号08A-1 节距p12.7mm单排链，传动比i =5, Z1 =18,那么Z2=90 链轮参数根据GB1244-85计算得：(单位：mm) 小链轮的尺寸(Z1=18) 分度圆d1=73.14, 齿根圆df1=65.19, da1=78, 最大轴凸缘直径dg1=58, 齿宽b1=8大链轮的尺寸 Z2=90 分度圆d2=363.9, 齿根圆df2=355.95, da2=370, 最大轴凸缘直径dg2=350, 齿宽b2=8齿侧倒角 ba=0.13 p=1.651, 齿侧半径 ra=1

12、2.7初选中心距a0=(3050) p=381635mm 取a0=600mm链长Lpo154.27取链长Lpo155 节取中心距a625mm.3链轮尺寸：选ISO链号08A-1 节距p12.7mm，单排链 传动比i =5, Z1=18,那么Z2=90 链轮参数根气据GB1244-85计算得：(单位：mm)小链轮的尺寸(Z1=18) 分度圆d1=73.14, 齿根圆df1=65.19, da1=78, 最大轴凸缘直径dg1=58, 齿宽b1=8大链轮的尺寸 Z2=90 分度圆d2=363.9, 齿根圆df2=355.95, da2=370, 最大轴凸缘直径dg2=350, 齿宽b2=8齿侧倒角

13、ba=0.13 p=1.651, 齿侧半径 ra=12.7初选中心距a0=(3050) p=381635mm 取a0=600mm链长Lpo 154.27取链长Lpo155 节， 中心距a=, 取a625mm小链轮构造尺寸 系统传送系统.4齿轮构造设计小齿轮Z1=17 大齿轮Z2=68 C=0.2 ha*=1 模数m=2 压力角20计算结果：分锥角1142 27557分度圆直径：d1=34 d2= 锥矩R=70.09 齿宽b=20.21齿顶高ha1=ha2= 2 齿根高hf1=hf2=2.4 全齿高h=4.4齿顶圆直径da1=37.88 da2=.97 外锥高AK1=67.51 AK2=15.0

14、6齿顶角：a1=157 a2=157顶锥角：a1=1559 a2=755齿根角：f1=157 f2=157根锥角：f1=124 f1=740分度圆齿厚：S13.14 S23.14弦齿厚：S-1=3.14 S-2=3.14端面重合度：1.73 齿向重全度0弦齿高：h-1=2.07 h-2=2.00当量齿数 ZV1=17.52 ZV2=280.37.7产品整体形状设计根据产品运用的设计方法不同，其产品有不同成型方式。对于运用现代产品加工方式完成产品形状设计，其设计主要思索单元空间构成法，由于该产品整体主要运用机械设计方法，因此，该产品以单元空间的功能逻辑顺序为链接，产品整体形状设计主要由单元空间组

15、合构成。这就是单元空间构成法。为了强调产品总体形状的协调一致效果，在采用单元空间组合设计前，应尽量使各个单元空间有一样的设计因子，这样才干保证产品总体构成整体的视觉效应。.8产品整体设计风格与设计改良 由于产品设计采用了大量的规范件来降低产品的制造本钱，另外大型圆形轮子和矩形水箱的几何形状早已将产品风格定位于现代主义设计风格，产品其它构件，如：机构护栏、防护罩的设计风格也参考此设计风格，以便构成整体一致的效果。结论： 产品形状构成与实现产品功能的机构息息相关，与构成产品加工方法相关，产品总体形状风格应与产品总体设计目的相呼应。产品形状构成必需经过尺寸固定下来，也就是设计量化。没有量化的设计，只

16、是空谈，而工业产品的量化，是经过专业言语工程图学来表达。. 运用功能、文化功能、情感功能 选择资料、构造设计、加工工艺、形状设计 产品构造是实现产品功能的载体 回想：产品设计. 按类似产品构造进展分类： 纯框架构成健身器材、自行车 整体框架 框架与壳体综合构成电器柜、电脑机箱 整体壳体 (包容体 ) 虚体茶壶、抽屉 单元空间 静态空间电器元件 分类 动态空间机构 静态铆接、焊接 杆与杆衔接 动态活动铰链 静态螺钉衔接、焊接 铰链构造 块与块衔接 动态活动铰链、滑槽 静态螺钉衔接、焊接 杆与块衔接 动态活动铰链二、产品构造分类. 产品形状元素： 支撑件 支撑杆、板和框架 单位空间或体 元器件或机

17、构占有空间 由壳体包容的运用空间 构件衔接两个以上单位空间的零件组合体 现代设计中大量运用衔接构件，使之成为产品形状设计中 不可短少的内容，并对产品整体形状产生影响。 机构 实现传送运动和力的构件，实现功能要求的载体机构1链轮机构喷水和刷转动的动力源机构2锥齿轮机构锥齿轮啮合旋转带动立式刷轴转动， 实现刷洗动作机构3凸轮机构凸轮转动压迫水箱盖上下挪动产生水 压，成为喷水动力.1.整体框架构造 a) 纯框架构成 如：自动升降晒衣架、自行车、健身器材等 b) 框架和板件构成 担负固定和承载零件的作用 如：小学生用的课桌椅等 c板件包容整体 担负和接受小型元器件构成作用 如：电脑机箱构造、电器柜等产

18、品 自行车 健身器材 六摇杆工业遥控器.2.单元空间组合方式 a) 纯动态单元空间由机构组成 b) 静态空间 由固定元器件组成 c) 动、静态综合单元空间由固定元器件和机构组成 d) 虚空间由纯单元空间构成 如：茶壶构造、抽屉构造等；户外血氧仪.3. 衔接构件 衔接构件可用于杆件与杆件的衔接、块与快的衔接、杆件与块的衔接。衔接方式 固定衔接 铰链衔接 如今许多设计者将衔接构件设计内容列入了产品形状设计中。由于近代产品衔接构件的频繁运用以及在产品形状中所起的重要作用，衔接构件曾经成为现代产品形状构成的重要部分。它们在产品形状设计中的运用也将越来越广泛。 .从现代手机形状的开展看铰链对手机形状的影

19、响：不同方位的衔接，不同方式的衔接，可以发明出无穷无尽形状，给我们带来不同的心思感受。上翻盖手机滑盖手机360平面旋盖手机直板手机 直滑盖手机.双翻盖手机y2炫双卡双待双翻盖手机.明基西门子翻盖也双滑.三、静态单元空间的设计 20世纪60年代，电子工业的开展和新资料的出现为产品外观外型设计翻开宽广的空间，从电子管、晶体管、集成线路、集成块、芯片的变化，电子产品的体积顺速减少，电子管时代8人合围、三层楼高的手机，变为只需半个手掌大；曾经需求一幢小楼空间的计算机，如今只需一个手掌大，速度更快、信号更明晰。塑料的可塑、防震、轻、绝缘等性能及其柔和的曲线降服了消费者，也为设计师发扬人才拓展的宽广的空间

20、。一矫正去直线大平面的设计风格，静态空间的形状设计方式成为电子产品的主要构成方式，降低了加工难度，使设计师可以把本人大部分的精神放在优化产品形状设计方面。.形状静态空间设计程序得到简化： 确定一切电器元件的必需的空间尺寸，包括线路板等。 思索电器元件需求安装的空间、电器元件的散热空间以及调试和 维修等综合空间。 思索环境条件的要求。 如：具有静态空间构造的仪器仪表，假设用于严肃的任务，可选用有严谨比例的矩形作外壳， 对于装饰品、玩具产品，由于电子静态空间尺寸远远小于产品整体尺寸，在产品整体采用文化定位的前提下，只需思索各元器件被固定的方式和方法。具有虚拟空间和动态空间的豆浆机 具有静态空间的电

21、脑主机箱 .四、动态单元空间的设计 产品构造是实现产品功能的载体，每个功能块都有相对应的构造、机构来实现其目的，当实现分功能目的是由机构来实现时，该单元空间即为动态单元空间。机械设计中的机构有很多种，如四杆机构、齿轮机构、凸轮机构、行星机构。链轮机构等，这里只经过对常用的四连杆机构、凸轮机构等典型机构的分析，讨论机构最大单元空间确定的方法。 .机构的作用实现产品的动态功能要求 如带传动、链传动、连杆机构、凸轮机构及齿轮机构等。传送与改动运动和作用力 在产品形状设计中，如有产品功能需求经过机构功能来实现，将产品总功能分解为各个根底功能块，根据相应根底功能块要求，选择相应典型机构完成一个个传送或转

22、换运动和力的功能，从而实现产品总体功能。 产品设计师首先要在熟习典型机械机构的根底上，根据功能需求选择适宜机构，计算出各个机构所需空间，设定相应的根底单元机构空间，按照功能逻辑和美学法那么将根底单元机构空间实现产品总体组合。.一平面连杆机构 平面连杆机构是实现平面运动转换的机构。 四杆机构：由四个构件组成的平面连杆机构1. 四杆机构的根本类型 双曲柄机构 铰链四杆机构 以曲柄为原动件 曲柄摇杆机构平面连杆机构 以摇杆为原动件 滑块四杆机构. 2. 铰链四杆机构 以4个转动副铰链衔接4个构件而成的机构称为铰链四杆机构. 1曲柄摇杆机构 构成：铰链四杆机构的两个连架杆中，一个是曲柄, 另一个是摇杆

23、。 功能：实现以下两种运动转换： a以曲柄为原动件，可将曲柄的延续转动转换为摇杆的往返摆动。 b以摇杆为原动件，可将摇杆的往返摆动转换为曲柄的延续转动 。 破碎机的破碎机构 曲柄摇杆机构(搅拌机)运动平面的最大尺寸是以曲柄任务形状在直径最左端到曲柄任务到最右端，摇杆摆至最右端时，以及摇杆垂直地面高度为根据来确定运动空间。即运动空间的长=AB+AD+cosDC DC为高.2双曲柄机构构成：铰链四杆机构的两个连架杆均为曲柄功能：双曲柄机构中的任一个曲柄均可作为原动件， 由原动曲柄旋转带动从动曲柄旋转。 留意：双曲柄机构与齿轮传动、带轮传动等实现的运动转换在性质 上有一切不同。 设：曲柄AB为原动件

24、，当曲柄AB顺时时转过180时，从动曲柄DC转过180回到 起始位置AB时，曲柄DC那么转过角度a2回到DC那么起始位置。 运动空间长度= 两曲柄长度与固定链接间隔之和，即：AB+DC+AD双曲柄机构的运动 .(3双摇杆机构构成：铰链四杆机构的两个连架杆均为摇杆功能：双摇杆机构中的任一个活动件摇杆或连杆均可作为原动 件，使两个摇杆均实现往返摆动。运用空间的长度 = cosAB+AD+cosDC，高度为DC.3.滑块四杆机构简称滑块机构 构成：四杆机构中含有挪动副。 根本方式：曲柄滑块机构、导杆机构、摇杆机构 定块机构曲柄滑块机构由曲柄、连杆、滑块和机架组成的机构滑块与机架4用挪动副相连，与连杆

25、2用转动副相连。滑块行程机构中滑块往返运动两极限点间H偏心距 e对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构长为：2AB+BC, 高为：AB .案例4-1：汽车前窗刮水器设计汽车前窗刮水器击鼓的运动简图自动件曲柄AB旋转带动从动件摇杆往返摆动， 利用摇杆的延伸段在前窗刮水。刮水器也可以用其他两个机构来实现。汽车前窗刮水器机构 平行四边形机构运用实例 .案例4-2：驾驶椅挪动机构设计 a图为载货汽车里摆椅所用的平行四边形机构构造设计：机构上的A0B0与椅子连板上的AB能在运动中坚持相互平行实现功能： 无论小个子驾驶员要向前向下挪动椅子靠背，或大个子驾驶员要向后向上挪动椅子靠背，椅子只挪动不转

26、动，可维持椅子面靠背的倾角度不改动。平行四边形机构运用实例 .案例4-3：万能平移尺挪动机构机构中ABCD是一个平行四边形机构，EHGF是另一个平行四边形机构，分属两个几个机构的D、C两点和E、F两点又全固定在一块板上，一次无论怎样推移丁字尺，DC一直坚持与AB平行，EF一直坚持与HG平行于是能保证固定在尺架上的丁字尺的角度不变。 .案例4-4：公共汽车的车门开关机构公共汽车门的上方装有一个紧缩空气汽缸，驾驶员在驾驶室按电门开关，汽缸活塞杆伸出或缩回，就可实现开关车门，这个动作是经过四连杆机构来实现的。构件6、5分别是左车门和右车门，图中活塞杆7处于从汽缸8伸出的位置，对应着左右车门处于封锁，该四杆机构由自动曲柄1、从动曲柄3、连杆2和机架4组成；左车门6与曲柄1固结，右车门5与从动曲柄3固结，自动曲柄1的延伸段AE与活塞杆以铰链E衔接。当活塞杆缩回汽缸，铰链E带动自动曲柄1和左车门6均逆时针转过a角度，自动曲柄1的一端从B1到达B2 位置，经过连杆2把从动曲柄3的一端从C1推到C2 位置，使从动曲轴3和右车门5均顺时针转过a角度，于是左右两车门就翻开了。双点划线表示开门形状下双门和机构的位置.设计师：阿奇尔.卡斯蒂格林里意大利分析：这张灵敏多变的桌子/搁物架是由意大利一位声望很高的设计师阿奇尔.卡斯蒂格林里在65岁“高龄的时候设计的一件天才之作。桌子经过支