星空体育官方网站工业设计与机械设计 姓名： 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 电话： 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，同吋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吋代，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, 同吋中国加入W TO给机械设计与工业设计提岀了新的机遇和挑战，要求人们通 力合作设计岀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，资源贫乏星空体育官方网站，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、日立等符合吋代生活方式的汽车、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”。同吋，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 术创造岀新的肌理形态。所以星空体育官方网站，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吋代感，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星空体育官方网站，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人 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，以及可冋收、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，人们对产品不断提岀更深层次、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，做岀的相应设计有： 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吋间内完成规定功能的能力［4 ］。可靠 性的提岀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 面的能力。由于可靠性与市场经济紧密挂钩，因此人们给予高度重视。如美国人 预言，今后只有那些达到高度可靠性指标的产品和企业才能在日益激烈的国际 贸易竞争中幸存下来。又如日本人断言，今后产品竞争的焦点是可靠性。既然可 靠性是研究产品寿命开始到寿命终止的整个阶段的质量指标的变化规律，因此 可靠性指标必然与实践相联系，它应该也必然与可持续发展工程与可冋收工程 相关联。 3、 人机工程学设计准则与方法 人机工程学现在已发展为一门多学科交叉的工业设计学科，研究的核心问题 是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、 生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过 各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得 作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。 让机器及工作和生活环境的设计适合人的生理心理特点，使得人能够在舒适 和便捷的条件下工作和生活，人机工程学就是为了解决这样的问题而产生的一门 工程化的科学。 在“人一一机一一环境”人系统中，人与机之间形成一个界面，人系统能否 良好运转与这个界面设计的好坏有很大的关系。人机工程学设计的重点之--就是 界面设计。追求友好的人机界面。它涉及人和机各自的特性，界面设计的任务就 在于深刻认识这种特征，并在界面上建立双方最佳耦合关系。主要包括：① 基 于人体感觉器官的人机界面设计；② 基于人体形态学的人机界面设计；③ 基 于人体力学的人机界面设计；④基于人一一计算机的人机工程学设计。 机械设计与工业设计 21世纪，我国的机械产品在激烈的国际竞争中，如果不加快产业结构、产 品结构的调整，不改变传统的设计观念，学习先进的设计理论、技术和方法，不 抓技术创新，不通过设计提高附加价值，不抓规模效益，就很难立于世界强手 之林。也就是说，传统的机械设计需要随着时代的发展而发展，传统的机械设计 理论需要与新的设计理论相结合并加以创新，需要采用新结构、新工艺、新材料 以适应现代化机械产品在多功能、可靠、高效、节能、小型、轻量、美观等方面 的要求，并口要满足信息化、自动化和智能化对机械设计的要求。 从工业设计角度来看，产品设计中的功能设计、人一一机方式设计、造型设 计（形态、色彩、肌理、装饰等）是确保产品内外质量、提高产品附加值、增强 市场竞争力等密不可分的整体。就产品造型设计而言，在设计、表现和推岀的新 款产品中只有那些符合功能、结构、加工工艺技术、人机工程、环境等要求，符 合人的审美意识、心理、生理要求，符合市场需求的产品才是好的、美的设计作 品。 机械产品造型设计的特征： 1、 机械产品的造型设计首先应服从于功能目的，机械产品是通过人量材料、 一定的结构、生产工艺来完成的，是科学技术、材料、结构、工艺、造型艺术完 美的统一。 2、 机械产品的造型设计必须适应现代化生产方式，使设计的产品加工方便, 符合标准化、通用化、模块化、系列化及批量生产的要求，体现经济性。 3、 机械产品的造型设计，必须符合人的生理、心理特征，设计合理的人2 机界面，使人一一机一一环境相适应，体现宜人性。一个产品拥有友好的人机界 面往往令使用者倍感亲切。 4、 产品是人类文化的重要载体之一，高精尖的技术产品是人类文明进步的 重要标志。机械产品应通过造型设计去反映时代精神和社会物质生活，以及科学 技术的面貌、水平，去反映产品特定的内容、情趣，以及民族与文化的特征，以 适应市场及消费者需求，产品总是这样具有极其强烈的吋代性。 5、 机械产品造型设计要注意继承与创新。要继承前人的设计理论、技术、 方法和设计成果，进而创新并形成具有企业自己风格，具有吋代特征的新产 6、 机械产品的造型设计应同吋具有作为物质产品的实用性、使用价值和作 为造型艺术的审美性，体现物质与精神功能的双重特征。 7、 造型设计应体现出总体设计、结构设计、造型设计、人机设计，其至管 理、销售等的系统性、综合性，达到实用、经济、美观、宜人、创新的设计原则。 把造型设计中的美学原则融入到机械产品之中 1、比例与尺度：正确的比例尺度，是造型设计的基础。机械产品造型比例 的基本构成条件是产品功能。如加工细长零件的普通车床、外圆磨床等，其造型 应该是低而长，成为卧式加工机床。不同用途的机械产品，其造型比例关系亦不 相同。而不同时代又有不同的审美要求，使产品在比例、现行风格和色彩等方面 形成不同的时代风格，具有不同时代特征的形式美。 2、 均衡与稳定：一般情况下应有意识地运用不同结构布局、质量、几何形 状、肌理、色彩、装饰件等的精心处理，形成既有造型变化，又产生视觉上均衡、 稳定效果的完美整体。 3、 统一与变化：这是产品设计屮最为重要、最能发挥工业设计师才华的美 学原则，应从机械产品的整个系统、主体造型一直到装饰的细微处全面考虑。这 应由工业设计师自始至终与工程技术人员密切协作，发挥各自的长处，从系统、 整机一直至细部均统一协调。 机械产品的色彩设计 机械产品的色彩，不仅具有保护、防锈的作用，更具有美化产品、美化环境、 提高工作效率、增加产品价值等作用。当然，机械产品的色彩设计不同于工艺品、 装饰品、口用品，而有其特定的基本原则。其特点是色彩设计应符合功能要求、 环境要求、人机工程要求，应符合人的审美情趣及经济性。色彩应简洁、单纯、 美观、大方，既协调柔和又富有时代性、装饰性。 一项产品的推出总是以社会需要为前提的，没有需要就没有市场。但是社会 需要是变化的，不同的时期、不同的环境，就会有不同的市场行情和需求。因此, 产品要不断的改进和更新，更要不断开发新产品以适应市场的变化和市场的需 求。在当今市场全球化的大潮屮，工程师和设计师一定要树立真正的市场观念， 以真实的社会需求作为最基本的出发点來研制产品。机械工程师设计创造的产 品、工业设计师设计创作的作品、市场营销商经销的商品是三位一体的整体，工 程师和设计师必须密切合作，共同努力，不但要研制出功能优秀的产品，而且 要为这种功能产品找到符合人们审美需要、符合时代潮流的形式，从而向市场提 供适销对路的商品。设计师和工程师的工作是密不可分的，成功的商品是设计师 和工程师共同的知识、技能、智慧和汗水的结晶。过去的实践证明，工程师设计 的纯功能产品是缺乏市场竞争力的，艺术家创作的纯艺术品只是仅供观赏，缺 乏实用价值。在经济全球化、社会变异和技术创新的新世纪，生产与工艺趋同化, 大部分行业受到相当程度的冲击，工业设计与机械设计在现代社会中所扮演的 角色与任务也面临重新自我检视与调整。工业设计与机械设计进行更紧密的结合 是时代发展的需要，是提高我国产业技术创新能力和国际竞争能力的有效途径。 机械工程师和工业设计师迫切需要携手并进，通力合作，提高设计水平，为市 场提供优质的设计服务和优秀的产品，开辟工业设计与机械设计合作的新篇章。 参考文献： 沈乐年，刘向锋《机械设计基础》 北京：清华大学岀版社，1997 高健 《机械优化设计基础》北京：科学岀版社,2000 杨汝清 《现代机械设计》 上海：上海科学技术文献岀版社，1998 [美]莱曼?温纳，魏立原，黄向阳译 《产品管理》 北京：北京人学出 版社, 1998 [5] 丁玉兰 《人机工程学》 北京: 北京理工大学岀版社，2001 [6] 何人可 《工业设计史》 北京: 北京理工大学岀版社，2000 [7] 雷振亚, 魏英 《商品美学》 北京：北京大学岀版社，1989 [8] 卢少夫 《立体构成》 北京： 屮国美术学院出版社,1993 [9] 刘求生 《新产品开发》 北京：清华大学岀版社,2001 [10] 詹雄 《机器艺术设计》 长沙: 湖南大学岀版社,1999 [11] 王成愿 《现代机械设计- -一思想与方法》 上海:上海科学技术文献出 版社, 1998 [12] 王小义 《新设计?工业设计》 江西美术出版社,2001 [13] 高敏, 谢庆森 《工业艺术造型设计》北京：机械工业出版社，1992

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