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第三章 《體驗設計實踐》學習材料
設計課題的確定（發現與明確問題）
發現問題，提出設計課題
明確要求，進行設計定位
一般設計要求為：①應達到的標準：體現了該項設計所要達到的目標；
②所受限制：現有材料、資金、技術水平、環境因素、人的文化層次……
設計定位（確定設計要求）：根據設計可能受到的約束而加以權衡，做出選擇。
設計方案的制定
收集和處理信息：根據確定的課題，收集相關的材料，并對這些材料進行處理。主要有產品名稱、外觀、結構、大小、材料、工藝、特色、改進意見；
構思設計方案：采用多種方法集思廣益，進行設計分析；
構思方法：①草圖法②模仿法③聯想法④奇特性構思法
用草圖表達構思（草圖畫法見下一部分）；
評價與選擇設計方案構思；
這是一種創造性的工作。即使一件簡單的產品，其設計方案構思也不是單一的。要大膽，需要熱情和遐想，但更要科學和冷靜。應在滿足設計要求的前提下權衡利弊，選擇合適的方案，或在可能的條件下吸收各方案的優點來優化方案。例如，對學習用品盒，在選材料方面，可從下列材料選一種：有機玻璃、廢硬紙盒、塑料、木材、金屬薄板等，不同材料會帶來一系列不同的問題，如功能、結構穩定、成本適當、安全可靠、易于操作等。即
草圖的繪制
直線、斜線的繪制：
畫直線時，可先標出直線的兩端點，然后執筆懸空沿直線方向比劃一下，掌握好方向和走勢之后再落筆畫線，畫線時眼不要看筆尖，而應看兩端點。在畫水平線和斜線時，為了運筆方便，可將圖紙斜放。運筆方向如下：
2．常用角度的畫法:
畫45、30、60度等常用角度，可根據兩直角邊的比例關系，在兩直角邊上定出兩點，然后連接而成。
圓的畫法： 45° 30°
畫圓時，應過圓心先畫中心線，再根據半徑大小用目測在中心線上定出四點，然后過這四點畫圓。對較大的圓，可過圓心加畫兩條45度斜線，按半徑目測定出8點，然后過這8點畫圓。
橢圓的畫法：
<1>在橢圓的長短軸上定橢圓的端點；
<2>畫橢圓的外切矩形，將矩形對角線6等分；
<3>過長短軸端點和對角線靠外等分點畫橢圓。
幾種常見圖形的畫法：
<1>正等測圓：
畫一個菱形；b.在菱形四條邊的中點處各畫一點；
c.畫四個1/4圓弧完成這個正等測圓。
<2>畫圓柱體:
畫兩個正等測圓；b. 用兩條平行線連結兩個正等測圓。
<3>畫立方體：
a. 畫正等測正方形；b. 畫四條與水平面成30度角的線段；c. 確定立方體的高，畫四條垂線（內側垂線為虛線）；d.畫一個平行于底面的正等測正方形。
<4>畫錐體：
a. 畫兩條于水平面成30度角的射線；b. 畫一條垂線；c. 連接線（內側為虛線）。
制圖標準（機械制圖國家標準）
規定的圖紙幅面有五種。（單位：mm）
A0: 841x1189 A1:594x841 A2:420x594 A3:297x420 A4:210x297
字體要求：
字體端正，筆畫清楚，排列整齊，間隔均勻。
按國家標準規定，漢字應寫成長仿宋體，并采用國家正式公布的簡化字；字母及數字一般寫成斜體（與水平成75度角）。
字體高度（用h表示）的公稱尺寸為1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20mm（與字號數有
關）。要求字體高度不應小于3.5mm，其字寬一般為h/√2 。
3. 比例要求：比例是圖樣中的圖形與其實物相應要求的線性尺寸之比。無論采用何種比例，所注尺寸數字均應是物體的真實大小，與繪圖的比例無關。
常用：原體比例，放大比例，縮小比例。標準規定了優先采用的以下比例：
放大比例：5 ： 1 2 ：1 5×10n： 1 2×10n ： 1 1×10 n : 1
縮小比例：1 ： 2 1 ：5 1 ： 10 1 ： 2×10 n 1 ：5×10 n 1 ：10×10n
4. 圖線要求：繪制機械圖樣時，應采用下表中所規定的圖線。圖標規定粗線寬度b應按圖的大小和復雜程度，在0.5～2mm之間選擇。
圖線的名稱、型式、寬度及用途
5. 尺寸標注：
〈1〉尺寸的三要素：尺寸界線、尺寸線（包括箭頭）、尺寸數字
〈2〉常用尺寸標注方法：
角度標注； b.直徑或半徑的標注； c.球面的直徑或半徑的標注；
五：繪圖工具及用法：
常用的繪圖工具：丁字尺、三角板、圓規、分規、比例尺、曲線板、墨線筆等
圖板：鋪放和固定圖紙，表面平坦、光潔、左右導邊必須光滑、平直。
丁字尺：用來畫水平線
三角板：45°×45° 和 30°×60°各一塊
三角板與丁字尺配合可畫一系列不同位置的鉛垂線，還可畫出與水平線成30°、45°、60°以及15°倍數角的各種斜線。
圓規和分規：
圓規主要用來畫圓和圓弧；
分規主要用來量取線段和等分線段；
曲線板：用來畫非圓曲線的工具。
比例尺：又名三棱尺。三個棱面上刻有六種不同比例的刻度，使用時，可按所需要的比例量取尺寸。
墨線筆：加粗線條用。
(二) 繪圖用品：繪圖紙、繪圖鉛筆、擦圖片、繪圖橡皮、膠帶紙、小刀、砂紙等。
六：透視圖及正等軸測圖
透視圖：
形成規律：近大遠小、近寬遠窄、近高遠低、不平行于畫面的平行線組的透視必交于一點（即滅點）
類型：按消失點的數目分：
一點透視（又稱平行透視）可同時觀察到物體的前面和左右兩側的情況，因此一般用于室內布置、庭園、街景或主要表達物體正面形象的透視圖
二點透視（又稱角透視）主要畫產品設計的效果圖
三點透視（又稱斜透視）主要用于畫建筑物（尤其高大建筑）的效果圖
畫法：設視平線，取消失點，向消失點連線，圖形畫在連線內。
正等軸測圖
正等軸測圖是一種可以表現物體三維結構特征的圖形。采用這種投影圖可以表示最初的設計思想。我們可以在產品的設計說明書、廣告宣傳單上發現這種投影圖的蹤影。
平面結構（掃描的29頁）
正投影與三視圖
⒈正投影
光源發出的光線可將物體的影子反映在投影面上，這種投影稱為中心投影。中心投影所得到的物體的影子，其大小隨光源、物體與投影面的距離變化而變化。如果使投影光線相互之間平行且又垂直于投影面，則得到的物體的影子將不會隨光源、物體與投影面的距離變化而變化，這種投影稱為正投影。
正投影得到的圖形便于度量，易于繪制，因此工程上廣泛采用正投影原理來繪制圖形。投影線為人的視線所代替，因而投影面又稱為視圖。
利用正投影法進行投影時，會出現三種情況，如長方形的投影：
（1）被投影的長方形平行于投影面時，投影反映真實大小（真實性）；
（2）被投影的長方形垂直于投影面時，投影積聚成一條線（積聚性）；
（3）被投影的長方形與投影面傾斜時，投影雖仍為長方形，但面積已經小于真實大小，不再反映實形了，這種現象稱為投影變形，得到的投影稱為類似形（收縮性）。
⒉三視圖的形成
⑴ 形成
將物體置于三個相互垂直的投影面中，三個投影面分別稱為正面(V)、水平面(H)和側面(W)。利用正投影可以在這三個投影面上得到三個不同的投影，或稱三個視圖。
在正面上，得到的投影是物體由前向后的投影，稱為主視圖；水平面上，得到的投影是物體由上向下的投影，稱為俯視圖；側面上，得到的投影是物體由左向右的投影，稱為左視圖。三個視圖分別在三個相互垂直的投影面上。
為使三個視圖在一個平面上，需要把三個投影面展開。方法是：正面（V）不動，水平面（H）繞OX軸向下旋轉90°，側面（W）繞OZ軸向右旋轉90°，使它們與正面（V）成為一個平面。則三個視圖的位置關系是：俯視圖在主視圖的下方，左視圖在主視圖的右方。
⑵ 三視圖的投影關系
① 主、俯兩視圖反映了物體的長度，而且長對正；
② 主、左兩視圖反映了物體的高度，而且高平齊；
③ 左、俯兩視圖反映了物體的寬度，而且寬相等。
主、俯視圖長對正，主、左視圖高平齊，左、俯視圖寬相等，這是三視圖的基本投影規律，繪圖、讀圖都要嚴格遵守這條規律。
⑶ 視圖中圖線的形成
① 物體上平面或曲面與投影面相垂直，該面的投影便在投影面上集聚為一條圖線；
② 物體表面上的交線；
③ 平面或曲面的最外輪廓。
⑷ 物體的各部分在視圖中的體現——三視圖的方位關系
三視圖不僅反映了物體的長、寬、高，同時也反映了物體的上、下、左、右、前、后六個方位的位置關系，應把各個視圖緊密聯系起來進行想象。
① 主視圖反映了物體的上、下、左、右方位；
② 俯視圖反映了物體的前、后、左、右方位；
③ 左視圖反映了物體的上、下、前、后方位。
⑸ 簡單形體的三視圖
長方體、棱柱、圓柱、圓錐、球和圓環等。
⑹三視圖的繪制
① 形體分析
看物體由哪些基本形狀（長方體、立方體、圓柱體等）組成，有沒有開槽、切角、孔洞等。
② 選主視圖
a．物體擺放應使盡可能多的表面平行或垂直于投影面。
b．選擇能反映物體主要形狀特征的方向為主視圖的投影方向。
c．同時考慮盡量使俯視圖和左視圖簡單易畫，虛線少。
③ 作圖步驟
a．布置圖面，畫作圖基準線。
三個視圖的基準線按“長對正、高平齊、寬相等”的投影規律同時畫，不能先畫完一個視圖然后再畫另一個視圖。
b．如果物體有開槽、切角或孔洞，先不考慮，畫出物體總體基本形狀的三視圖。
c．分別將開槽、切角或孔洞在三個面上投影，畫出它們的三視圖。注意：不可見的輪廓要用虛線。
d．檢查，確認無誤，擦去多余圖線，按規定將可見輪廓線用粗實線描深，三視圖完成。
⑺三視圖與軸測圖的關系
① 根據三視圖繪制軸測圖。
② 根據軸測圖繪制三視圖（重點）。
零件圖及識讀
（一）圖樣是以投影原理為基礎，按照國家規定的制圖標準繪制出來的，圖中注有必要的技術要求和說明，它是機器制造業中最重要的技術文件之一。在生產中最重要的圖樣是零件圖和裝配圖。我們只學習零件圖。
零件圖是表達零件的圖樣。用通俗的話來說，就是零件生產出來之前人們對其要求的“樣子”。這個樣子是反映在圖紙上的，它應該包括下列內容：
1．一組視圖：這組視圖必須能完整而清晰的表達零件的形狀和結構。
2．尺寸標注
按加工要求標注零件大小的尺寸。
標注尺寸時要求：
⑴ 正確：尺寸標注的方法要符合國家標準的有關規定。
⑵ 完整：標注尺寸要齊全，既不遺漏，也不重復。
⑶ 清晰：尺寸布置要整齊，以便于閱讀和查找。
⑷ 合理：尺寸標注要符合設計和工藝要求。
3．技術要求
表面粗糙度：經過加工后的零件表面的粗糙程度。表面粗糙度對零件的許多性能有直接影響，表面越光滑則加工成本越高，應根據零件的作用選擇適當的表面粗糙度。
尺寸公差：加工零件時，考慮到可能的誤差而對零件規定一個允許的尺寸變動量，這個變動量程為尺寸公差。如φ14H7，“φ14”（表示圓的直徑為14mm）為基本尺寸，“H7”為公差代號，可通過查表獲得其上、下偏差值。
此外，技術要求還有熱處理及機械性能等。
4．標題欄
標題欄內說明零件的名稱、材料、數量及圖樣的編號、比例、制圖人、審核人等有關技術管理的內容。
（二）讀圖應了解的知識
剖視圖與其它視圖：分為全剖視、半剖視、局部剖視、階梯剖視、剖面圖等多種。
⑴剖視圖的概念：假想用剖切面剖開機件，將處在觀察者和剖切面之間的部分移去，而將其余部分向投影面投影所得的圖形，稱為剖視圖。
⑵有關術語：
①剖切面：剖切被表達物體的假想平面或曲面；
②剖面區域：假想用剖切面剖開物體，剖切面與物體的接觸部分；
③剖切線：指示剖切面位置的線（用細點畫線）；
④剖切符號：指示剖切面起、訖和轉折位置（用粗短畫表示）及投射方向（用箭頭或粗短畫表示）的符號。
2．零件圖中的技術要求：表面粗糙度、形狀與位置公差、公差與配合、材料與熱處理要求等。
（三）識讀零件圖
1．零件的類型：軸套類、輪盤類、叉架類、箱體類等。
軸套類零件主要結構是回轉體，一般只需用一個基本視圖來表示其主要結構形狀，而常用局部剖視、移出剖視、局部視圖和局部放大圖等表示零件的內部結構和局部結構形狀。
2．讀圖步驟：
⑴ 看標題欄，了解概況，了解零件的名稱、比例、材料等。
⑵ 分析圖形，想形狀。
⑶ 分析尺寸，定大小。找出尺寸基準。
按尺寸的作用分，主要有三類尺寸：
① 總體尺寸：表示物體總長、總寬、總高的尺寸。
② 定形尺寸：確定物體上某一結構要素的形狀大小的尺寸
③ 定位尺寸：確定物體上兩個形體或結構要素之間相對位置的尺寸。
⑷ 看技術要求，明確質量指標。
電路符號及線路圖（GB/T4728）
1．電路圖中的各種符號。
2．常用電路
（1）兩端可控電路
（2）動合自動復位電路
自動復位按鈕開關
（3）單按鍵自動恒溫式電飯鍋電路
（4）吊扇（帶調速器）電路圖
（5）三極管的放大電路：對交流信號i、u有放大作用。
請畫出下列立體圖形的三視圖。
　　
產品設計
物
環境
人
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