内容正文:
第五章 方案的构思及其方法
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考试标准
节名 考试内容 考核要求
方案的构思
方法 1.产品设计分析的三个要素
2.设计方案的常用构思方法
3.设计方案的制定
4.材料和标准件的选择
5.对设计方案的比较和权衡 c
a
c
b
c
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夯实考点
方案的构思方法
1.产品设计分析的三个要素(c)
任何产品的设计分析都要综合考虑“物”“人”“环境”三个要素。
“物”:产品本身的特点,主要考虑的因素包括功能、结构稳定、安全可靠、材料、成本适当、易于制作等等;
“人”:产品的设计要以人为本,为人服务;
“环境”:产品在一定的环境中使用,必然受到环境的制约,并对环境造成
影响。
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如图所示是一款新型旋转滚轮座椅,从设计评价和设计分析角度,以下说法不恰当的是( )
A.360°全方位倾斜减少脊椎受力,体现人机关系的健康目标
B.采用新型防震缓冲机构,体现设计一般原则中的创新原则
C.配备了松软的座垫,主要是从设计分析“物”的角度
D.配备滚轮方便移动,主要是从设计分析“环境”及“人”的角度
典例1
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解析:本题主要考查设计分析和评价及设计分析的要素。配备了松软的座垫,主要是从设计分析“人”的角度考虑的,故选项C不正确。
答案:C
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如图所示是一款折叠床。下列关于该产品的设计分析和评价中不正确的是( )
A.精选优质五金,持久耐用,主要考虑物的因素
B.折叠后空间立省一半,主要考虑环境的因素
C.边角细致打磨,主要考虑人的因素
D.采用榫卯连接,符合设计的技术规范性原则
典例2
解析:榫卯连接规格尺寸也不是统一的,所以无法体现技术规范性原则,故D错。
答案:D
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2.设计方案的常用构思方法(a)
(1)方案的构思
方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上,通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来,形成一个完整的抽象物,并采用图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。
(2)方案构思的方法
方案构思的方法有草图法、模仿法、联想法及奇特性构思法。
①草图法。通过在纸上画草图的形式来构思设计产品的方法。
②模仿法。通过模仿自然界或其他事物的功能、形状、结构等来构思设计产品的方法。
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③联想法。通过对一种或者多种事物的分析联想而获得一些设计方案的方法。
④奇特性构思法。通过对一些事物在原理、结构、材料、方法、用途等方面的创造来构思设计产品的方法。
3.设计方案的制定(c)
在发现问题和明确要求的基础上,通过对资料的收集和整理,并依据一定的条件进行筛选,最终确定设计方案。
方案制定的要求:
(1)运用不同的材料、结构可以产生不同的设计方案。
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(2)通过方案的比较与权衡,不断优化方案。
一般来说,该类型的设计题可从结构限定、功能限定、材料限定等方面进行分析。但任何产品都不是孤立存在的,一方面,它是为人服务的,人的需求在很大程度上决定着产品的设计;另一方面,它是在一定的环境中使用的,必然受到环境的制约,并对环境产生影响。因此,设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面。
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如图所示是一款固定在墙上的家用单杠。为了节省空间,要求不用时单杠可以收起,请改进底座与支撑臂的连接方式,重新设计底座。已知条件和设计要求如下:
A.支撑臂可以绕底座转动,底座用四个直径为10 mm的膨胀螺栓固定;
B.支撑臂的截面尺寸为40 mm×50 mm,筋板直角边的尺寸分别为60 mm和
80 mm,厚度为10 mm。
典例3
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请根据上述设计要求,完成以下任务:
(1)画出底座的设计草图(只需画出一个底座),必要时可用文字说明。
解析:(1)画设计草图时一定要规范,要符合题目的基本要求。
答案:(1)设计草图如图。
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(2)在设计草图上标注底座的主要尺寸。
(3)说明你的设计方案中是如何实现支撑臂转动的。
(4)增加筋板的长度的作用主要是为了减少支撑臂受到 产生的形变(在①剪切力;②拉力;③弯曲力;④压力;⑤扭转力中选择一项,将序号填写在横线处)。
解析:(2)尺寸的标注一定要完整、合理、正确、清晰。(3)只有铰连接才能使支撑臂实现转动功能,因此可以采用螺栓螺母连接。(4)单杠使用的过程中,支撑臂发生弯曲形变,因此,增加筋板的作用是缩短力矩,抵抗支撑臂发生弯曲形变,故选③。
答案:(2)尺寸标注如图中所示。 (3)支撑臂的一端通过螺栓螺母与底座连接,不用时支撑臂可以绕螺栓转动使单杠收起,使用时支撑臂可以绕螺栓转动使单杠水平放在三角形筋板上。 (4)③
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4.材料和标准件的选择(b)
标准件是指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。包括紧固件、连接件、密封件、滚动轴承、滚针轴承、螺孔和型材