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清华大学机械设计基础讲义-机械总体方案的设计.ppt

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清华大学机械设计基础讲义-机械的平衡-PPT精品文档

清华大学机械设计基础讲义-机械的平衡-PPT精品文档
（1）刚性转子的平衡：
作转速低于一阶临界转速的转子平衡。
（2）挠性转子的平衡： 当工作转速大于一阶临界转速的转 子平衡。
乐考无忧，考研我有！
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
2) 机构的平衡
机构的平衡：一般是指存在有往复运 动或平面复合运动构件的机构平衡。
• 惯性力和惯性力矩不可能在构件内部 Evaluation only. 消除
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 • 所有构件上的惯性力和惯性力矩可合 成为一个通过机构质心并作用于机架 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 上的总惯性力和惯性力矩。
机构在机架上的平衡： 总惯性力和总惯性力矩在机架 上得到完全或部分平衡。
wwwww
乐考无忧，考研我有！
F=F1+F2+F3+Fb=0
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
11.2.1 刚性转子的静平衡设计
m e m r m r m r m r 0 1 1 2 2 3 3 b b
m和e分别为转子的总质量和总质心的向径；
Evaluation only. 径宽比D/b≥5的转子（砂轮、飞轮、齿轮）：可近似地认为其不平衡质 ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 量分布在同一回转平面内。 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 1) 根据转子结构定出偏心质量的大小
ted
5.2
Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
若不平衡，则需要在结构上采取措施消除不平衡惯性 力的影响。

机械设计基础课程设计PPT课件

机械设计基础课程设计PPT课件
方案优化
针对较优方案进行细节优化，如结构改进、性能提升等，形成最 终设计方案。
设计计算的步骤与注意事项
设计计算步骤
根据设计方案，进行受力分析、强度校核、刚度计算等，确定关键零部件的尺 寸和参数。
注意事项
在设计计算过程中，要遵循相关设计规范和标准，确保计算结果的准确性和可 靠性。同时，要注意考虑制造、装配、调试等环节的实际情况，确保设计的可 实施性。
设计方案应具有创新性和 可行性
设计成果应包含完整的图 纸、说明书和报告
课程设计的评价标准
01
设计方案的创 意性和实用性
02
设计过程的规 范性和严谨性
设计成果的质 量和完整性
03
04
团队合作和沟 通能力
05
课程设计过程与方法
设计思路的确定与拓展
明确设计任务和要求
01
了解设计对象、功能需求、性能指标等，形成初步设计思路。
01
02
03
04
功能需求原理
设计应满足产品的功能需求， 包括使用功能、操作功能、维
护功能等。
可靠性原理
设计应确保产品的可靠性，即 产品在规定条件下和规定时间
内完成规定功能的能力。
安全性原理
设计应考虑产品的安全性，防 止因设计不当导致的意外事故。
经济性原理
设计应在满足功能需求的前提 下，追求最低的成本和最高的
THANKS
感谢观看
高设计效率和准确性。
绿色设计
环保意识的提高使得绿色设计成 为机械设计领域的重要发展趋势， 通过采用环保材料和优化设计方 案等手段降低机械产品的能耗和
排放。
模块化设计
模块化设计可以提高机械产品的 通用性和互换性，降低生产成本 和维护成本，是机械设计领域的

机械设计基础PPT完整全套教学课件

机械设计基础PPT完整全套教学课件
的强度和刚度。
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方 式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润 滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以 作为制造依据的工作过程。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
THANK YOU

2024版机械设计基础PPT全套完整教学课件pptx

2024版机械设计基础PPT全套完整教学课件pptx

人机交互优化
通过改进人机交互方式，提高机械操作的便捷性和舒适性。
未来机械设计的创新点与突破
• 跨领域融合：将不同领域的技术和理念融 入机械设计，创造出更具创新性和实用性 的产品。
未来机械设计的创新点与突破
新材料应用
探索和应用新型材料，提高机械 产品的性能和寿命。
先进制造技术
采用先进的制造技术，如精密加工、 超精密加工等，提高机械制造的精 度和效率。
绿色设计
注重环保和可持续发展，减少资源消耗 和环境污染。
机械设计的发展历程与趋势
集成化设计
实现多学科、多领域的协同设计和优化。
个性化设计
满足用户个性化需求，提供定制化的设计方案。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
包括齿轮、带轮、链轮 等，用于传递动力和扭
矩。
轴系零件
连接零件
密封零件
机械制造工艺的优化与改进
工艺优化
通过对现有工艺的改进和优化， 提高产品质量和生产效率，降低
生产成本。
新技术应用
积极引进和应用新技术、新工艺、 新材料等，推动机械制造工艺的 创新和发展。
智能化制造
借助人工智能、大数据等先进技 术，实现机械制造工艺的智能化 和自动化，提高生产效率和果
完成齿轮减速器的三维模型设 计、二维工程图绘制及装配图
等。
案例二：轴承座的设计
设计背景
轴承座是支撑轴承并传递载荷的重要部件， 广泛应用于各种机械设备中。
设计步骤
确定轴承类型、选择轴承座结构形式、计算 轴承座尺寸、校核轴承座强度等。
设计目标
实现支撑轴承、传递载荷、保证轴的旋转精 度等功能。
机械设计的发展趋势与挑战

机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版(2024)

机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版(2024)
设计应确保机器或设备在使用过程中的安全性，防止对人员和环境造成危害。
5
2024/1/26
从传统的经验设计、类比设计到现代的优化设计、创新设计，机械设计经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。
未来机械设计将更加注重创新、智能化、绿色化和人性化等方面的发展，同时还将涉及到更多的新材料、新工艺和新技术等领域。
蜗杆传动的类型、特点及应用
介绍普通圆柱蜗杆传动、圆弧圆柱蜗杆传动等不同类型的蜗杆传动，阐述其工作原理、优缺点及适用场合。
蜗杆传动的参数选择与计算
深入讲解蜗杆传动的模数、齿数、导程角等关键参数的选择与计算方法，为设计提供指导。
21
2024/1/26
摩擦轮传动的类型、特点及应用
介绍圆柱摩擦轮传动、圆锥摩擦轮传动等不同类型的摩擦轮传动，阐述其工作原理、优缺点及适用场合。
30
2024/1/26
阐述创新思维的定义、特点及其在机械设计中的应用价值。
创新思维的内涵与特点
ห้องสมุดไป่ตู้
探讨如何培养创新思维，如观察分析、联想类比、逆向思维等方法。
创新思维的培养与激发
介绍TRIZ理论、头脑风暴法、六顶思考帽等创新方法在机械设计中的应用实例。
创新方法在机械设计中的应用
分析具有创新性的机械设计案例，如新型机构设计、轻量化设计、绿色设计等，探讨其创新点及实现方法。
自由度计算
机构的自由度是指机构中独立运动的数目，通过计算可以得出机构的运动确定性和灵活性。
运动链与运动副
运动链是由一系列运动副连接而成的系统，运动副是机构中两构件直接接触并能产生相对运动的连接。
13
2024/1/26
1
2
3
研究机构在已知外力作用下的运动规律，包括速度、加速度、位移等运动参数的计算。

机械设计基础概论PPT课件

机械设计基础概论PPT课件
目的
机械设计的目的是在满足预定功能的前提下，优化机械产品的性能、提高效率和降低成本。
机械设计发展历程
手工设计阶段
01
早期的机械设计主要依靠设计者的经验和手工计算，设计效率
低下且精度不高。
计算机辅助设计阶段
02
随着计算机技术的发展，CAD等设计软件广泛应用于机械设计
领域，大大提高了设计效率和精度。
智能化设计阶段
根据连接件和紧固件的受力情况和工作环境等因素，选择合适的类型（如螺栓、螺母、 销钉等）和尺寸。
进行连接件和紧固件的强度计算
根据连接件和紧固件的载荷和应力分布等参数，进行必要的强度计算，以确保连接件和 紧固件在运转过程中不发生失效。
考虑连接件和紧固件的防松和防腐措施
为保证连接件和紧固件的可靠性和使用寿命，应采取有效的防松和防腐措施，如采用锁 紧装置、表面涂层等。
轴上需要安装轴承、齿轮等零件时，应设计相应的轴肩、键槽等结 构，以实现零件的准确定位和紧固。
保证轴的加工和制造工艺性
轴的结构应尽量简单，易于加工和热处理，以降低制造成本和提高 生产效率。
齿轮传动零件设计要点
1 2 3
选择合适的齿轮类型和材料 根据传动功率、转速和工作环境等因素，选择适 合的齿轮类型（如直齿、斜齿、锥齿等）和材料 （如钢、铸铁等）。
包括强度、塑性、硬度、韧性等指标，以及影响材料力学性能的 因素。
材料的种类与选用
介绍常用工程材料的种类、性能特点及应用范围，如金属、非金属、 复合材料等。
材料的热处理与表面工程
讲解材料的热处理原理、方法及应用，以及表面工程技术的种类、 特点及应用。
制造工艺基础
铸造工艺
介绍铸造工艺的原理、 特点及应用范围，包括 砂型铸造、特种铸造等。

机械的总体方案设计ppt课件

机械的总体方案设计ppt课件

3
机械系统的总体方案设计
（一）现代机械系统的概念和功能 机械系统的概念
由计算机与信息网络控制的、用于完成包括机械力、运动 和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系
的系统 。 机械系统的功能
现代机械的总功能是对输入的物质、能量和信息进行预定 的变换（加工、处理）、传递（移动、输送）和保存（保 存、存储、记录)。
24
（一）执行机构型式设计的基本原则
1．满足执行机构运动规律的要求 2．结构简单，运动链短 3．使执行系统有尽可能好的动力性能 4．充分考虑动力源的形式 5．使机械操作方便，调整容易，安全可靠
25
图28-5 可生成直线轨迹的两种机构
a）产生近似直线轨迹的简单机构
b）产生精确直线轨迹的复杂机构
21
（二）运动规律设计的方法和注意事项
图28-4 四种不同的加工内孔的运动规律方案 a）车床方案 b）镗床方案 c）钻床方案 d）拉床方案
22
§28.3执行系统的型式设计和协调设计
一、执行机构的型式设计 二、执行机构的协调设计
23
一、执行机构的型式设计
执行系统的型式设计和协调设计
（一）执行机构型式设计的基本原则 （二）执行机构型式设计的方法
29
图28-9 有停歇的摆动导杆机构
30
图28-10 应用扩展法增大急回特性和运动行程
31
二、执行系统的协调设计
执行系统的型式设计和协调设计
（一）执行系统协调设计的原则 （二）执行系统协调设计的方法和步骤 （三）运动循环图 （四）举例
32
（一）执行系统协调设计的原则
1．满足工艺过程动作先后顺序的要求
第二十八章 机械执行系统的方案设计

机械设计基础说课ppt完整版

机械设计基础说课ppt完整版

切削加工工艺
特种加工工艺
通过刀具与工件之间的相对运动，将工件 上多余的材料切除，以获得所需形状、尺 寸和表面质量的零件。
如电火花加工、激光加工、超声波加工等， 适用于难加工材料或复杂形状的零件加工。
机械设计中的精度与公差
精度概念
指零件的实际尺寸、形状和位置等参数与理想值之间的接 近程度。
公差概念
指允许零件尺寸、形状和位置等参数在一定范围内变动的 量值。
安装与维护
介绍轴承的安装、调整和维护 方法，确保轴承的长期稳定运
行。
齿轮设计实例
齿轮类型与选择
介绍常用齿轮的类型、特点及适用场合，阐 述齿轮选择的原则和方法。
齿轮强度计算
进行齿轮的受力分析，计算齿轮的弯曲强度 和接触强度，确保满足设计要求。
齿轮几何参数计算
根据传动要求，计算齿轮的模数、齿数、压 力角等几何参数。
01
02
03
静力学原理
研究物体在静止状态下的 受力平衡条件，为机械设 计提供基础支撑。
动力学原理
研究物体在运动状态下的 受力与运动关系，为机械 系统的运动分析提供依据 。
弹性力学原理
研究物体在受力作用下的 弹性变形规律，为机械零 件的强度与刚度设计提供 理论指导。
机械设计中的材料选择
金属材料
具有良好的力学性能和加 工性能，是机械设计中常 用的材料类型。
图、智能优化等。
智能化设计技术发展趋势
03
分析智能化设计技术的未来发展方向，如深度学习、人工智能
等技术的融合应用。
可靠性设计技术
可靠性设计概念及重要性
解释可靠性设计的定义及其在机械设计中的关键作用，如提高产 品质量、降低维修成本等。

清华大学机械设计基础讲义-机械执行系统方案设计

清华大学机械设计基础讲义-机械执行系统方案设计

14.4 执行机构的型式设计
14.4.1 执行机构型式设计的原则 1.满足执行构件的工艺动作和运动要求
运动形式、运动规律和运动轨迹
2. 尽量简化和缩短运动链
乐考无忧，考研我有！
机械原理—机械执行系统方案设计
精确直线导向机构
近似直线导向机构
乐考无忧，考研我有！
乐考无忧，考研我有！
机械原理—机械执行系统方案设计
思维扩展法
从传统的定式思维方式转向发散思维，拓展思 路，尽可能采用简单易行的运动规律。
钢球综合检测的装置
利用滚珠在平面上 跳动所走的路线来 判定其是否合格。
乐考无忧，考研我有！
机械原理—机械执行系统方案设计

动作功能分解
(1) 运动形式变换功能：将驱动轴的转动变换为冲 头的移动； (2) 运动轴线变向功能 将水平轴运动变换为铅垂方 向运动； (3) 运动位移或速度缩小功能 减小位移量（或速 度），以实现增力要求。
乐考无忧，考研我有！
机械原理—机械执行系统方案设计
搓元宵机
整个装置由旋转圆盘1、 连杆2和3、转动构件4和机架 5所组成的空间五杆机构。运 动由圆盘1输入，通过装在圆 盘外圈上的球形铰链带动连 杆3、2和转动构件4运动，从 而使工作箱做空间振摆运动， 工作箱中的元宵馅在些许湿 润的元宵粉末中多方向滚动， 即可制成元宵。
机械原理—机械执行系统方案设计
举例：
自动送料板装置的功能原理设计 机械推拉原理 摩擦传动原理(摩擦板)
乐考无忧，考研我有！

机械原理—机械执行系统方案设计
摩擦传动原理(摩擦轮)
气吸原理(顶吸法)
气吸原理(底吸法)
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机械总体方案的概述与设计(ppt 27页)实用资料

机械总体方案的概述与设计(ppt 27页)实用资料
三、机械系统的组成
机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和 控制系统所组成。
四、机械总体方案设计的内容
★ 执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能 原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执 行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。
★ 原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中 传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的 选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。
阶段成果
全套设计图纸 设计计算说明书
4. 生产施工设计阶段
阶段成果
◆工艺设计 ◆工装设计 ◆施工设计
工艺流程卡片、工装设计图 基础安装图、技术文件 使用说明书、备件明细表
二、机械总体方案设计的目的
总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规 划阶段所提出的设计目标的关键。
产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性 能是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决 于总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方 案拟定时的设计思想。
3. 拟定传动链的布置方案。即根据空间位置、运动和动力传递 路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路 线，安排各传动机构的先后顺序，以完成从原动机到各执行机 构之间的传动系统的总体布置方案。
4. 分配传动比。即根据传动系统的组成方案，将总传动比合理 分配至各级传动机构。
5. 确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，计算传动系 统的各项运动学和动力学参数，为各级传动机构的结构设计、 强度计算和传动系统方案评价提供依据和指标。 6. 绘制传动系统运动简图。
★ 电气传动。利用电动机和电气装置实现的传动称为电气 传动。
电气传动的特点是传动效率高、控制灵活、易于实现自 动化。
按传动比和输出速度的变化情况分：
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机械产品设计: 分析 综合 创新 开发
特定要求
新产品
特定功能
乐考无忧，考研我有！
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
13.1 机械产品的设计过程
机械新产品的开发设计过程：
1）初期规划设计阶段
2）总体方案设计阶段
3）结构技术设计阶段
4）生产施工设计阶段
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精密仪器与机械学系 设计工程研究所
13.3.3 工程设计的概念
机械设计：
1）创造人工制造物
•是利用和改造客观世界的工程活动
2）是工程设计 •受到诸多因素的影响和制约
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精密仪器与机械学系 设计工程研究所
13.3.3 工程设计的概念
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计内容和要求；
3.了解总体方案设计中的现代设计、系统工程和工程设 计观念，逐步学会正确、灵活地运用这些设计思想。
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精密仪器与机械学系 设计工程研究所
13.1 机械产品的设计过程
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13.1 机械产品的设计过程
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精密仪器与机械学系 设计工程研究所
13.2 机械总体方案设计的目的和内容 13.2.1 机械总体方案设计的目的 机械产品市场上的竞争力？
•质量好
•有新意的产品
•价格低
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13.2.1 机械总体方案设计的目的
（1）执行系统的方案设计 • 执行系统的功能原理设计 • 运动规律设计 • 执行机构的型式设计 • 执行系统的协调设计 • 执行系统的方案评价与决 策 （2）原动机类型的选择
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13.2.2 机械总体方案设计的内容
（3）传动系统的方案设计
• • • • 传动类型的选择 传动路线的选择 传动链中机构顺序的安排 各级传动比的分配
（5）其它辅助系统的设计
• • • • •
润滑系统 冷却系统 故障监测系统 安全保护系统 照明系统
（4）控制系统的方案设计
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第13章 机械总体方案的设计
13.1 机械产品的设计过程
13.2 机械总体方案设计的 目的和内容 13.3 机械总体方案设计中 的设计思想
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13.1 机械产品的设计过程
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
13.1 机械产品的设计过程
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13.1 机械产品的设计过程
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13.1 机械产品的设计过程
13.3.2 系统工程的概念
系统工程解决设计问题的基本思想： 1. 从系统的整体目标出发，将总体功能分解成若干功能 单元。 2. 寻找出能完成各个功能的技术方案。 3. 把能完成各个功能的技术方案组成方案组，进行分析 评价和优选。 4. 实现给定条件下的整体优化。
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13.3 机械总体方案设计中的设计思想 13.3.1 现代设计的概念
机械设计已不再纯属于工程技术范畴，而是自然科学、人文 科学和社会科学相互交叉、科学理论与工程技术高度融合所形成 的一门现代设计科学。
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13.3.1 现代设计的概念
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13.3.3 工程设计的概念
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13.3.3 工程设计的概念
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13.3.3 工程设计的概念
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3.2 系统工程的概念
系统： 由具有特定功能、相互之间既有联系又相互制 约的单元组合而成的有序整体
系统工程观念：
1.各子系统设计合理、协调工作，系统运行的整体功 能大于各单元的简单代数和
2.各子系统设计不合理、不能协调的工作，系统将产 生内耗，导致系统整体功能小于各单元功能的和
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13.3.2 系统工程的概念
一般机械系统： 由驱动系统、传动系统、 执行系统、控制系统等子系 统组成。
•各子系统都具有特定的功能
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13.3.3 工程设计的概念
乐考无忧，考研我有！
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本章基本要求：
1.了解机械系统设计的整个过程； 2.明确总体方案设计阶段的设计目的，掌握各阶段的设
仿照设计：
•往往忽略初期规划设计阶段的作用 •往往忽略总体方案设计阶段的作用 产品开发： 可行性论证 初期规划设计 生命力 开发什么产品？ 竞争力
调研
总体方案设计 设计目标 创新的关键 乐考无忧，考研我有！
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13.2 机械总体方案设计的目的和内容 13.2.2 机械总体方案设计的内容