工业设计基础教程1

本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：工业设计工程基础课程设计是对已学理论知识的具体操作，是体现工业设计工程的多学科综合性课程，是对大学阶段所学工业设计学科基础课的总检阅与整合，是培养现代设计工程师的关键环节。

本课程包括机械传动装置设计等内容。

通过该课程的训练，要求同学们掌握传统机械传动装置设计的基本方法和程序，并能够灵活利用所学理论和方法，借助现代设计软件对传统机械装置进行设计和表达。

2.设计思路：本课程以一般用途的机械传动装置为主线，主要针对单级直齿圆柱齿轮减速器或单级斜齿圆柱齿轮减速器或单级锥齿轮减速器或单级蜗杆减速器的设计进行练习，使同学们掌握机械设计理论知识及应用到实际中去，并将设计中遇到的情况反馈到设计理论知识中，循环往复，让同学们掌握作为设计工程师的基本方法和技能。

课程内容包括工业设计工程基础课程设计说明书和工业设计工程基础课程设计答辩两部分。

（1）工业设计工程基础课程设计说明书：- 1 -以学生自我学习为主，利用以前所学理论知识和方法，与同学老师相互讨论学习。

以传动机械传动装置为对象，根据设计任务书选择合适的方案，完成一套符合设计规范的机械传动设计计算说明书和主要图纸。

（2）工业设计工程基础课程设计答辩：根据所做的课程设计，使用PPT手段高效、清晰、准确的展示同学们的设计成果，老师和同学对设计图纸和说明书进行考评，从而有效提高同学们的工程设计能力。

3. 课程与其他课程的关系：先修课程：画法几何与机械制图，计算机CAD绘图，工程力学，工业设计工程基础。

本课程与这四门课程密切相关，构成了工业设计系列课程群，工业设计工程基础课程设计是前面四门课程的总结和应用，而只有在前面四门课程的基础上，工业设计工程基础课程设计的教学与实践才能达到较好的效果。

二、课程目标本课程的目标是培养学生的工程观点和工程设计能力，达到华盛顿公约规定的国际工程师认证的标准，培养符合国家经济发展需要的工程技术人才。

北欧设计学院工业设计基础教程1 前言设计是使自身有实用意义的艺术。

设计师的主要工作时创造性得将技术嵌入文化中去。

设计视为产品增值，促进销售。

设计的任务就是要对人类变化着的需求做出敏感的、敏锐的、生态平衡的境界。

实现这一任务，设计就能提高人类生活质量的目标。

2 从消费者角度设计2.1 从消费者初步角度进行设计产品具有作用于人类和人类生存环境的多样化功能。

人、物、空间关系通过产品相互连接，相互促进。

决不能孤立地评价一件产品，必须把它与相关的对象之间的关系综合起来考虑。

要考虑产品与人的关系，产品应兼具功能性和美观性；要考虑产品与物的关系（小环境的关系），产品应与小环境协调；产品与空间的关系（大环境的关系），产品要与大环境协调。

产品具有实用、美学、象征三种功能。

我们不应该创造那些已经存在但没有人真正需要的产品。

我们应该只创造哪些人类真正需要的、现在没有的产品。

2.2 实用功能对实用功能而言，用户的行为程序可以分为5个阶段：获取，运输，储存，使用，报废。

对产品使用功能重要评价标准是实用性，可控性，安全性，关爱型-维护性，耐用性-可维修性。

2.3产品语言产品语言既人与物感知关系，即产品的认知性。

产品语言功能包括语法和语义。

语法来源于美学，如形态、色彩、材料、表面和构造等原色在复杂与有序排列之间的变化；语义即产品的某种特殊含义，符号象征功能。

产品语言与符号。

产品符号，典型的符号功能有：稳定性、工作状态、歧视性、可变性。

通过逻辑思维来界定，该符号是否表达了产品的语言。

产品语言与象征。

象征功能有华丽性、庄重性、兴奋性、自由行、怀旧性等。

2.4美学功能美学是研究人们可感知的外观形态和事物的表象。

美学的中心概念是形态。

形在形态的组成元素中，形是最重要的元素之一。

形的体量是指产品的尺寸；形的质量取决于形的方向性。

水平—稳定、平整感；垂直-生命感、挺拔感；对角线-运动感和兴奋感。

形的比例，扮演着重要的角色。

有两种基本比例黄金比和模块比系统（某一固定尺度作为基本模块，而系统之其它部件都必须按照这一模块比例关系延展）。

U G N X 8.5基础入门UG NX 8.5产品概述UG NX 8.5的功能模块认识UG NX 8.5工作环境系统参数设置 视图布局本章主要介绍UG NX 8.5产品概述、UG NX 8.5功能模块和UG NX 8.5工作环境方面的相关知识，同时还介绍了系统参数设置和视图布局的相关知识与操作技巧，在本章的最后针对实际的工作需求，介绍了鼠标和键盘操作、工具栏的定制以及对象显示和隐藏的方法。

通过本章的学习，读者可以掌握UG NX8.5基础入门方面的知识，为深入学习UG NX 8.5中文版知识奠定基础。

第 章1UG NX 8.5中文版基础教程1.1 UG NX 8.5产品概述UG是集CAD/CAE/CAM于一体的三维机械设计平台，也是当今世界上应用广泛的计算机辅助设计、分析与制造软件之一，在汽车、交通、航空航天、通用机械及电子工业等工程设计领域都有大规模的应用。

本节将介绍UG NX 8.5产品概述的相关知识。

1.1.1 UG NX 8.5简介UG提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。

UG NX 8.5是NX系列的最新版本，NX 8.5 软件在现有功能的基础上增加了一些新功能，并提供了许多客户驱动的增强功能。

这些改进有助于缩短创建、分析、交换和标注数据所需的时间。

NX 8.5引入了一些新的仿真功能，增加了新的优化和多物理场解算方式，有助于更快速地制作和更新精度更高的分析模型，并大幅缩短结构分析、热分析和流体分析的解算时间(幅度高达 25%)。

新的功能不仅能够加快 NC 编程和加工速度、形成质量检测闭环、管理工装库，而且可以将 NC 工作数据包直接连接至车间，从而提升用户的零件制造生产效率。

1.1.2UG NX 8.5的应用领域UG是目前市场上功能最极致的工业产品设计工具，它不但拥有现今CAD/CAM软件中功能最强大的Parasolid实体建模核心技术，还提供高效能的曲面构建能力，能够完成复杂的造型设计。

514工业设计专业基础
514工业设计专业基础是指工业设计专业学生在完成专业课程
前所需具备的基本知识、技能和能力。

具体包括以下几个方面：
1. 美术基础：具备一定的绘画、素描、色彩等基本美术知识和技能，能够准确表达和传达设计想法和概念。

2. 造型与造型设计基础：了解和掌握不同材料的特性和使用方法，能够通过造型设计将概念想法具象化。

3. 人机工程学基础：了解人类工程设计的相关理论和原则，能够综合考虑人类因素、人机交互、人体工程学等方面的因素进行设计。

4. 材料与工艺基础：了解常见的工业产品材料和工艺特性，掌握一定的材料选择和加工工艺的知识。

5. 设计理论和方法：了解工业设计的基本理论和方法，包括设计思维、设计过程、用户体验等方面的知识。

6. CAD/CAE软件应用基础：熟悉工业设计常用的计算机辅助
设计软件，如AutoCAD、SolidWorks等，能够进行基本的设
计绘图和模型建立。

7. 市场调研和用户研究基础：了解市场调研的方法和技巧，能够通过用户研究获取产品需求和用户体验反馈。

8. 创意与设计表达能力：具备较好的创意思维和创新能力，能够通过设计表达和传达设计意图。

以上是514工业设计专业基础的一些主要内容，通过学习和掌握这些基础知识和能力，可以为进一步深入学习和专业发展奠定坚实的基础。

1、工业设计的定义：工业设计是科学与美学、科技与艺术相溶合的综合学科。

其主要任务是针对工业化批量生产产品的功能、材料、结构、工艺、形态、色彩、表面处理以及装饰等诸多因素，从技术的，经济的、社会的、文化的各种角度做综合研究、处理和创造，以确定一种能满足人类现代或将来生活需要的物质形式。

2、现代工业设计可分为两个层次：广义工业设计(Generalized Industrial Design)是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为。

它包含了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程。

狭义工业设计(Narrow lndustrial Design)单指产品设计，即针对人与自然的关联中产生的工具装备的需求所作的响应。

包括为了使生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械与产品等物质性装备所进行的设计。

产品设计的核心是产品对使用者的身、心具有良好的亲和性与匹配。

3、工业设计的生产要符合机械化、批量化、标准化、和系统化的生产技术特征。

4、摩擦力：两个相互接触的物体，当它们做相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动的趋势的力，这种力叫做摩擦力。

物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件：第一：物体间相互接触。

第二：物体接触面粗糙；第三：物体间有相对运动趋势或相对运动。

摩擦分类：（1）滑动摩擦：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦，此时摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。

（2）滚动摩擦：一个物体对在它表面上滚动的物体产生的摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。

（3）静摩擦：一个物体相对于另一个物体来说，有相对运动趋势，但没有相对运动时产生的摩擦，它随推力的增大而增大，但不是无限地增大，当推力增大到超过最大静摩擦时，物体就会运动起来。

5、力的平衡一个物体在受到两个力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。

Body Paint 3D 基本操作介紹切換到Body Paint 3DBody Paint 3D工作環境介紹BodyPaint 3D基本操作介紹在之前的單元有介紹利用BodyPaint 3D來進行Sketch的工作，也因為這個模組可以在3D模型上利用彩繪的方式畫出不同的材質特性，所以在這個單元開始會介紹實際運用BodyPaint 3D來替產品做外觀彩繪，而除了一般手繪功能之外，還可以直接輸入文字，做出轉印、或是凹凸刻字的效果。

切換到BodyPaint 3D這是CINEMA 4D啟動時的功能面板排列，所以可以依我們的需要隨時切換面板模式，在左上方即可點選切換。

半部是工作模式的選擇，下半部是主選單的選擇，這裡可以看到BodyPaint 3D擁有自己的選單(左圖)，有時會介面切換過去BodyPaint3D，可是主選單卻是CINEMA 4D的主選單，或是主選單除了File選項外其他都沒東西了，這時就可以來這裡檢查看看。

我們將介面切換到BodyPaint 3D，選擇BP 3D Paint。

BodyPaint 3D工作環境介紹這是切換BodyPaint 3D後的畫面，有點類似我們習慣使用的2D繪圖軟體，簡單來說BodyPaint 3D就是3D介面的Photoshop，因為有許多的工具都與Photoshop一樣，例如整個介面左手邊的工具列就有許多的工具是Photoshop也有的工具，我們可以用以前的2D軟體操作經驗就可以很快上手了。

一.主選單二、工具列三、3D編輯視窗(3D View)四、調色盤面板(Color) 五、材質控制器(Materials)屬性控制面板(Attributes) 物件瀏覽器(Objects)一、 主選單主選單是在整個工作介面最上方的選單，與其他軟體一樣可以由主選單執行絕大部分的功能，將介面切換到BodyPaint 3D後，主選單也跟原本CINEMA 4D的介面不太一樣，BodyPaint 3D有他自己的主選單。

工业产品设计制作技术手册第1章设计基础理论 (4)1.1 设计流程与方法 (4)1.1.1 市场调研 (4)1.1.2 概念 (4)1.1.3 概念筛选与评估 (4)1.1.4 方案设计 (5)1.1.5 设计验证 (5)1.1.6 设计优化 (5)1.1.7 设计输出 (5)1.2 设计原则与标准 (5)1.2.1 用户导向 (5)1.2.2 功能完善 (5)1.2.3 美观性 (5)1.2.4 可持续性 (5)1.2.5 经济性 (5)1.2.6 可制造性 (5)1.3 设计思维与创新 (6)1.3.1 洞察力 (6)1.3.2 跨学科知识 (6)1.3.3 逻辑思维 (6)1.3.4 创新能力 (6)1.3.5 沟通与合作 (6)第2章市场调研与分析 (6)2.1 市场调研方法 (6)2.1.1 文献调研法 (6)2.1.2 问卷调查法 (6)2.1.3 访谈调研法 (7)2.1.4 焦点小组法 (7)2.1.5 观察法 (7)2.2 用户需求分析 (7)2.2.1 收集用户需求 (7)2.2.2 整理和分类用户需求 (7)2.2.3 识别关键需求 (7)2.2.4 评估需求优先级 (7)2.2.5 验证需求 (7)2.3 竞品分析 (7)2.3.1 竞品选择 (7)2.3.2 收集竞品信息 (7)2.3.3 分析竞品优缺点 (8)2.3.4 确定竞争优势 (8)2.3.5 制定竞品应对策略 (8)第3章材料选择与应用 (8)3.1 常用工业材料特性 (8)3.1.1 金属材料 (8)3.1.2 塑料材料 (8)3.1.3 复合材料 (8)3.2 材料选择原则 (9)3.2.1 功能需求 (9)3.2.2 环境因素 (9)3.2.3 加工功能 (9)3.2.4 经济性 (9)3.2.5 可持续发展 (9)3.3 新材料研究与应用 (9)3.3.1 金属基复合材料 (9)3.3.2 生物基塑料 (9)3.3.3 纳米材料 (9)3.3.4 智能材料 (9)第4章结构设计 (9)4.1 结构设计原理 (9)4.1.1 结构设计基本要求 (10)4.1.2 结构设计基本原理 (10)4.2 结构件设计方法 (10)4.2.1 经验设计法 (10)4.2.2 理论计算法 (10)4.2.3 优化设计法 (10)4.2.4 模块化设计法 (10)4.3 结构优化与仿真 (11)4.3.1 结构优化 (11)4.3.2 结构仿真 (11)4.3.3 结构试验验证 (11)第5章造型设计 (11)5.1 造型设计原则 (11)5.1.1 统一性原则 (11)5.1.2 简洁性原则 (11)5.1.3 人性化原则 (12)5.2 造型设计方法 (12)5.2.1 设计草图 (12)5.2.2 计算机辅助设计 (12)5.2.3 快速原型制作 (12)5.3 造型美学与工艺 (13)5.3.1 造型美学 (13)5.3.2 工艺 (13)第6章人机工程学应用 (13)6.1 人机工程学基本原理 (13)6.1.1 人体生理与心理特点 (13)6.1.2 人机系统的基本构成 (13)6.1.3 人机交互原则 (13)6.2 人体尺寸与数据 (14)6.2.1 人体尺寸测量 (14)6.2.2 人体尺寸百分位 (14)6.2.3 人体尺寸数据应用 (14)6.3 人机界面设计 (14)6.3.1 界面布局 (14)6.3.2 交互元素设计 (14)6.3.3 信息呈现 (14)6.3.4 反馈机制 (15)6.3.5 界面色彩与字体 (15)6.3.6 适应性设计 (15)第7章模块化与标准化设计 (15)7.1 模块化设计原理 (15)7.1.1 模块化设计的概念与分类 (15)7.1.2 模块化设计的基本原则 (15)7.1.3 模块化设计的关键技术 (15)7.2 标准化设计方法 (16)7.2.1 标准化设计的基本概念 (16)7.2.2 标准化设计的原则 (16)7.2.3 标准化设计的关键环节 (16)7.3 模块化与标准化在产品设计中的应用 (16)7.3.1 模块化设计在产品设计中的应用 (16)7.3.2 标准化设计在产品设计中的应用 (16)第8章可持续设计 (16)8.1 可持续设计理念 (16)8.1.1 节能减排 (17)8.1.2 绿色制造 (17)8.1.3 全生命周期评估 (17)8.2 绿色设计方法 (17)8.2.1 生态设计 (18)8.2.2 节能设计 (18)8.2.3 循环设计 (18)8.3 生态设计与循环经济 (18)8.3.1 生态设计与循环经济的关系 (18)8.3.2 生态设计在循环经济中的应用 (18)第9章工艺与制造技术 (19)9.1 常用加工工艺 (19)9.1.1 铸造工艺 (19)9.1.2 锻造工艺 (19)9.1.3 机械加工工艺 (19)9.1.4 焊接工艺 (19)9.1.5 表面处理工艺 (19)9.2 制造技术选择与评估 (19)9.2.1 制造技术选择原则 (19)9.2.2 制造技术评估方法 (20)9.3 先进制造技术与发展趋势 (20)9.3.1 数控技术 (20)9.3.2 激光加工技术 (20)9.3.3 增材制造技术 (20)9.3.4 技术 (20)9.3.5 绿色制造技术 (20)第10章产品测试与验证 (21)10.1 产品测试方法 (21)10.1.1 功能测试 (21)10.1.2 功能测试 (21)10.1.3 耐久性测试 (21)10.1.4 安全测试 (21)10.2 产品可靠性分析 (21)10.2.1 故障树分析（FTA） (21)10.2.2 事件树分析（ETA） (21)10.2.3 统计过程控制（SPC） (21)10.2.4 模块化可靠性分析 (22)10.3 产品验证与改进措施 (22)10.3.1 验证方法 (22)10.3.2 改进措施 (22)第1章设计基础理论1.1 设计流程与方法工业产品设计是一项系统性的创新活动，其设计流程是产品开发的核心环节。