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機械設計的原理范文1
在長時間的發展形勢下，經濟水平的發展通常都是以消耗能源以及環境為代價的，這樣也會在某種程度上致使環境受到污染的情況較為嚴重，同時也面臨資源緊缺的問題。而這些問題的存在，會在某種程度上對經濟的發展帶來一定的阻礙。這樣就促使人們逐漸對保護環境的重要性引起了必要的重視。是否可以協調好經濟發展和環境資源之間的關系，會對國家的經濟發展帶來直接的影響。而節能降耗在環境領域中扮演中重要的角色，因此相關人員應當加大對機械設計節能的研究力度，從而確保我國經濟的不斷發展。
一、加強機械設計節能的背景
當今社會已經是一個高度機械化的社會，經濟的快速發展又需要更多的機械設備，機械設備已經是我們日常生活和生產必不可少的工具。大量的機械設備投入使用必然產生很多問題，如環境污染、能源浪費等，這嚴重違背了我國走可持續發展道路的要求，因此，在這種形勢下，我們必須要加強對機械設備從生產到使用各個環節的節能減排工作，其中在設計環節進行節能設計是從根本上解決這些問題的一種方式，所以我們要加強機械設備的節能設計。
二、機械設計節能中存在的問題
對于機械設計來說，能源大量的消耗是時常發生的現象，同時也是相關人員需要解決的問題，產生的能源浪費有著諸多的因素，本文主要從以下幾點內容進行分析：
1、不重視節能設計，缺乏節能設計理念
從以往設計模式來說，機械設計的主要目的是將機械設備生產效率加以提升，相關人員一定要遵循這個理念。首先，需要對機械設備的運轉速度、相應的載重數量進行考慮；其次，還需要對機械設備據是否具有安全性能、節能減排等方面引起必要的重視。隨著我國國民經濟水平的日益發展下，技術水平不斷完善，機械設計理念不斷更新，不但可以將機械設備的整體生產水平加以提升，而且還要求相關人員應當打破以往的傳統設計理念，并對節能設計引起必要的重視。
2、設計人員專業水平較低
由于機械設計工作具有一定的專業性，這樣就要求相關人員應當具備專業的理論知識以及操作能力。然而，某些設計人員沒有較高的文化素養，設計理論也沒有做到熟練掌握，并且不愿意接受新的事物，這種“吃老本”的情況就會在某種程度上致使機械設計出現落后的情況，從而使能源消耗過大。除此之外，還有某些設計人員沒有對具體的情況進行詳細的調查就開始進行機械設計，致使機械不能發揮出最大的作用。
3、技術水平較低，無法滿足設計需求
機械設計在某種程度上會限制于技術，在新型的設計理念倘若沒有技術的支撐，那么也會無濟于事。在實際的生活中，一方面諸多節能設計思維形式依然會受到技術水平的影響。另一方面，倘若可以實現節能設計，那么就需要將設備的生產成本加以提升。從經濟效益方面來說，機械制造有著較高的成本，還有某些節能技術被省略，所以導致節能沒有較高的實現率。
三、機械設計節能基本原理及運用
1、動力源
發動機是機械設備的主要動力源，在機械節能設計時，要特別注意提高機械設備電能、動能、勢能、熱能等相互之間的轉化率，由此需要盡最大努力減少發動機的輸入功率、增大發動機的輸出功率。在實際的生活當中，啟動和減速這兩個階段主要體現了這一設計原理。
2、在設計時注意減少各部位之間的摩擦
機械設備個零件部位之間的摩擦力過大就會導致資源損耗大的問題。機械設備是通過齒輪、動力傳送帶等傳送設備將發動機產生的動力運送到所需部位而運轉起來的，在這個過程中，如果摩擦力過大，就會損失一部分動力，造成資源浪費，因此，在機械設計的時候，一定要盡量減小各個部位的摩擦力。例如，加強零件之間的等。
3、注重功率匹配節能
機械設備在不同的應用環境下所需要的功率大小是不一樣的，合理的研究和分析在不同的應用環境下功率需求的大小至關重要，這可以為設計標準功率提供依據。在機械設備設計時，要注意經濟效益和環境效益相結合，可以設計不同的擋位根據實際所需功率進行調節，以此應對不同的應用需求。
四、對做好機械設計節能的建議
1、重視人才培養，學習和運用新技術
機械設計節能涉及的知識范圍很廣，專業性很強，因此，對設計人才的專業性要求很高。機械設計節能需要大量的設計人才，人才是進行機械設計節能的核心基礎，加強人才的培訓是重中之重。⑴.在學校招聘高材生。⑵.企業加強對設計人員的培訓。另外，技術是實現機械設計節能的必要條件，在機械設計中既不能超越實際的技術發展水平，又不能完全不敢突破，要積極學習和運用新技術。促進機械設計節能水平的提高。
2、重視設計選材環節，優先選擇環保型材料和環保型發動機
在對機械進行設計的過程中，一定要對機器所選用的材料進行確定，在機械制節能設計的時候首要選擇可以回收、沒有污染的材料。不僅僅如此，機械設備最大的污染主要是來源于發動機，這樣就要求相關人員應當選擇油耗低、使用時間較長的發動機，避免發動機尾氣產生過大的排放量，對機械設計節能起到了重要的作用。例如，可以選擇環保型水冷增壓柴油機亦或是相應的電控發動機。
3、加強電子控制系統的精確化控制
應用電子控制系統來對機械做好嚴格的控制是實現機械設計節能的關鍵所在。而電子控制系統能夠實時的掌握機械的運作情況，利用智能化的形式來對發動機的功率進行辨別，為避免大量的消耗創造有利條件。
4、加強液壓系統的清潔和防漏工作
機械消耗大的一個主要原因就是機械設備的磨損和腐蝕嚴重。機械設備磨損和腐蝕嚴重是因為液壓系統的污染物較多。另外，浪費資源最大的原因是液壓系統滲漏而，因此，進行節能設計時要加強液壓系統的清潔和防漏工作。針對液壓系統的污染物問題，可以加裝一個高性能的過濾設備。對于液壓系統滲漏問題，可以選用防滲漏的材料等。
五、結語
通過以上內容的論述，可以得知：隨著當前我國經濟水平的日益完善下，可持續發展已經逐漸成為全球長時間發展的關鍵所在。始終堅持可持續發展的道路，并確保自然資源發展方面能夠達到和諧統一的效果。將節能減排的思想逐漸滲透到機械設計當中，是推動經濟和社會實現可持續發展的重要途徑。加大機械節能設計研究的力度，這樣就需要相關人員對機械設計以及相關作用做到熟練掌握，本文主要從以上幾個方面較好的論述了機械設計節能基本原理和作用，提供給相關人士，供以借鑒。
參考文獻：
機械設計的原理范文2
從18世紀以來，機器逐步代替人力勞動，用于做功或轉換能量。做功的機器不僅大大提高了勞動生產率，而且很好地保證和提高了產品的質量。由于機器實現的能量轉換，人們發明了多種多樣的工作機械，提高了人類的生產水平，改善了自己的生活條件。機器的設計是由具體的機構物化為實體的產品，以提供用戶所要求的使用功能。因此，機械的結構設計是產品設計的重要一環，在機械設計課程中，機械結構設計也是非常重要的教學內容。在機械結構的設計中，應“勤于學習、善于思考、勇于探索、敏于創新”，以偉大的接納之胸懷學習前人成果，并以開拓的精神實現偉大的創造。機械結構的設計不是具體案例的機械堆砌，而是有其內在的知識基礎、設計的方法和物理原理。本文擬從機械結構的設計方法和設計原理兩個方面，討論機械結構設計的內在知識和結構創新的基本途徑，但本文不討論機械制造工藝性對機械結構的要求。
二、機械結構設計的方法
1.經驗設計。從現代科學誕生以來，機械科學與技術已有300年的歷史。機械的連接結構、傳動結構和支撐結構等已經積淀有汗牛充棟的實踐案例，但如何掌握這些案例的基本原理和設計方法，而不是記憶這些案例的具體結構設計，這是經驗設計中的關鍵。具體的產品設計，例如車床，其結構設計可以參考前人的設計圖紙，這對于提高設計效率，汲取前人經驗、避免犯前人的錯誤具有實際意義。通過借鑒前人的經驗，可以吸收他人的結構創新方法，同時也拓寬了自己的設計思路。隨著機械結構數據庫的出現和搜索方式的更新，對他人的相關結構設計的學習將更加方便。經驗知識是結構設計的寶貴財富，也是公司的知識資產。通過對國內外同類型專利知識的學習，也是一條提升自己結構設計能力的途徑。另一方面，要注意避免侵犯他人的知識產權?！肮湃藗飨聛淼膶W問，就是裝在船里的貨物。現在的新潮流、新趨勢，就是行船的風?！痹趯W習他人的結構設計創新點的基礎上，設計者應有自己的革新與發明、自己的創造。
2.理論設計。機械結構設計的理論方法，討論的是機械結構設計的理性方法，具體的有：模塊化和組合化設計、復合化設計、分級結構設計、載荷均布性設計和變結構設計。隨著結構優化、結構可靠性和概率設計等方面的發展和具體應用，機械結構的理性設計方法也在不斷的推陳出新。模塊化和組合化設計。一臺機器總體是由提供不同功能的結構單元有機的組合而成，因此模塊化的以及模塊之間的組合化就是早期的方法之一。在復雜的機電系統和設備中，模塊化和組合化的設計理念是有效的結構設計方法，同時也是機械制造的方法之一。例如，組合航空母艦的設計概念；我國的組合化機床的設計在上世紀70年代就已經取得了很大的成功。模塊化和組合化，一般是按功能單元、結構單元來劃分模塊，然后組合起來成為一臺機器。復合化設計。復合化的基本特點就是將兩個或兩個以上的功能零件組合成一個部件或構件來設計，其功能可以是運動功能、承載功能等。例如，組合凸輪結構的設計就是將兩個凸輪設計成一個零件；一根連桿在組合結構中同時作為兩個或兩個以上機構的結構件。復合化方法可以降低機械的制造成本、減輕機器的重量、縮小機器的尺寸和降低產品的成本。分級結構設計（層次化設計）。復雜的制造設備是由分級的機械結構組成，大功能層次的結構是由若干個分功能結構組成。層次化不僅是功能樹結構的要求，而且也是制造工藝對結構設計的要求。例如，床頭箱由多個輪系組成，而每個輪系又由次一層次的系統組成。復雜機電產品的設計，例如組合挖掘機的設計，集推土機和挖掘機的功能在一起，而共用一個動力系統，在執行系統處分開。層次化結構設計方法在構想分級結構階段，能夠幫助設計者厘清思路，從而找出結構設計的關鍵點，集中解決結構設計中的難點問題。載荷均布性設計。由于機械結構設計的特點，希望載荷分布均勻，充分發揮材料的機械力學性能或者取得降低最大載荷的目的。例如，修形齒輪的設計、對數滾子的設計，為了取得接觸應力的均布，從而修形零件，實現結構的優化設計。行星齒輪減速器的設計也體現了載荷均布性的設計理念，從機構運動學來看只需一只行星齒輪；然而從受力平衡、承載能力和提高齒面的抗磨損來說，三只行星齒輪的結構設計更好。變結構設計。機械結構的創新常常采用變結構的方法，變結構可以改變機械結構的功能，例如，非圓連接形式的成形連接、曲柄滑塊結構設計變為轉動導桿結構設計。變結構可以改變實現功能的形式，例如徑向柱塞泵和軸向柱塞泵的設計。變結構也可以降低機器的設計成本，例如利用死點的桌面支承設計。
3.模型試驗設計。相似模型試驗設計?；跈C器物理模型的相似，運用相似科學理論，對于大型的機器設備進行模型試驗設計。通過模型結構設計和試驗分析，獲取機械結構的可靠性、并預測機器的工作性能。模型相似的設計方法已在工程領域有廣泛的運用，例如大型水輪機組的結構設計。通過制造大型水輪機組的模型，測試試驗模型的工作性能以及其可靠性等指標，優化水輪機組的結構設計和工作能力。機械結構的設計方法不是一成不變的，而是隨著人們的發明和新的科學原理的發現，在日新月異地發展，不斷出現新的機械結構設計方法，同時對前人的機械結構設計進行革新。
三、機械結構設計的原理
機械結構的設計必然要依據技術科學的原理，例如：理論力學原理、材料力學原理、彈性力學原理、疲勞力學原理、流體力學原理、熱力學原理、摩擦學原理、聲學原理、智能原理和一切可能的新物理原理。這里討論以上各種原理在機械結構設計中的應用，以期總結機械結構設計的常用原理，討論機械結構設計的原理在今后結構創新設計中的可能性。理論力學原理。理論力學是機構設計的基礎理論，對于機器的運動學和動力學分析，得到的結構必然反映到機械結構的設計中來。例如，軸承轉子系統動力學的設計，其動力學及其穩定性的設計，要求修改軸承的設計和軸的剛度設計。材料力學原理。機械零件的強度和剛度設計是基于材料力學理論的，強度或剛度不足時，就需要修改零件的結構設計。例如，齒輪輪齒接觸強度和齒根彎曲疲勞強度的設計，當齒面接觸強度不足時就要求增大小齒輪的分度圓直徑；當齒根彎曲強度不夠時就要求增大齒輪的模數。彈性力學原理。彈性力學分析是零件應力應變計算的基礎，例如滾動軸承中滾子修形的設計，基于彈性力學的接觸分析，確定滾子的修形曲線和修形量。在機械零件的結構優化設計中，常常用到彈性力學理論。疲勞力學原理。機械零件上的機械載荷在工作過程中常常是變動的，例如汽車中的軸、軸承和齒輪上的載荷都是變化的，這種變化的載荷具有一定的統計特征。變載荷下軸和滾動軸承的疲勞壽命設計等工程內容，已經發展成機械零件的概率設計。
為了更精確地設計機械零部件，疲勞力學在機械結構設計中會得到越來越多的應用。流體力學原理。流體傳動和動靜壓軸承等的設計是依據流體力學原理的，流體力學也是機械結構創新的基本原理之一。例如靜壓導軌的設計、動壓滑動軸承的設計，要依據流體的質量守恒定律、平衡原理等，優化設計的結果要求修改導軌或軸承的結構型式和尺寸參數。熱學原理。熱力學和傳熱學在機械零部件的設計中有很廣泛的應用，導軌的熱精度設計、齒輪和滾動軸承的膠合分析、隔熱結構設計等等。摩擦學原理。耐磨或加快磨損是摩擦學設計的核心，例如圓錐銷的設計、組合螺母的設計，就是為了補償零件的磨損，使得零件在磨損后仍能實現其設計的功能。磨削和拋光制造工藝是利用零件磨損的加工方法。聲學原理。在機械系統的噪聲分析和研究中，依據物理聲學的原理及其分析方法，得到噪聲的頻譜和功率譜等分析結果，以指導機械結構的設計，例如低噪聲滾動軸承的設計。今后，可以考慮利用機械噪聲來進行產品設計，例如聲爆彈的設計、信號中噪聲信息干擾的設計等。智能原理。機械結構設計的原理將向智能化、生物化的方向發展。隨著智能技術的應用，機械結構具有靈敏的智能功能。測試技術、控制理論和信息論是機械結構智能設計的基礎。
機械設計的原理范文3
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機械設計的原理范文4
關鍵詞:機械CAD基礎; 自主學習系統; 工業設計原理; 人機交互
中圖分類號:G434;TP311 文獻標識碼:A
文章編號:1004-373X(2010)10-0069-03
Mechanical CAD Basis Self-learning System Based on Industrial Design Principle
YAN Cheng-xin
(College of Mechanical Engineering,China University of Petroleum, Dongying 257061, China)
Abstract: Because of the less consideration of personalization factors in the past design of mechanical CAD basis self-learning system, a novel thought for mechanical CAD basis self-learning system design based on industrial design principle is presented. The detailed design for the human-machine interface, color design, text design and human-machine interaction was performed in system design, in which more personalization factors were considered. New mechanical CAD basis self-learning system was developed by the aid of the industrial design principles. Students are more willing to learn by the new system. The practical learning results demonstrate that the new system is effective. The new thought is also suitable for the design of other courses′ self-learning systems.
Keywords: mechanical CAD basis; self-learning system; industrial design principle; human-machine interaction
0 引 言
《機械CAD基礎》是高等學校機械基礎類專業的一門重要技術基礎課程,主要講述CAD原理、數據庫結構、二維圖形技術、三維造型技術等內容,通過課程的學習,使學生掌握CAD技術的基礎知識,為后續的CAD/CAM、機械設計、課程設計等課程學習打下基礎[1-2]。
隨著計算機技術的發展,越來越多的課程都使用以計算機為手段的電子教學系統。電子教學手段可以激發學生的學習興趣,提高課程的學習效率[3]。以往的《機械CAD基礎》自主學習系統大都由非工業設計專業的任課老師自己制作,較少從工業設計角度考慮人機界面、色彩設計、文字設計及人機交互設計等因素,缺乏人性化設計。本文運用工業設計原理,對原有的自主學習系統進行重新設計,取得了良好的教學效果,并為其他課程的自主學習系統設計提供了良好的思路。
1 系統結構設計
1.1 系統結構
根據課程的知識結構,共分緒論、工程數據結構與數據庫、圖形處理原理、工程圖樣的繪制、三維幾何造型等內容,因此設計系統結構如圖1所示。
圖1 自主學習系統結構
1.2 開發工具
以往的學習系統開發使用Authorware+Powerpoint制作模式,文件占用磁盤空間大,不利于網絡傳輸,影響了系統的在線使用。Flash技術現已經廣泛用于網頁、網站學習系統的制作,用它制作的網頁具有如下優點[4]:
(1) 文件占用空間小,便于傳輸和攜帶;
(2) 圖形、文字處理能力強;
(3) 兼容性好,交互性強。因此本文使用Flash技術作為學習系統制作的主要開發手段。
2 系統的設計原則
從工業設計角度出發,自主學習系統的設計主要應從界面設計、色彩設計、文字設計及人機交互設計等幾方面進行考慮。
2.1 界面設計
界面設計是自主學習系統設計的重要部分,是用戶在與計算機交互時對所用的溝通符號的設計。界面是用戶與系統交互的窗口,用戶通過界面向計算機輸入信息進行控制、查詢和操作,系統則通過界面向用戶提供課程信息[5]。好的界面設計,有助于學習者對知識的理解和記憶,方便對系統的使用,激發學習興趣。
界面設計主要應遵循以下原則:
(1) 一致性。一致性指系統界面整體上的一致感。對于具有同樣功能的操作對象,在表現形式上要力求一致,起控制作用的按鈕和圖標也應一致。
(2) 適應性。由于用戶個別差異的存在,系統設計應盡量讓不同的用戶均可以獲得他們所需要的學習方式。對不同認知風格的用戶應提供不同的學習與操作方法。
(3) 靈活性。體現靈活性的系統應允許用戶能用與他的知識技能和經驗相稱的方式進行交流,如顯示或不顯示提示,允許缺省設置,建立用戶記憶等。
(4) 易學易用性。一個好的學習系統應該易學易用,便于上手,否則無論采用的技術多先進,設計的功能多復雜,但用戶對它都會望而生畏,這樣這個系統就沒有生命力,學生就不愿意使用。
2.2 色彩設計
學習系統的設計要用到各種各樣的顏色,協調搭配的色彩可以吸引用戶的視覺感官,從而引起用戶的注意[6],只要色彩使用恰當,就能促進用戶對屏幕上各部分內容的識別,突出差異,使內容顯示更為醒目,更富有趣味性。
色彩的運用應注意如下原則:
(1) 避免同時使用太多顏色;
(2) 用色彩起強調作用;
(3) 視野的中心多選用紅、綠色,而邊沿則比較適于采用藍、黃、黑色三種顏色。相對來說,邊緣部分的色彩不易引起注意,所以必要時可采用閃爍、動畫等其他技巧來配合。
2.3 文字設計
課件的文字設計應考慮以下幾點因素:
(1) 文字內容要逐步引入。對于每一屏文字資料,應該隨著講課過程逐步顯示,符合學習的認知規律。
(2) 要采用合適的字體、字號與字形。文字的字號要適中,選擇的字體要醒目,對于中文一般宜采用宋體、黑體和隸體。對于文字內容中關鍵性的標題、結論、總結等,要用不同的字體、字號、字形和顏色加以區別。
(3) 文字和背景的顏色搭配要合理。文字和背景顏色的搭配要醒目,易讀,長時間閱讀不至于疲勞。┮話鬮淖盅丈都以亮色為主,背景顏色都以暗色為主。
2.4 人機交互
人機交互指人與計算機之間使用某種對話手段,以一定交互方式,為完成特定任務而進行的人機之間信息交換的過程[7]。人機交互設計主要應遵循的原則有:友好性、靈活性、功能性、明確性、一致性、可靠性、圖形化。
該系統的人機交互內容在遵循以上設計原則的基礎上,選用“按鈕”和“點擊對象”的交互方式,支持鼠標和鍵盤,避免了層次太多的交互菜單,可以方便地在各章節間跳轉。
3 系統的詳細設計
3.1 片頭動畫與片尾動畫模塊
動畫在制作過程中主要依靠動作補間技術來完成[8]。在整體的構圖上主要由四部分構成。按鈕層加入腳本如下:
進入主界面時:
on (press) {loadMovie(“index.swf”,0);
}
退出時:
fscommand(“quit”);
3.2 主交換模塊
主交換子模塊是學習系統的核心,它控制了5個學習內容的調用。根據圖1的系統結構制作了7個按鈕,分別是緒論、工程數據結構與數據庫、圖形處理原理、工程圖樣的繪制、三維幾何造型、實例演示及退出系統。每個按鈕中都寫入相應的調用語句,以進入相應章節。
3.3 緒論模塊
這一模塊的二級制作內容包括CAD技術概論、CAD系統組成、CAD技術的應用及CAD發展趨勢。
根據這部分知識的特點,采用了二層導航的方式進行動畫演示。
3.4 工程數據結構與數據庫模塊
這一模塊的二級制作內容包括工程數據概述、圖形數據結構及工程數據庫。
在本模塊的制作方法上,主要是采用Flash本身提供的幻燈片功能加上加鈕導航的方式制作的。
3.5 圖形處理原理模塊
這一模塊的二級制作內容包括圖形變換、圖形的裁剪、消除隱藏線和實體的表現。
這一章在制作上主要是通過按鈕的導航方式來完成的。每個知識點均放在不同的場景中,以方便修改。在這一章中使用了大量的視頻文件,根據視頻文件的大小,采用了直接導入視頻文件的方法,使視頻文件在庫中以一個文件的形式存在,隨時可以調用。
3.6 工程圖樣的繪制模塊
該模塊的二級制作內容包括工作界面、繪圖準備、圖形繪制、圖形編輯、圖案填充、文字處理、圖形復用、尺寸標注、輔助繪圖及繪圖舉例。
該模塊中主要采用逐幀動畫的方式進行演示。將演示的內容分別放置在不同的關鍵幀中,通過按鈕來完成幀間跳轉,其控制流程見圖2。
圖2 逐幀動畫制作截圖
3.7 三維幾何造型模塊
該模塊的二級制作內容包括造型環境、三維面創建、三維實體創建、三維實體編輯、效果圖的表現及特征造型法。該模塊同樣也采用逐幀動畫的方式進行演示。
3.8 實例演示模塊
實例演示模塊是通過調用多個視頻來完成對二維動畫、三維動畫的演示。在制作過程中這部分采用逐幀動畫的形式來完成。
3.9 腳本語言ActionScript
ActionScript是Flash的腳本語言。正是由于Flash中增加了ActionScript語言,才使用戶創作出來的動畫具有很強的交互性[9]。它是從類似JavaScript,面向對象的語言擴展和重建而來的,同樣需要具有事件、數據類型、對象和語法等。
ActionScript具有標準的實施方案以及靈活的圖形和音頻功能,該課件開發中章節的跳轉,影片的調用和控制都使用到了腳本語言。使用ActionScript調用影片的程序段如下:
on (press)
{
// loadmovie("1.swf",2)
unloadMovie("mc1");
1oadMovie("1.swf","mc1");
root.mcl.x=0;
root.mcl.y=0;
root.mc1.xscale=90
root.mc1.yscale=90
// root.mc1.width=800
// root.mc1.height=600
}
4 結 語
課程的自主學習系統設計除了包含基本教學內容外,還應當考慮到人機界面、色彩設計及人機交互等技術性問題。本文基于工業設計原理對課程組原來設計的機械CAD基礎自主學習系統進行了重新設計,制作了新的自主學習系統。新系統已在教學中使用了三屆,學生普遍反映界面更加簡潔清新,內容跳轉更加容易,課件整體更加人性化,更加符合自主學習的學習規律,因此取得了良好的教學效果,深受學生的歡迎。
參考文獻
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機械設計的原理范文5
鞋類造型設計主要涉及到特征部件造型、鞋跟造型以及輔助部件造型設計三方面，而這三方面都直接或間接受到楦體造型的制約，因此，統一與變化原理在鞋類造型設計中的應用，主要考慮這三方面與楦體造型的統一、變化關系。1特征部件造型與楦體造型的統一與變化鞋類的特征部件主要是指能體現鞋類款式特征的部件，如耳式鞋的鞋耳部件、淺口鞋的口門部件、舌式鞋的鞋舌部件，以及能體現前幫楦體頭式的前幫部件如鞋蓋部件、包頭部件等。在進行這些部件的造型設計時，主要把握大統一下小變化的原則。楦體的頭式是指跖趾關節部位之前的楦體的幾何形態，一般有方、圓、尖、歪、扁、高等多種，他們都具有各自獨特的基調，這對鞋類特征部件形態設計主要是部件輪廓線條的設計具有制約作用，具體表現有如下一些規律：（1）方頭這種楦體的頭式其基調是方和直，在進行特征部件輪廓處理時，部件輪廓線條應該直一些較好，如包頭線、口門輪廓線、前幫圍蓋輪廓、鞋耳輪廓等等均應該在把握統一直的情況下進行一些局部變化。（2）圓頭這種楦體的頭式其基調是圓弧，在進行特征部件輪廓處理時，部件輪廓線條應該以圓弧線條為基礎，對于較寬大的圓弧頭式，由于他的跖趾部位楦面比較平坦，所以這種情況下的特點部件輪廓線條，可以采用較直的形態。如包頭線、口門輪廓線、前幫圍蓋輪廓、鞋耳輪廓等等均應該在把握統一圓弧或直弧的情況下進行一些局部變化（3）尖頭這種楦體的頭式其基調是圓、直都有，在進行特征部件輪廓處理時，部件輪廓線條應該縱向直一些，橫向圓弧一些較好，盡可能與頭式“尖”保持統一。如口門輪廓線、前幫圍蓋輪廓、鞋耳輪廓等等均應該在把握統一尖的情況下進行一些局部變化。（4）扁頭這種楦體的頭式其基調是扁薄，基調中的圓弧程度很少，在進行特征部件輪廓處理時，部件輪廓線條應該直、方一些較好。如口門輪廓線、前幫圍蓋輪廓均應該在把握統一直且方的情況下進行一些局部變化。（5）高頭這種楦體的頭式其基調是高而且圓，在進行特征部件輪廓處理時，部件輪廓線條應該圓弧一些較好，如包頭線、口門輪廓線、前幫圍蓋輪廓均應該在把握統圓弧一直的情況下進行一些局部變化。如圖2所示。另外，楦體造型有肥、瘦之分的，對于瘦型楦體鞋幫特征部件應該安排少一些較好，線條盡可能彎曲一些，這樣會給人一種豐滿的感覺；對于肥型楦體鞋幫特征部件應該安排多一些較好，線條盡可能直一些，并且把部件安排的靠后一些，這樣會給人產生一種瘦的感覺。2鞋跟造型與楦體頭式造型的統一與變化由于楦體造型在整個鞋類造型設計中處于支配地位，而鞋跟造型處于配合地位，因此，鞋跟的造型設計應與楦體造型在保持統一的前提下獲得變化，主要規律有以下三點：（1）跟柱造型較纖細、跟面造型較小的鞋跟適合安排在小型頭勢如尖頭、小圓頭、小方頭的低腰滿幫楦體或高腰楦體。（2）跟柱造型較粗、跟面造型較大的鞋跟適合安排在頭勢較大的如方頭、大圓頭、歪頭等滿幫低腰楦體或高腰楦體上。（3）一旦楦體后翹高低于30mm的話，此時忌諱搭配跟柱較細、跟面較小的錐型鞋跟。3輔助部件與特征部件的統一與變化輔助部件主要是指與特征部件一道構成鞋類款式的小部件，如中幫的裝飾件、橫條和后幫的后包跟、后筋條等部件。這些部件的設計主要把握在與特征部件保持統一的前提下獲取較大的變化，通常是在輪廓相似的情況獲得細部裝飾性變化。
2統一與變化原理在鞋類色彩設計中的應用
統一與變化原理在鞋類色彩設計中的應用，從搭配原理和搭配方法上（鞋類色彩設計的依據）分析，不外乎存在兩種應用，具體規律如下：1統一原理在鞋類色彩設計中的應用統一原理在鞋類色彩設計中的應用是通過在統一的前提下進行小變化實現的，變化的目的是為了統一顯得和諧，常見方式規律如下：（1）統一融和法這種色彩搭配規律主要運用整體統一的原理，顯得和諧融和。如整鞋采用白色給人一種冰清玉潔、神圣而純潔的感覺。（2）深淺襯托法這種色彩搭配主要運用整體兩種色彩統一的前提下獲得變化的原理。（3）賓主呼應法這種色彩搭配主要運用多種色彩統一前提下的變化對比原理，他是在鞋類的某些部位之間的色彩都含有同一種色素，形成內在統一的聯系。例如，鞋蓋、鞋耳、鞋口三部件的滾邊用同一種色彩的材料。（4）點綴顯耀法這種色彩搭配方法是在整體統一的前提下局部細微變化的原理，他常常在統一色調中或素靜的冷色調中，點綴暖色調。2變化原理在色彩設計中的應用變化原理在色彩設計中的應用是通過在變化的前提下實現某種對比，變化的目的是為了生動、活潑，常見方式規律如下：（1）緩沖淡化法在對比較為強烈的色彩搭配中運用緩沖淡化的方法使整個鞋類融和協調，常運用在運動鞋、童鞋中，采用黑、白、灰、金、銀色進行強烈對比的緩沖淡化。（2）塊面拼接法在對比較為強烈的色彩搭配中運用塊面分割或采用幾何形狀明顯的紋理材料達到調和的效果，如運動鞋中色彩搭配常采用此類方法。
3統一與變化原理在系列鞋設計中的應用
系列鞋是指在突破單雙鞋表現主題的基礎上，通過一組鞋的形體來表現設計主題。因此，這一組鞋形體之間存在著統一與變化原理，這種原理是在統一系列鞋類設計主題的前提下，達到各種鞋款在設計統一原理的基礎上進行其他設計要素的變化。其規律主要有以下一些：1楦體系列的統一與變化楦體系列的統一與變化主要通過以下兩種規律實現：（1）楦體型號系列。通過改變楦體型號來實現即改變楦體肥瘦來實現。（2）楦體頭式系列。通過改變楦體頭式的形狀來實現。2跟底系列的統一與變化底跟系列的統一與變化主要是通過以下兩種規律來實現的：（1）底型系列化。通過改變外底色彩、材料、工藝以及底板花紋來實現。（2）跟型系列化。通過改變鞋跟造型、材料、工藝以及裝飾來實現。3部件系列的統一與變化部件系列的統一與變化主要是通過以下規律來實現的：（1）部件輪廓系列化。通過部件輪廓造型的系列變形來實現。（2）部件工藝系列化。通過部件組合工藝、裝飾工藝的系列變化來實現。（3）部件材質系列化。通過部件的材料搭配系列變化來實現。4色彩系列的統一與變化色彩部件系列的統一與變化主要是通過以下規律來實現的：（1）單色系列化。通過改變某種色彩的明暗、飽和度來實現，如黃色系列化可以是：谷黃、土黃、金黃等等。（2）多色系列化。通過改變某種或某些色彩的明暗、飽和度和搭配順序來實現。
4結論
機械設計的原理范文6
【關鍵詞】：園林設計；施工、協調管理模式
【前言】：園林建設工程，園林設計需要結合實際，進行科學、合理、切實可行的設計；而在進行施工時，施工方需要嚴格依照設計方案，制定施工方案，出現問題時應及時協調解決，而不是私自調整方案。園林建設是為人類建設舒適生活環境的工程，同時也是城市生態建設的重要部分，因此，園林建設的設計與施工的管理方式，需要實施有效的協調管理，才能建設出對人類生活起到重要作用、對城市建設具有重要意義的園林景觀。
1、園林設計與施工協調管理的問題
園林建設工程的設計與施工都有其特殊性，同時也會互相影響。園林建設的設計內容，包括地形、土方、景觀小品、涼亭、回廊、植物配置、水電設備等等，設計師需要將相關構思用設計圖紙詳細表達出來，然后工程師按圖施工進行建造。但在實際施工過程中，回廊、涼亭等硬質景觀，按照圖紙規范施工就能達到效果，但對于植物配置、假山等軟質景觀來說，圖紙設計不能預判所有可能性。
1.1園林設計問題
從中標開始，到初稿的完成，設計師們需要利用他們的經驗及才華，將他們的設計理念在圖紙中展現出來。在審核初稿的時候，往往只注重設計專家的意見，施工專家甚至沒有被邀請參與。這樣一來，沒有詳細的施工意見，在最終的設計方案中，就會出現多種實際施工無法完成的細節，從而造成設計方案的不合理[1]。例如，設計人員在進行植物配置時，對植物習性及園林所處地區的氣候環境不了解，施工方按照設計方案進行施工，最終導致園林植物成活率過低。此外，對施工材料不了解，也會導致設計方案的不合理狀況；現在的建筑行業發展較快，各種新型材料不斷研發與應用，如果不能對其特性與適用范圍做到詳細了解，很難做到設計方案的合理性與實際應用性。如拋光花崗巖，這種材料只適用于平地鋪裝，如果在坡地上使用，雨雪天氣中會及其濕滑，嚴重威脅人們的出行安全[2]。
1.2園林施工問題
在施工階段，施工方不按照設計圖紙施工，私自變更方案，是影響施工效果的重要因素之一；在進行植物種植的施工過程中，施工方偏向選擇好管理、成活率高的植物，而設計師在進行植物配置是，為達到一定的景觀效果，可能會選用一些不尋常的植物品種，這種情況下，有些施工方就會為了貪圖方便、加快工期將這類植物選用其他替代品種；一些還未廣泛應用的新型材料，也私自替換成成本低、易采買的普通材料[3]。另外，些園林施工中，有些施工方缺乏靈活性，在施工過程中會發現設計中存在的一些小問題，例如由于缺少實地勘察，設計方案未考慮到避開地下管線、檢修井等因素，施工方發現后應及時與設計方協調修改，而不是一味按照圖紙施工，更不能私自調整設計方案。在園林施工管理當中，存在一定問題，比如材料采購人員不參與設計，也不參與施工，同時還缺少溝通，最終導致購買的材料與施工所需材料不一致，造成時間與投資的雙重浪費。
2、園林設計與施工協調管理策略
園林建設與施工，應該是一種相輔相成的關系，設計方案在完美，沒有好的施工將其展現，依舊有缺陷；而施工技術再怎么高超，沒有優秀的設計，也永遠不能發揮的淋漓盡致。因此，只有實現園林設計與施工的協調管理，才能建設出完美的園林作品。為了共同的目的，需要設計方與施工方，多方面總結原因，提出對策，并逐一實施[4]。
2.1設計時考慮施工的可行性
2.1.1設計時注重現場勘查
在設計前期，只依靠原始地貌地形圖，很難了解實地情況，做出合理的設計方案。現場勘查對設計有著重要意義，很多時候地貌圖與實際地況之間會有很大不同，這種情況下，設計師就需要一實際狀況為主要設計依據，進行合理規劃設計。例如對現場排水、電力井的位置詳細確認，有利于給后期的施工提供準確方案。也避免后期因此種因素對設計進行二次調整。
2.1.2注重植物配置的合理性
在M行植物景觀設計時，設計師應詳細了解植物市場的苗源量與價格區間，在依據項目所在地的氣候條件進行合理植物配置[5]。在植物配置中，要考慮植物的適應性，一本土植物為主，有利于園林整體的植物存活率。以湖南為例，行道樹選用的常綠喬木，多以香樟樹、桂花樹為主；其他品種的常綠喬木由于不能適應湖南當地的特殊氣候條件，很難存活，如烏桕、合歡一類，雖也是作為行道樹的很好選擇，但由于湖南境內的培育較少，成活率很難保障。此外，植物配置時還要考慮植物的生長量，合理規劃其生長空間及后期的維護，在保證園林生態與美化情況下，盡量減少植物后期的維護管理成本。
2.1.3規范作圖，描述詳盡清晰
在設計過程中，設計方需要給出一份材料規格表，作為施工方采購材料的主要依據，在設計時規范作圖，詳盡且清晰的標注出材料的名稱、數量、規格等，與統計表中的數量核對統一，這樣一來，施工方在采購時就能準確采購材料，避免不必要的損失。
2.2施工時尊重設計
2.2.1照圖施工、規范施工
施工方在施工前，要先深入了解圖紙，明確設計師的設計理念以及大概的施工方向。園林施工時，要嚴格按照設計圖紙進行，圖紙通過了會審，就說明設計方案已經得到了施工方的認可，其實施性是可以保證的。因此，在施工過程中，施工方要尊重設計，嚴格按照圖紙施工，當發現設計方案確實存在不可實施的問題時，要本著尊重設計的原則，與設計方進行協調溝通，由設計方對設計圖紙進行局部或整體的改動。規范施工是建設成功的園林作品的前提基礎，在施工中，切忌偷工減料[6]。
2.2.2加強施工管理，保證施工高效進行
在進行園林施工時，要為其配置專職管理人員，負責施工人員的調度安排，保證施工人員的有效施工。管理人員負責制定進度計劃表，并填寫施工日志，定期匯報現場施工的具體情況。掌控好整個工程的施工方向與進度計劃，例如對園林植物的栽種，要根據植物的栽種季節，合理規劃施工進度計劃。在施工過程中，還可以建立值班制度、獎懲制度等，有效確保工程的高效進行。
2.2.3加強成品保護
成品保護對工程的順利實施有著重要作用，成品保護中的主要對象，包括支撐、模板、半成品、驗砌體、鋼筋預埋件等重要的工序產品。成品保護的主要目的，是防止成品在施工中遭受污染和損壞，盡量保證成品一次合格。對于模板的保護，需要在進行梁鋼筋綁扎時，防止梁底模板移位，并且保證綁扎時避免劃傷膜面，影響表面光潔效果。在對混凝土制品的成品保護，主要是防止在混凝土還不具備承重能力時，有人員踩踏[7]。
3、基于督導制的園林設計施工協調管理模式的應用實踐
3.1督導制管理模式
督導制的主要內容就是按照對建設施工設計的深入理解，再進一步結合施工現場的實際施工情況，以及積累的施工經驗，對施工中出現的各種不在計劃內的施工狀況進行指導。督導人員的選擇，可以從設計方選擇，也可由建設方的業務人員來擔當，還可聘請職業督導人員；設計人員對設計方案具有一定的敏感度，但職業督導人員，具有更多的實際經驗，能夠更好的協調設計與施工。
督導制模式對于園林設計與施工的協調管理，主要表現在以下幾個方面。
1）提升工程質量。在園林建設中應用督導制，能夠有效保證整個園林作品的整體質量。設計督導在整個園林建設當中，首先可以有效傳達設計圖紙的理念，還可以在施工現場進行指導施工，這種角色的存在，能夠很好的協調設計與施工的融合，由此完整達到園林建設的目的[8]。
2）控制成本。督導人員除協調作用，還具有一定的權利。在施工中，督導人員可以對一些原定方案中華而不實的設計，進行合理的改進，并同設計方及時進行溝通；在保證園林的整體效果時，嚴格控制建設成本，避免過度浪費。
3）提升效率。在施工過程中，督導人員的的有效監督，能夠及時發現施工狀況，并合理解決，從而避免浪費時間在報告、審查、檢測等程序上，整體提升，施工效率。
3.2基于督導制的園林設計與施工協調管理模式
將督導制應用于園林建設，能夠有效解決設計與施工之間存在的脫節問題。設計督導存在于整個建設工程，在設計與施工的每一個階段，都能做到對整體與細節的有效把控，將設計與施工進行科學、合理的協調管理，以此達到園林整體工程建設的效果。
1）參與設計方案的評審。設計督導需要參與設計方案的評審，在初期評審時，設計督導要確保方案的構思理念具有一定的創新性與合理性；還要根據自己豐富的設計經驗來深入理解設計理念，這樣才能在以后的督導工作中，提出合理的意見，并有效協調解決設計與施工中存在的問題。
2）準確傳遞設計意圖。在設計的最后階段的評審中，會邀請施工方參與，但施工專家由于對設計理解不清，很難體會設計意圖，造成設計方與施工方的交流矛盾。這時設計督導就要結合實際場地的情況，將設計意圖準確傳達給施工方?，F在多數施工隊伍的文化水平較低，對設計意圖的理解很難一步到位，設計督導需要在監督與管理施工的同時，將設計意圖反復解釋給施工人員。
3）對微地形的營造。園林地形就是園林建設所涉及范圍內的地面，園林地形中有一種園林微地形的分類，用來表示綠化種植地形。微地形的合理規劃與施工，是影響園林建設的藝術性與生態性的重要元素，需要其景觀元素更加豐富，空間規劃更加合理，才能達到這一目的。而設計督導的工作，就是結合地形、自然風貌等因素，指施工作業，使微地形的營造更加得體、有層次，得到精、巧的園林景觀[9]。
4）對綠化植物的督導。在園林景觀建設中，園林綠化是其重要內容之一。綠化景觀具有隨時間的變化性，因此在指導植物種植環節的施工工作時，設計督導需要對其進行嚴格把控。在采購植物幼苗、栽植等環節中，設計督導都應參與其中嚴格選擇成活率高、觀賞效果佳的品種；在中職土質這一方面，也要嚴格把控，確保其酸堿度、透水與透氣程度等，適宜植物的生長。在種植過程中，要保證其觀賞性，確保植物經歷生長期之后，能夠達到錯落有致、顏色鮮明有層次的審美效果。
5）設計變更的有效實行。在施工中，由于場地條件的變化、施工方的要求、設計方案的不足等，設計圖紙經常會有需要改動的情況。設計督導的存在，就可以對比原設計方案與實際場地情況，完成現場設計變更。例如，當設計方案中的尺寸與實際場地的尺寸不一致時，設計督導可以及時提出更改放哪，以此保證施工的順利進行。在植物配置時，也經常出現一些設計方案難以實施的情況，一些稀有植物的苗源難以找尋等，設計督導可以協調施工方與設計方，有設計方提供有效苗源或，協調更換植物配置等。
結束語：綜上所述，園林設計與施工的協調管理存在一定難度，基于督導制的協調管理模式，能夠有效解決眾多問題。隨著人們對園林景觀的要求越來越高，園林建設在建筑與設計行業中的比重也越來越大，因此，園林設計與施工的緊密配合也越來越重要。設計人員與施工人員需要在園林建設工程中，在設計督導的協調下，換位思考，保證園林設計的可實施性與園林景觀作品的藝術理念。只有園林設計與施工達到高度融合，才能有效實現園林對城市建設的生態價值與審美價值。
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