工程图学应用教学课件作者杨杰第六章__零部件构形设计课件.ppt

第六章 零部件构形设计 第一节 概述 工程图样绘制的过程不仅是表达部件或零件的过程，更重要的是一个构形设计过程。用一组图形合理地表达一个零件是本课程的基本要求，而根据机器或部件的工作原理和要求，构造出简单、合理、美观且符合加工、检验和工艺要求的零部件形体，是更高一层的训练。 设计思路 一、从零件的功用进行构形分析 二、从工艺、加工、装配等方面进行构形分析 三、从外形美观进行设计 一、从零件的功用进行构形分析 二、从工艺、加工、装配等方面进行构形分析 三、从外形美观进行设计 下面以千斤顶为例，介绍此部件的构形过程。 如图所示为三种形式的底座。 第四节 产品构形设计 产品构形设计是工程制图中的一个重要实践环节，通过本单元的学习应能够对一个简单产品进行基于功能的结构构形设计，或者能对现有的产品、零件进行改进设计，设计过程中要求学生能正确、合理地构形，能选择合适的材料，能满足正确的装配关系，不断培养自己的工程意识和初步的创新意识。 一、设计目的 1.巩固已学的基本知识，初步学习产品设计的过程和方法。 2. 培养创造性构型设计的能力 3. 进一步提高用计算机建立三维模型和生成二维图形的能力。 4. 训练基本的设计技能和方法 5. 进一步加强徒手绘制工程草图的能力、运用设计手册、查阅国家标准和设计规范的能力。 二、设计内容和任务 设计内容灵活多变，可以自行给出一个设计题目；可以针对给定的设计任务（题目）进行改进设计；还可以选择习题集中的设计题目。不管哪一种设计，都应该完成下列工作： 1. 用三维模型表达装配关系。 2. 用三维模型表达单个产品的详细结构图。 3. 绘制符合要求的二维工程图样。 三、设计步骤 1. 准备阶段：选定设计题目，明确设计内容，分析已知条件和设计要求，根据日常生活和社会活动的经验，通过查阅资料和上网等手段，了解相关产品或类似产品的工作原理、结构特点，有条件的情况下，可以拆卸或安装产品，以观察内部构造。 2. 方案设计阶段：确定产品的方案是设计的关键步骤，它决定着产品的功能结构、使用手段和制造工艺等。它是把模糊的、不具体的产品明确化、具体化的过程；是将设计构思转化为图形的过程。一般情况下要尽量多的构思出多个设计方案，画出草图，可以用三维图表达，也可以用二维图表达，主要侧重于产品的构形，表达出功能、工艺或造型等，不涉及过多的细节。然后在草图的基础上，分析、对比、优化，选出满足设计要求的较为理想的方案。最后对优选方案进行深入设计，确定各个零件的结构和具体尺寸。 3. 建立三维模型：建立三维模型是验证设计是否正确可靠、产品结构是否合理及零件间是否存在干涉的重要手段。首先根据主要零件的相关尺寸建立模型，然后根据零件间的连接关系和合理的装配结构，建立其他零件的三维模型，最后添加相应的约束，拼装装配模型，在此过程中不断改进零件的结构形状和尺寸。 4.绘制二维图样：可以根据三维模型转换成二维工程图，也可以徒手绘制或尺规绘制。无论哪种方法得到的二维图，都要满足加工制造的要求。 四、设计实例—台灯构形设计 1.设计任务书 （1）设计题目：设计一盏可调节角度的台灯结构（不考虑电路）。 （2）设计任务： a) 确定组成台灯的各个部分的尺寸和形状，创建三维模型。 b) 徒手绘制灯杆的设计草图。 c) 由三维图生成零件的二维工作图一张。 2.设计步骤 （1）构思方案草图 台灯一般用来放置在书桌上，如果不考虑电路，只考虑机械结构，至少有底座（保证安放平稳）、灯杆（自由调节长度）和灯罩（容纳、保护灯泡）三部分组成。 底座部分构形比较简单，考虑安放、位置等因素主要从工艺方面进行构形；灯罩部分主要从外观美感方面在构形入手；灯杆部分主要从功用方面考虑，要求灯杆旋转，需增加相应的机械结构；如果要求杆件伸缩，则考虑能做直线运动的结构。后面为几种常见的灯罩与灯杆的形状。 （2）创建三维模型 确定各部分的形状和尺寸后，可以进行多种组合，底座和灯杆部分主要利用拉伸特征创建，灯头罩部分可以采用扫略特征进行曲面的建立，下图为其中3种方案。 （3）绘制灯罩的零件图 * 机器或部件都是由若干零件按一定的装配关系和技术要求装配起来的。 设计千斤顶的目的是为了利用其顶起重物，这是其主要功能。可能需要的结构至少有支撑底座和升降结构。为了能稳定地支撑重物，必须设计出一个较大的底座，可以是圆形的，也可以是方形的，其内部中空，是为了容纳其他零件和减轻重量。 如图所示为两种形式的螺旋杆。 （b） （c） （d） 灯罩部分形状 （a）