机械制图第6章.ppt

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1、第8章构型设计基础8.1平面图形构形8.2几何造型8.3工业产品的设计制图简介在设计中，有什么好的构思、灵感，通常是先用平面图形来表达其轮廓特征，然后再修改、完善、造型。平面几何图形构形是二维构形，主要是用几何图形形状和组合来表达工业产品、设备和工具等，其依据来源于设计者对丰富的现有产品的观察、分析、综合、改进。8.1平面图形构形8.1.1平面图形构形设计的一般原则8.1.2平面图形构形设计实例8.1.1平面图形构形设计的一般原则1.表达功能特征原则平面图形的构形设计，构成的整个图形应能充分地表达功能特征。如图8-1a所

2、示代步用的自行车与图8-1b所示购物用的小推车构形时，就必须考虑到其不同的使用特点。a)自行车b)小推车图8-1功能特征比较1.表达功能特征原则如图8-1c所示,小轿车要表现其轻便、高速的特点，使外观更加扁平、轻巧，可设计成流线型，而浏览大客车要考虑多装旅客，车体应宽；为改善视野和采光条件，车窗应加大，车身和座椅的高度应提高，如图8-1d所示。c)小轿车d)浏览大客车图8-1功能特征比较2.注意工程化原则工程化是指图形的取材、描述和表达的对象主要是工程产品、设备与工具等。如图8-2所示的工程化构形设计。a)连杆b)钓钩c

3、)路灯图8-2工程化构形设计3.便于标注尺寸与加工原则一般工程设计应尽量避免采用自由曲线，通常用一些平面图形和圆弧连接构形。如图8-3摇臂的设计。图8-3摇臂4.运用图形变换原则将常用图形（如正多边形、圆等）按一定规律进行变换，即可设计出形态各异、寓意深远的图案。如图8-4所示为几种平面图形变换规律。a)b)c)图8-4平面图形变换5.考虑美学、力学、视觉等方面的整体效果原则a)表示动感b)表示对称稳定c)表示拉力平衡图8-5平面图形设计的效果8.1.2平面图形构形设计实例1.样板平面图形设计（l）设计要求①用倒角矩形、

4、圆和圆弧组成；②不标注尺寸。（2）设计的样板设计如图8-6所示。图8-6设计的样板2.平面图案构形设计（l）设计要求①用正三角形、圆和圆弧组成；②有粗实线、细实线、虚线；③不标注尺寸。（2）设计的图形设计如图8-7所示。本图案主要运用了圆的环形阵列和三角形旋转变换构成了类似于花朵的图案。图8-7设计的平面图案几何造型是通过点、线、面、体等几何元素，经过平移、旋转、变比等几何变换和并、交、差等集合运算，产生实际或想象的物体模型。8.2几何造型8.2.1几何造型的应用8.2.2造型要素8.2.3组合体的构型8.2.4几何造型

5、系统的模型8.2.5常用的几何造型方法8.2.6几何造型设计实例8.2.1几何造型的应用1.三维几何设计4.机器运动仿真2.有限元分析3.产品制造过程模拟图8-8三维几何设计图8-9有限元分析8.2.2造型要素1.形状形状是指一件产品的三维造型，主要表现在产品外观凹凸、起伏变化。2.材料材料是构成形体的分子，对造型有着重要的影响作用。材料有各自的视觉性格，为了使材料更符合使用与视觉要求，设计时必须对材料的表面作适当的设计。3.表面运用不同材料的表面，妥善加以组合配置或对材料表面进行再处理，可分别给予使用者以各种不同的视觉

6、感受。4.色彩人们生活在五彩缤纷的世界中，才感到无比的欢乐，有色彩的形状远比无色彩的形状更容易吸引人的注意力。8.2.3组合体的构型在计算机实体造型系统中，常采用以下方法构建组合体：1.并运算（叠加）将两个或两个以上的面域或实体合并成一个整体。手柄b)圆柱销c)螺栓坯图8-10并运算2.差运算（挖切）从两个或两个以上的面域组或实体组去掉一个或多个面域、或实体得到一个新的面域或实体。a)螺母坯b)三通管接头图8-11差运算图8-12交运算3.交运算确定多个面域或实体之间的公共部分得到相交部分的形体。4.拉伸将某些二维线或平

7、面图形沿某指定路径拉伸为复杂的几何实体。图8-13下水管5.旋转将某些二维线或平面图形绕指定轴旋转生成几何实体。图8-14花瓶1.线框模型线框模型仅由描述对象边界的点、直线和曲线组成。由于没有面的信息，不能表示表面含有曲面的物体；也不能明确地定义给定点与物体之间的关系（点在物体内部、外部或表面上），所以线框模型不能处理许多重要问题，如不能生成剖切图、消隐图、明暗色彩图，不能用于数控加工等，应用范围受到了很大的限制。3.实体模型实体模型能够完整地、无歧义地表示三维形体的所有形状信息，可以无歧义地确定一个点是在物体外部、内部

8、或表面上，可以计算和分析物体的整体性质，如物体的表面积、体积、重心等，能够进一步满足有限元分析等应用的要求。2.表面模型表面模型在线框模型的基础上，增加了物体中面的信息，用面的集合来表示物体，而用环来定义面的边界。表面模型扩大了线框模型的应用范围，能够满足面面求交、线面消隐、明暗色彩图、数控加工等需要。8.2.4几何