收稿日期:1999-09-04
作
者:郑亚虹,无锡市广播电视大学,214021
人机工程学理论在机械设计中的应用
郑亚虹
摘 要 根据人机工程学系统设计原理,设计制定了一般机床人机系统设计流程图。对人机工程学设计理论在教学实践中的应用进行了积极的探索。关键词 人机工程学 人机系统 T SD 法
中图分类号 TH12 文献标识码 B 文章编号 1008-4207(1999)04-0102-03
设计理论和方法与产品设计密切相关。在工业生产中产品设计是关键环节,目前,现代企业中已越来越多地应用人机工程学这种先进的设计理论和方法进行产品的开发和设计。如何把人机工程学设计方法应用于学生的毕业设计是摆在我们面前的一个新课题。笔者根据人机工程学系统设计原理,尝试运用人机工程学方法指导机械、机电专业学生进行毕业设计。
一、人机系统设计方法
传统的机械设计以设计产品为主要目标,更多地考虑产品本身功能的实现,虽然也或多或少地涉及了人的因素,但主要是考虑如何让人适应机器,而没有把人作为设计的一个目标,没有规范化地考虑人的因素。这就很难保证机器操作效率最佳,也不易判断设计质量的高低。
人机工程学强调将人和机器作为相互联系的两个基本部分构成一个整体,形成人机系统。人机工程设计的是人机系统,是把人作为系统设计的一部分,把人 机 环境三者作为一个系统进行总体设计。人不再是被动地去适应机器,而是与机器共同完成一个系统目标,从而可以获得系统的最高综合效能。
图1是人机系统模型。它的意义是指出人机之间存在着信息环路,人机相互联系,具有信息传递的性质。这个系统能否正常工作,取决于信息传递过程是否持续有效地进行。人机系统设计把模
型中的人、人机界面和机器共同作为目标进行设计。传统设计往往忽略左半部分 人的设计。
二、TSD 设计法
1 总体设计
人机系统总体设计又称为TSD(Total System Design)设计法,是美国学者贝雷提出的。TSD 法的中心设计思想是系统设计必须分为一系列具有明确定义的设计阶段,而每个阶段的设计活动和任务必须是明确的。这是典型的系统化解决问题策略。 总体 的意义是强调人机系统的各个成份,如人、硬件、软件,都要给予全面的考虑,以改变长期以来工程设计忽略人和人的效能问题。设计的最终目标是,使系统的每个成分都能为实现系统目标而协调一致地发挥各自的功能。
良好的系统设计必须遵循两个原则:第一是明确定义 问题 ;第二是制定和实施某种策略来
第10卷 第4期
1999年12月
江苏广播电视大学学报
JOURNAL OF J IANGSU RADIO &T ELEVISION UNIVERSITY
Vol.10No.4Dec.1999
寻找解决问题的满意方案。为了有效地制定设计策略和实施设计,需要一套专门的设计程序。
2 阶段设计程序
根据TSD 法的设计思想,把设计过程分为以下几个阶段,即阶段设计程序。(1)定义系统目标和作业要求阶段;(2)系统定义阶段;(3)初步设计阶段;(4)人机界面设计阶段;(5)作业辅助设计阶段;(6)系统验证阶段。
一些设计研究证明,应用传统设计方法的设计者,甚至是有经验的设计者,常会先设想一个设计,然后再凑和一个系统目标和作业要求。这种 异程序 设计存在两个主要问题:第一,它是用目标来适应设计。第二,它限制了其它也许是更好设计方案的产生。而优秀设计的产生必定是多方案比较的结果,这也是一条设计原则。TSD 法要求,各种设计方案必须在定义系统目标和作业要求后提出并选择,以确保设计方案的最优化,同时避免了上述两个问题。
三、机床的人机系统设计程序
根据TSD 法,设计常见机床时,可执行系统总体设计程序(图2)
。
综上所述,机器整机人机工程设计可分为三个主要阶段,构成一个设计程序(如图3)。
研究阶段是分析和定义 问题 的过程,设计者采用一定的技术和方法,观察系统存在的人机关系。设计阶段针对定义的问题,按人机工程学方法解决。评价阶段同样采用一定的技术和方法比较新旧设计,作出结论。
以上设计程序具有原则性和概括性,但直接用于人机系统设计就显得不具体,可操作性差。
四、设计实施
在机械、机电专业学生的毕业设计中,应用上
述T SD 法和人机工程(系统)设计程序(如图2、图3),可设计出一个具体的人机系统设计流程图,如图4。
利用该流程图进行系统设计与传统设计的区别在于它始终强调人机系统的设计,而不仅仅是机器的设计。这个设计过程并不繁琐,也并非在传统机械设计的基础上增加一些关于人的设计内容,而是把设计内容按人机工程学原理有机地编程,体现了系统化的设计原则,使设计更加完整、方便、有据可循。
设计者拿到任务书后,即可按流程图展开设计:1.定义系统目标和作业要求阶段是要确定系统做什么,对系统提出了具体的要求。在此基础上提出多种设计方案进行分析比较,选择符合要求的最佳方案进入下一阶段的设计。有些时候,毕业设计的目标定义和作业要求(参数)已由任务书形式提供,使某些步骤简化。
2.系统定义阶段是 实质性 设计工作的开始,即确定系统的功能是什么。不必把功能分配给人或机器,也不定义怎样实现功能。
3.初步设计阶段的主要工作是按人、机特点的不同进行功能分配。将系统的各个功能,按输入和输出联系起来,用框图表示,即系统的功能流程图。科学的功能分配应使系统有利于发挥人的决策能力,同时减少人为错误的发生;要注意不能
过分强调自动化而过多地依赖于机器,特别是对
于发生事故的处理过程,要充分发挥人的作用。
4.人机界面的设计是确定机器尺寸参数的开始。这个阶段主要根据人体特性和尺寸参数确定显示器、控制器的类型和尺寸以及作业空间的有关数据。之后,可参考这些数据进行机器内部过程的设计。
5.作业辅助设计是为了获得高效能的作业而设计的各种作业辅助技术和手段。作业辅助只能在作业过程中使用。设计的具体内容和步骤已在流程图中列出,此不赘述。
103 第3期 郑亚虹:人机工程学理论在机械设计中的应用
6.系统验证是要检验系统是否达到系统定义和设计的各种目标,是以人的作业效能为主要验证标准的。人机系统必须保证人的作业符合作业要求的各个项目,我们可根据作业要求逐一验证。
验证合格的同时,各种文字资料,工程图纸也完成齐备,可进一步整理,得到所要的设计结果。
在图4中,人、硬件、软件的设计活动都全面展开,并始终注意人机工程的要求与各个硬件及设计决策的协调一致。图中要求每一个子程序的最后都要进行检验,这是保证最终系统检验合格的基础,同时也使设计少走弯路,有序进行。
五、结束语
机械产品人机系统设计流程图在设计过程中具有实用性和可行性,使设计内容具体、明确,设计过程更加规范化。设计说明书等文件资料可参照流程图的顺序和内容编写;设计过程中可依图方便、准确地找到出现问题或有差错的具体步骤,及时进行局部修改,不致影响总体设计;根据此图还可判断设计质量的高低,对应流程图可清楚地指出设计欠缺和出现失误的地方,也能找到设计独到之处,为客观评判设计的优劣提供了依据。
参考文献
[1] 丁玉兰 人机工程学[M] 北京:北京理工大学出版社,1991.326~267,389~390
(责任编辑 文 涛)
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江苏广播电视大学学报 1999年
吉林建筑大学 安全人机工程学课程设计 设计题目人机工程学在轿车安全性设计中的应用 与分析 名姓 号学 级班安全121班 业专安全工程 学院市政与环境工程学院 指导教师马池香
2015年6月19日 摘要 随着社会的飞速发展，以及经济增长速度的大幅度提高，随着物质条件的优越，人们对现代化交通工具的需求量也在不断地加大，比如说轿车，以往，轿车只不过是少数人的特权产物，但是如今，他早就已经走进了寻常百姓家，成为了大家外出必不可少的交通工具，而且，所扮演的戏份也是越来越大。而轿车的设计，也要充分的的人机工程尤其是安全人机工程的角度来考虑轿车的安全性与舒适性。而消费者在购买的过程中也越来越看重这些，所以轿车内的设施与配置的设计与安全人机工程的联系也显得越来越举足轻重。 本设计主要针对于轿车，分析人机工程学在轿车安全性设计中的应用，通过主动与被动两个方面来进行阐述。在主动安全系统中，驾驶员与轿车构成了典型的人机系统，其中驾驶员是系统的核心，通过对人机工程学原理的应用对轿车进行转向系统和制动系统操纵装置、仪表显示装置和驾驶视野的设计，从而提高了车辆的主动安全性。
目录 第一章人机学的基本理 论 (1) 第二章轿车的显示装置设 计 (2) 2.1显示装置的概 念 (2) 2.2显示器的分类与选 择 (2) 2.3仪表显示器的设 计 (2) 2.3.1仪表显示装 置 (2) 2.3.2表盘的设 计 (3) 2.3.3 字符 ........................................................... 4 2.3.4 指针 ........................................................... 4 2.4信号灯显示装 置 (5) 2.5显示装置的布 置 (6) 第三章控制装置设计的人机分析及改 进 (8) 3.1方向盘的设计分 析 (8) 3.1.1 方向盘的角度设计 ............................................... 8 3.1.2方向盘的位置设 计 (9) 3.1.3方向盘大小的设计 ............................................... 10 3.2变速杆设计分 析 (10) 3.2.1变速杆的形状 ................................................... 10 3.2.2变速杆的高度及位置 ............................................. 11 3.2.3变速杆的操纵角度及位移 .........................................
人体工程学设计与应用 授课老师：汪海波 安徽工业大学机械工程学院 艺术设计 082班 王宇田 089054483
第一部分：网页分析 色彩分析： 主要页面的背景色为白色，大体都是白色调。白色给人的心里感受有积极的也有消极的。积极方面；纯洁、干净、新鲜、未来派 消极方面;医院的、冷冰冰的、无生趣的、中性的 能与海军蓝、黑色或者红色等暗色调构成强烈的对比色，这种对比能产生权威感 能紧紧吸引人的注意力，树立发展进步的形象 页面的主体颜色为白色，根据人体工程学颜色的匹配的清晰程度 很高。相对于白底黑字在视觉上还有一定保护视力的作用。此种搭配让访问者能集中注意力阅读观看主体文字。
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其他辅助字体为西黑体，高度为4mm,高宽比是1:1，字体成正方形。字的笔画与字高的比例是1:10符合人体工程学字符大小形状和设计规划。配上暗色调的底色和醒目的字符颜色。能引起访问者的注意，方便访问者的浏览。 活动窗口的艺术个性字，增加了该窗口的注意力，同事也协调了网页的气息。
2018年硕士学位研究生招生考试业务课考试大纲 考试科目：机械设计基础 一、机械原理部分 1．平面机构的结构分析 构件、运动副及机构的概念；机构具有确定运动的条件和机构自由度的计算；平面机构的高副低代方法和Ⅱ级、Ⅲ级杆组的结构特点，平面机构的组成原理和结构分析方法。 2．平面机构的速度分析 速度瞬心的概念；机构速度瞬心的数目和瞬心位置的确定方法；速度瞬心法在机构速度分析中的应用。 3．平面连杆机构及其设计 平面四杆机构的基本型式及其演化；平面四杆机构的主要工作特性（平面四杆机构有曲柄的条件，急回运动、行程速度变化系数及极位夹角，压力角和传动角，死点位置）；平面四杆机构设计图解法。 4．凸轮机构及其设计 凸轮机构的类型和特点；凸轮机构从动件的常用运动规律及其特性；凸轮机构偏心、凸轮基圆、推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角、理论轮廓与实际轮廓、从动件行程及机构压力角等概念，并能在图中标出；了解直动从动件盘形凸轮机构正配置、负配置对压力角的影响；理解基圆半径与压力角的定性影响关系；掌握按给定运动规律设计各类盘形凸轮轮廓曲线，重点是图解法；凸轮机构基本尺寸确定的原则（压力角、基圆半径和滚子半径）。 5．齿轮机构及其设计 齿轮机构的类型；齿廓啮合基本定律；渐开线的性质及渐开线齿廓的特点；渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算；渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动应满足的条件（正确啮合的条件、无侧隙啮合条件及标准安装、连续传动的条件）；渐开线齿轮的切齿原理、根切现象及最少齿数；平行轴斜齿圆柱齿轮机构（啮合特点、斜齿轮的基本参数、几何尺寸计算和当量齿数、斜齿轮传动的正确啮合条件和传动特点）。 6．轮系及其设计 定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算方法。 7．其他常用机构 棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的组成、工作原理及运动特点。 8．刚性回转件的平衡 刚性回转件的静平衡与动平衡的原理和计算方法。 9．机械速度波动的调节 机械速度波动的基本知识及其调节方法。 8．回转件的平衡
设计时间：2012年4月18日 目录 1 技术背景 (1) 现有技术 (2) 现有状况 (3) 存在的问题 (3) 2 设计原理 (4) 设计方案 (4) 设计原理 (6) 创新点............................................................... .. (6) 3 产品功能 (7) 产品结构 (7) 产品功能 (11) 产品优缺点 (11) 产品优点 (11) 产品缺点 (12) 使用方法 (12) 使用注意事项 (12) 4 市场应用价值 (13) 5 展望 (13) 结论 (13) 不足 (13) 展望 (13) 心得 (14)
6 参考文献 (15) 摘要： 我们作为学生，深知当今一种习惯——就是很多学生喜欢在床上看书、做作业或玩笔记本电脑。可今天学生所用床上电脑桌琳琅满目，不尽相同。但是目前在床上使用的书桌，功能和样式比较单一，不能符合大众的需求。并且在书床上看书时，由于书本放置的角度不适当，而导致用眼疲劳，影响视力，还有看书时间过长，手臂变得僵化，翻页不是特别方便。伴随各种设计问题也是不可避免。本文将会提出全新理念，从人机工程学角度出发，配合床的结构而设计出一套新颖的集床、柜、桌于一体的床上一体化电脑桌，使同学们应用更加舒适、方便。关键词： 人机工程安全床上电脑桌人性化一体化产品设计 正文： 1 技术背景 学习安全人机工程学的理论课程之后，更加发现我们自身的生活空间——寝室，存在严重的不合理现象，尤其是床铺的设计不合理。我们每天都要有将近三分之一的时间在床上度过。因此床上环境一直是影响一个大学生寝室生活体验的核心。但是想要改善床上环境，我们也不得不面对许多制约。比如寝室本身结构的制约，床铺本身设计上的制约以及每个人生活方式的制约。 而这一切又往往集中体现在床上空间不足上。没有放杂物的床头柜，没有在床上使用电脑或者学习用的桌子，没有足够的空间堆放多余的书籍。哪怕我们斥资购入一张传统的电脑桌，其清理上的麻烦与空间占用又成了问题。于是我们着眼于床上空间利用率的问题，开创性的将床头柜与电脑桌合二为一，并且利用墙面书架旁的空余空间，将桌子、床和小型储物柜整合成一个新的整体，以此实现床上空间的最大利用。从而改善大学生的寝室生活体验。 所以作为一张好的电脑桌，必须从符合人体的生理、心理及解剖学特征出发，以提高人们在电脑作业时保持舒适度与工作效率。为了更好的改进及设计符合人们需要的床上电脑桌，首先必须对市面上现有床上电脑桌存在问题进行总结分析。在进行针对这些问题进行改进，以设计出符合人体生理、心理及解剖学特性
人机工程学课程设计 现在是人工智能的时代，下面是人机工程学课程设计，欢迎参考！ 人机工程学课程设计安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。 机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产中有58％一70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。 由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体力消耗产生的疲劳所导致的危险。 由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。 由于人的各种差错产生的危险。受到环境不利因素的干
扰或由于人-机配合、协调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。 在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面： 合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。 适应人体特性。在确定机器的有关尺寸和运动时，应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。 友好的人机界面设计。人机界面，即在机器上人、机进行信息交流和相互作用的界面。人、机相互作用的所有要素，如操纵器、信号装置和显示装置，都应使操作者和机器之间的相互作用尽可能清楚、明确，信息沟通快捷、顺畅。 作业空间的布置。这是指显示装置和操纵装置的位置，以及确定合适的作业面。它对操作者的心理和行为可产生直
邓灿 （机械设计制造及其自动化六班） 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。自古至今，新的设计理论和方法不断形成，最大程度地满足了社会和人们的需要。本文阐述了机械设计理论与方法的历史变演、发展现状以及未来趋势，提出了继承与创新相结合的重要性。 关键词：机械设计理论方法发展
邓灿 （机械设计制造及其自动化六班） 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。自古至今，新的设计理论和方法不断形成，最大程度地满足了社会和人们的需要。本文阐述了机械设计理论与方法的历史变演、发展现状以及未来趋势，提出了继承与创新相结合的重要性。 关键词：机械设计理论方法发展 0 前言 为了满足机器的使用功能要求、经济性要求以及劳动保护和环境保护要求等，设计人员必须有一个科学的设计过程。机械设计是对机械的工作原理、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人为制造依据的工作过程。自机械学科开创以来，设计学领域就占据着非常重要的位置，在不同的阶段它都有一套完整的理论和方法，进过积累和创新，不断闪现出新的亮点，最大程度地满足社会和人们对产品的需求。下面介绍了机械设计理论与方法的历史进程、研究现状，通过调研、分析和总结对未来的发展趋势做出了展望。 1 历史回顾 机械设计是为生产机械所必须进行的技术决策活动，由于基础薄弱、积累的经验少等原因，这门学科的确立相对较晚。按照机械界的说法，20世纪60年代以前的机械设计理论与方法称为传统机械设计，其理论与方法都是根据常规的思路和步骤，目前我们所使用的《机械原理》及《机械设计》等教材主要讲述的是常规设计技术，虽然比之现代设计技术它存在着明显的局限性，但是它是学习、应用发展现代设计技术的基础，它的经典性是每一个机械设计人员所不敢轻视和忽略的。 1.1传统机械设计的经典理论 （1）理论基础 机械设计需要观念指导，传统的设计方法能适应和满足当时人们的要求，则必然存在一套公认的理论。这套理论的基础有两点： 1）、静态解析和稳定性解析的观念； 在传统设计理论形成时期，牛顿力学的思维方式总是将处于变动状态之中的事物，抽象为处于相对稳定状态(包括静态)之中来描述；再加之受当时的实验和模拟技术水平的限制，所以就把复杂状态的问题采取近似的、粗略的简化处理，以便进行实验模拟和数值处理。 2）、合格设计的观念 传统的机械设计着重于实现机械本身预定的功能，最大程度地满足机器的工作能力，而对工艺和成本等考虑得较少。整个设计往往是根据任务和目标，先做出第一个方案，甚至造出样机，然后通过评定与考核，进行修改，形成第二轮方案，如此反复，直到满意为止。 （2）概念体系 针对这个理论基础，传统的设计论还建立了自己的经典概念，从而形成了静态解析的理论体系。其概念的建立，大致有两种模式： 1）将客观的变动状态抽象为稳定状态 或静态，进而建立概念，如“载荷” 的概念； 2）对具有随机性的现象，略去其分散 趋势的统计特征，仅只抓住集中趋 势的统计特征来建立概念，如“应 力”概念和“强度”的概念。 （3）设计准则
人机工程学课程设计 题目键盘的人机工程学分析与设计 学生姓名郑平平学号1115074008所在学院机械工程学院 专业班级工业设计2011级1101班 指导教师王小军 完成地点陕西理工学院北区 2013年 12 月 28 日
课程设计任务书 院(系) 机械工程学院专业班级工业设计11 学生姓名李洋 一、课程设计题目键盘的人机工程学分析与改进设计 二、课程设计工作自__ 2013 _年_ 12 月_ 16 日起至 2014_年 1 月 08 日止。 三、课程设计进行地点: 校内 四、课程设计的内容要求： 设计内容 1、对所研究的产品进行人机工程学分析，包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性分析，用户视觉感受与使用心理的分析； 2、在分析的基础上，总结现有该产品存在的问题或不足； 3、针对所存在的问题，提出解决方案；（或进行创新设计） 4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案； 5、建立三维模型，制作效果图六视图； 6、绘制标准CAD六视图工程图； 7、制作展板，进行效果展示。 设计要求： 1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印； 2、设计说明书撰写规范参考《陕西理工学院毕业设计（论文）》格式及计要求； 3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图6视图、展板），单独装订成册； 4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单； 5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行； 6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。 指导教师王小军系(教研室)工业设计教研室系(教研室)主任签名批准日期
机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
我校学生公寓洗漱室的改进设计 课程名称：人机工程学课程设计 姓名，学号： 所属院系：管理学院工业工程系 指导教师：邓华 1设计目的：让学生经历一次完成的人机工程学应用实践，引导学生发现问题、调查问题、探索可能的改进以及更求最佳的解决方案。激发学生的学习主动性，培养学生自我钻研，开拓进取的精神。扩大学生的学科眼界，延伸课堂教学的空间。 2设计题目：我校学生公寓洗漱室的改进设计
3说明：盥洗台是我们一天当中使用次数最多的地方之一，拥有一个舒适的洗漱环境和平台对提高我们的生活质量作用很大。通过对我校学生公寓盥洗台的人机学评析，发现其中的不足与不便之处，通过参考文献资料和网络对盥洗台的现状进行改进设计。学生公寓盥洗室的改进设计是整个学生公寓设计中最复杂但也是最重要的一部分,合理的学生公寓盥洗室设计能够减轻学生的疲劳与损伤,提高学习效率,为学生带来和谐,愉快的气氛以及更加美好的环境.本文运用人因工程的主要原则与理论,利用真实具体的数据,为学生公寓盥洗室进行了个性化设计,涉及布局,尺寸，环境,色彩与通风等各个主要方面,充分体现了人因工程的核心“以人为本,提高效率”。 4背景：我们小组所选择的研究对象是西苑3号楼3区二楼的盥洗室。它具有一定的代表性。西苑的8栋公寓均采用这样的洗漱室。而且也是我们小组日常生活的地方，每天可以接触到，具有一定的说服力。5调研： 1.水龙头数。现在的宿舍是12个水龙头，而通常洗漱室高峰期有14到16 个人同时洗漱。同学们要么与人共用，要么等待。一方面会侵犯别人的个人空间造成心理上不舒服，另外一方面浪费等待时间。90% 同学认为应该增加水龙头数目 2.水槽深度。85%同学觉得水槽深度应该为一个面盆的深度为最佳，15%同学觉得深度要达到半个桶的深度。 3.放刷牙杯子的位置。100%同学同意放水槽上方的凸台。并且要有边缘，以防牙刷、杯子等洗漱用具的掉落。
机械设计制造及其自动化专业培养方案 一、培养目标 本专业立足于国家及地方经济建设和行业发展的需要，培养基础宽厚、实践动手能力强、综合素质高、视野开阔、具有创新精神和社会责任感的应用型高级专门人才；使学生在机械工程相关领域内，具有运行管理、应用研究、设计制造、科技开发和经营销售等方面的能力。学生毕业后主要在公路、铁路、港口、市政、建筑、制造企业等部门生产第一线从事机械设备的管理、运用、控制、设计、机械化施工、产品研发等工作。 二、专业特色及实现途径 （一）专业特色 本专业为国家管理专业和湖南省特色专业，依托的“机械工程”学科为湖南省“十二五”重点建设学科，学校具有“机械工程”一级学科硕士学位授予权和“工程车辆 轻量化与可靠性技术”湖南省高校重点实验室。本专业已形成一支学术水平高、教学科研能 力强、知识与年龄结构合理、教学科研经验丰富的师资队伍，教师中大多数具有机械设计制造企业工作经历。本专业依托行业优势，设置工程机械、机电一体化两个专业方向，以创新实践能力培养为重点，不断优化专业结构，提高人才的培养质量。几十年来，已培养了近三千名本科生，形成了“立足交通和工程机械行业，传承‘铺路石’精神；夯实基础知识，突出机电一体化；强化工程实践与动手能力，培养面向基层的高级应用型人才”的专业特色。（二）实现途径 1、坚持“立足交通和工程机械行业，服务基层”的人才培养理念 50多年的办学历史，数千名毕业生工作在公路建设施工或工程机械行业的第一线，传承脚踏实地、艰苦奋斗、乐于奉献、锐意进取的“铺路石”精神，获得了社会的广泛认可。毕业生就业主要在路桥、水利、港航等交通施工企业及三一重工、中联重科、柳工等工程机械制造企业。因此，本专业在人才培养目标定位上，始终以“紧密依托交通行业，面向基层，服务区域经济发展”为宗旨，坚持将我校的“铺路石”精神融入到人才培养的各个环节，培育、磨练和培养学生“下得去、用得上、干得好、留得住”的思想品质。 2、更新教学理念，改革教学方法，优化课程体系和教学内容，注重基础知识教育 长期以来，本专业积极开展教育教学创新，不断更新教学理念，与产业、行业专家共同研究、完善与生产实践、社会发展需要相适应的宽口径、厚基础、重实践的课程体系。坚持工程机械的特色专业方向，学科优势贯穿于课堂教学和创新实践中，将典型的科研成果凝练
课程设计 （安全人机工程课程设计——————说明书）题目：寝室桌椅的安全人机优化设计 班级：2012级安管1班 学号： 学生姓名： 指导老师：刘艳宾 重庆安全技术职业院学院
目录 人体参数———————————————————————3 4 5 电脑桌高度的确定——————————————————— 5 6 电脑桌材质和颜色选择——————————————————7 电脑桌标准尺寸—————————————————————8 宿舍电脑桌分析————————————————————9 10 电脑桌设计———————————————————————11 座椅设计理念——————————————————————12 座椅结构————————————————————————13 座椅建模————————————————————————14 座椅渲染效果——————————————————————15 结束语—————————————————————————16 参考文献—————————————————————16
学生公寓电脑桌的人机学分析与设计 摘要：通过对大学生寝室电脑桌的尺寸，外形进行分析，结合安全人机工程学中的有关知识，以及人的主要尺寸，对大学生电脑桌进行评估及改进。 关键词：安全人机工程学人体参数舒适安全 人体的主要参数： 表1 人体测量尺寸主要参数如下（CM）： 项目百分位 数 男（尺 寸） 女（尺 寸） 尺寸平 均值 坐高50 908 855 881.5 坐姿眼高50 798 739 768.5 坐姿肘高50 263 + 413 251 + 382 654.5 小腿加足高50 坐姿大腿厚 度 95 151 151 151 坐姿膝高95 532 493 512.5 电脑桌的整体要求： 桌面的高度、键盘的抽屉、走线等要符合自己实际情况和工作习惯。 电脑桌的高度应该适中，根据安全人机工程学的知识可知，电脑桌的高度应以第5百分位至第95百分位的人体尺
人机工程学在设计里的应用 班级：工业设计姓名：陈晓清学号：090602015 、椅子 我们根据古籍资料开发了多款第一把交椅”，选用优质的鸡翅木做原料，充分体现了其木质肌理细密，紫褐色深浅相间成文，予人以羽毛璀璨闪耀之感的特点。还原了这款历史上最有名的椅子！这种椅子的特点是木头的双脚交叉，张开以后才能平稳，所以又称“交床”。大约在唐以后，人们才把带后背与 扶手的坐具称为椅子。在宋元时已出现了带靠背的交椅，分为直背与圈背两大类。明代的交椅就是圈背交椅的延续与发展，而前者直后背交椅，《三才图会》名之曰“折叠椅”。 明代交椅以造型优美流畅而著称，它的椅圈曲线弧度柔和自如，制作工艺考究，通常由三至五节榫接而成，后背椅板上方施以浮雕开光，座面多以麻索或皮革所制，前足底部安置脚踏板，装饰实用两相宜。扶手、靠背、腿足间，一般都配制雕刻牙子，另在交接之处也多用铜装饰件包裹镶嵌，不仅起到坚固作用，更具有点缀美化功能。交椅可折叠，搬运方便。 在交椅进入厅堂时，它的交叉折叠的椅足已失去了原来野外使用的功能，于是有人将它改成常规椅子的四条直足，这便成了“圈椅”。现传世 的明式交椅，以黄花梨最珍稀，而杂木交椅的存世量不少 二、自行车 1886年，英国的约翰.k.斯塔利，是一位机械工程师，从机械学，运动学的角度设计出了新的自行车样式，为自行车装上了前叉和车闸，前后轮的大小相同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶的车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产利推广应用开辟了宽阔的前景，因此他被后人称为“自行车之父”。斯塔利所设计的自行车车型与今天自行车的样 1888年，爱尔兰的兽医邓洛普，从医治牛胃气膨胀中得到启示，他把家中花园里用来浇水的橡胶管粘成圆形，打足了气，装在自行车轮子上，前往参加骑自行车比赛，居然名列前茅，引起了人们极大的兴趣。充气轮胎是自行车发展史上一个划时代的创举，它增加了自行车的弹性，不会因
人机工程学和产品设计 班级：机械107班姓名：刘清勇学号：Z100501714 随着科学技术的发展，以及人们对各种服务以及舒适操作的需求，人机工程学得到了长足的发展。国际人机工程学会（International Ergonomics Association）对本学科所下的定义为：研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。 顾名思义，人机工程学研究的是人与机器之间的相互关系。其根本宗旨是使人能够更加方便舒适的操作机器，提高生产效率，减少误操作，使人与机器能够和谐共处。所以人的因素至关重要。举个简单的例子：人提水壶时要考虑水壶方便、适应手提；往里装水，盖子可以用手打开；水烧开后壶会热，要有隔热手柄；要把水烧开的信息告诉使用壶的人；把烧开的水倒出来。这是人机工程学在生活中的简单应用，它与我们生活中的方方面面都息息相关。 其中人、机、环境构成了一个人——机——环境系统，在进行产品设计时，要综合考虑着三方面的因素，努力做到三者的协调统一。 人机系统设计的目的就是创造最优的人机关系、最佳的系统效益、最舒适的工作环境，充分发挥人、机各自的特点，取长补短、相互协调、相互配合。如何合理分配人与机在系统功能以及人机间有效传递信息是系统整体设计的基本问题。 随着科学信息技术的发展，人们面对的是大量快速传递的信息，要求操作时精度高、快速准确。同时人机界面由硬件向软件转移，这时人与机都进入了一个新的阶段，因此新系统中人的特性如何体现，人与机的功能如何分配，机器系统如何更宜人等成为系统设计的主要内容。 人机工程学的研究方法主要有七种：1. 观察法可借助摄影或录像；2. 实测法借助仪器进行实际测量；3. 实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测； 4. 模拟和模型试验法；5. 计算机数值仿真法； 6. 分析法；7. 调查研究法。对于每种方法的运用要结合具体的设计环境、现有生产条件、资金水平、以及人的技术水平来具体选取。 下面我以手套为例来简述人机工程学的产品设计过程。 第一，手套的号码人手的尺寸： 首先要考虑的问题是手套的尺寸如何适合于人的形态和功能范围的限度，相对于人的参数主要是人的结构尺寸和功能尺寸。人的结构尺寸指的是静态尺寸，而功能尺寸指的是动态尺寸。当我们买一双手套时会发现没有与我们的手完全相符的手套，不是有点大就是有点小，所以要考虑功能尺寸。手套的不合适会对我们的手造成一定的伤害，尤其是在一些重要的生产线上，不合适的手套很有可能会引发重大事故。然后根据不同年龄阶段男女手尺寸的特点，设计一系列不同尺寸的手套，来满足各种年龄的需求。 第二，手套的松紧程度： 手套如果过紧就会是人佩戴起来不舒适，如果是在工业环境，佩戴不舒适的手套就会影响工作心情，进而会影响工作效率，给工厂效益带来损失。 而手套过送的话则容易产生松脱，对于冬天保暖用手套，过松还会保暖效果
人机工程学课程设计 设计课题多媒体教室人机学评析与改进 学校院系云南农业大学工程技术学院 所属专业 组员及学号 指导教师 设计时间 摘要
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。本次课程设计针对我校多媒体教室的一些不足提出了一些修改意见，先通过对教室及其中摆设的尺寸的整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国成年人人体主要尺寸，作业面设计时的尺寸和人与光环境等，找到存在的人机学问题。把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。 【关键词】：人机工程；多媒体教室；人体尺寸；照明度；教学设备
目录 一．引言 (3) 1.1背景 (3) 1.2意义 (5) 1.3研究内容 (6) 1.4方法 (6) 二．多媒体教室的现状 (7) 三．评析 (8) 3.1采光的评析与改进 (8) 3.2多媒体的评析与改进 (9) 3.3教室整体布局的评析与改进 (13) 四. 总结 (16) 五. 心得 (16) 六. 参考文献 (18)
一、引言 1.背景 了解和把握教学的物理环境，可以使人与客观环境获得最佳的匹配，使教学媒体更充分地发挥其功能，从而取得预期的、良好的教学效果。 （1）多媒体教室 教室是开展多媒体教学活动的主要场所。多媒体教室的建设、应根据师生开展多媒体教学活动的需要。从多媒体教室所处的位置、形状、大小、教室内座位的编排、各种教学媒体的安置等方面进行综合考虑： 1)多媒体教室一般应选择在噪声较小的地方，尽可能离普通教室较远的位置，如选择教学大楼的顶层或同层中靠近楼体边缘的位置，以减少与外界的相互干扰、影响。当然，若对多媒体教室的隔音效果要求不高的话，在选择位置时就可灵活些。 2)多媒体教室形状以矩形为佳，长宽比采用为4：3或5：3较好。室内要有足够的空间高度(3米以上)，室内各角落尽可能采用圆弧形，墙壁采用吸音材料以提高音质。 3)教室大小要从多媒体教学的规模大小、使用功能、教学效果等多角度进行综合考虑。 4)多媒体教室地面宜采用阶梯状，地面倾角在10℃～15℃之间。 5)座位编排要科学，否则会影响学生的观看效果。前排座位离屏幕不能太近，一般应在3米以上，以减少屏幕雪花干扰，后排座位离屏幕不能太远，一般应控制在屏幕对角线长的6倍距离范围内，以提高屏幕画面的清晰度。 （2）照明 教学活动要具备必要的照明，通常情况下。教室需有300～500勒克司的照度。多媒体教学中，由于考虑到投影屏幕中画面的亮度、清晰度，教室门窗都要求遮光处理，降低室内光强以提高屏幕画面的对比度。这显然与正常教学要求必要的光照相矛盾，这也是导致目前多媒体教学中学生注意力不集中、教学效果不佳的重要因素。多媒体教室宜采用人工光源分别对教师讲台区域、学生区域布光，教师控制台上应安装灯光控制器，以便根据多媒体教学的要求对光照作相应的控制。需要指出的是，学生长期处于光线较暗的环境中，会带来视觉系统的疲劳，
机械设计中的人机工
程 学 1 引言 机械设计是一项极其复杂的工程,在设计过程中不仅需要设计人员考虑机械的材料、力学、温度、工作环境、工作强度和频率等因素外[ 1 ] ,还要求充分考虑人- 机- 环境之间的关系,也就是我们常说的人机工程学。机械简单地说仅是为减轻人的劳动强度而设计的一种机械装置,无论其自动化、智能化程度发展到什
么程度,它始终是一种为人类服务的工具。通过人- 机器和人- 组织和组织- 技术的接口技术,以技术为中心的设计系统逐渐转变为以人为中心的、人和计算机集成的系统。人在现代设计系统中的作用越来越重要。 现代化生产要求工作人员在适应生理、心理的环境下工作,才能发挥最大的效能和减少差错,为了使工作人员减少差错,需要根据人的生理、心理特点设计机械,这就是人机工程。在实现现代机械设计的技术和社会目标的过程中,人机工程学发挥着重要的作用,并参与塑造未来设计模式。 2 人机工程学的应用技术 人机工程学是一门新兴的边缘学科。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学及工程学等学科的研究方法和手段,综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科[ 2 ]。它和我们的生活密
切相关,因为在任何设计和制造过程中,都必须把“人”的因素作为一个重要条件来考虑,才能体现和贯彻人性化设计理念。通过人机工程学的研究与应用[ 3 ] ,可为机械设计中考虑“人”的因素提供人体尺寸参数;为机械设计中考虑“物”的功能合理性提供科学依据;为机械设计中考虑“环境”因素提供设计准则;为进行人- 机-环境系统设计提供理论依据。 2.1 人机工程学发展过程 人机工程学发展大致经历以下阶段:第1阶段,机器发展初期,机器设计只考虑物理原理,而忽视操作者的因素,造成许多差错和事故,因此,对机器改进和重新设计成为工程技术专家、生理学家和心理学者共同研究的课题。其特点是选择人和训练人,使它适应于机器。第2阶段,随着工业技术不断发展的需要,机器发展的品种越来越多,加工要求愈来愈高也越复杂,机械系
人机工程学课程设计 学院：汽车与交通学院专业：车辆工程 姓名：赵建峰 学号：200624283 指导老师：仪垂杰撒占友 林荣辉周扬民 青岛理工大学 2008年12月
人机工程学 课程设计指导书 青岛理工大学 车辆工程教研室 2008年12月
1 课程设计的意义 人机工程学主要是从安全的角度出发来研究人－机－环境这三个因素，如何相互协调而达到效能最优，可以说其立足点在于保证人在工作过程中既能安全又能舒适地工作。实践表明在设计中忽视人性化设计而导致作业疲劳引发事故的情况并不少见，而且随着人们对生活质量的进一步要求，各种产品的设计均要考虑到宜人的原则，这些都是人机工程学所要研究的内容。 2 课程设计的目的 通过本次课程设计，学生能够运用所学相关课程的理论知识并积极寻找直接或间接资料来解决一些新的问题，既能够加深对理论知识的理解和掌握，又能培养其综合应用所学的理论知识进行分析解决实际问题的能力，还能锻炼其全面考虑问题的思想方法、工作方法以及计算、绘图和编写设计文件的能力，并了解有关人机工程学的设计标准。 3 课程设计的要求 （1）要求学生掌握人机工程学的设计方法和步骤，熟悉相关的设计标准；（2）在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容； （3）问题分析全面、数据采集客观、设计方案合理、计算过程正确、文理通顺、表达清晰； （4）按照工程制图标准绘图； （5）设计说明书要求详细说明设计过程，书写规范。 4 课程设计考核方法及成绩评定 1、数据采集的客观性，设计方案的合理性，计算过程的准确性，图纸绘制的规范性，说明书撰写情况，学习态度。 2、按以上考核点，给出优、良、中、及格、不及格。
人机工程学在运输包装中的应用 摘要：介绍了运输包装和人机工程等基本概念，分析了运输包装和人机工程之间的关系，并且列举了一些人机工程在运输包装中的应用例子。 关键词：运输包装；人机工程；运输效率。 1、运输包装和人机工程的基本概念 1.1包装和运输包装 根据我国国家标准（GB/ T4122. 1-1996），包装的定义为：为在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称。也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法的操作活动。包装的基本功能主要有：保护产品、方便储运、促进销售。 运输包装（ Transport package ），我国国家标准（GB/ T4122. 1-1996）将其定义为“以满足运输储存要求为目的的包装。它具有保障产品的安全、方便储运装卸、加速交接、点验等作用。但运输包装最主要的作用是保护产品和方便储运。运输包装需要实现保护产品这一功能，必须确保在产品装卸和储存时避免产品破坏；如何在装卸和储存中避免产品破坏，除了在保证包装具有足够的缓冲能力外，也需要考虑用人机工程原理来降低产品跌落的概率。 1.2 人机工程学 首先，人机工程是通过改进设备、改善劳动环境，提高劳动者的基本技能，达到提高劳动效率，保护劳动者安全健康的目的。它应用人类学、生物学、心理学和工程技术的成就，研究劳动者和劳动之间怎样才能最适应，才能使劳动者消除劳动时的紧张状态，降低机器强度，安全、均衡而高效地进行劳动。 在我国《辞海》（1989 年版）中，人机工程学定义为“一门新兴的综合性学科。以人体测量学、生理学、心理学和生物力学等作为研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。” 简言之，人机工程学是从人的生理和心理出发，研究人-机-环境相互关系和相互作用的规律，以优化人-机-环境系统的新兴边缘学科。 2、运输包装常出现的一些不符合人机工程原理的问题 运输包装中，除了大型机器设备因体积庞大，重量重而采用机械装卸外(机械装卸一般很少跌
电话亭人机尺寸分析与设计人机工程学课程设计人机工程学课程设计? —电话亭人机尺寸分析与设计 一(尺寸分析: 从功能及使用方法入手，在尺寸的选择时充分考虑不同人群在使用电话亭的各种动作及心理。 1.打电话:电话尺寸，插卡槽高度及宽度，拨号区高度及宽度范围，显示屏高度及宽度范围，听筒长度、宽度及厚度。 2.挡风遮雨:电话亭高度、宽度及深度。 3.重要尺寸:电话亭高度、宽度及深度，显示屏高度及宽度范围，插卡槽高度，电话高度及宽度范围，拨号区高度及宽度范围，听筒宽度及长度。 二(用户人群:一般成人、儿童、老人以及坐轮椅的残疾人 三(满意度: 由于电话亭并不涉及人的健康、安全，只是一般的工业产品，故选取90%的满意度。 四(电话亭尺寸设计: 1.一般成人公共电话使用区: 1).电话亭总高度——身高:考虑到大部分人使用电话亭，故选男性第95百分位: 最小功能尺寸=1775+38=1813mm 最佳功能尺寸=1775+38+200=2013mm 2).电话亭宽度——立姿活动空间(正面):考虑到人在打电话时需要一定的活动空间，且要适合大部分人使用，故以男性大百分位为依据:
最小功能尺寸=600+13(肩宽修正量)=613mm 最佳功能尺寸=600+13+200=813mm 3).电话亭深度——立姿活动空间(侧面)、人体最大厚度、人到电话亭的视 距、电话自身厚度:要考虑到人在电话亭内需要一定的活动空间，还要考虑人在打 电话时的最佳视距问题，故需要比较后进行取舍。(电话厚度=130mm) a.根据立姿 活动空间计算:考虑到适于大部分人使用，故立姿活动空间以男性大百分位为依据: 最小功能尺寸=400+130=530mm 最佳功能尺寸=400+130+200=730mm b.根据人体最大厚度及最佳视距计算:人体的最大厚度应取男性胸厚第90百分位;一般操作的视距范围在380~760mm，最佳为560mm，考虑人在打电话时胳膊及肘部的动作及人眼到电话的实际距离，故视距取380mm: 最小功能尺寸=237+8(胸厚修正量)+380+120=655mm 最佳功能尺寸=237+8+380+120+200=845mm c.平衡取舍:电话亭深度应取:855mm 4).显示屏高度范围——立姿眼高、人的垂直视野范围:其尺寸的设计首先应该 能 1 让大部分人方便的看到显示屏，故选取女性立姿眼高第5百分位的有效视野范 围上限与男性立姿眼高第95百分位的有效视野范围下限之间，且人的垂直视野有 效范围为:上25?~下35?，计算可得: a.女性:1371+38+380×tan25?=1583mm b.男性:1664+25-380×tan35?=1423mm
第1章 绪 论 教学提示：初步介绍机械设计基础课程研究的内容和机械零件设计的基本要求。 教学要求：掌握构件、零件、机构、机器、机械等名词的含义及机械零件的工作能力计算准则。 1.1 机器的组成 在人们的生产和生活中，广泛使用着各种机器。机器可以减轻或代替人的体力劳动，并大大提高劳动生产率和产品质量。随着科学技术的发展，生产的机械化和自动化已经成为衡量一个国家社会生产力发展水平的重要标志之一。 1.1.1 几个常用术语 1. 机器、机构、机械 尽管机器的用途和性能千差万别，但它们的组成却有共同之处，总的来说机器有三个共同的特征：①都是一种人为的实物组合；②各部分形成运动单元，各运动单元之间具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。同时具备这三个特征的称为机器，仅具备前两个特征的称为机构。若抛开其在做功和转换能量方面所起的作用，仅从结构和运动观点来看两者并无差别，因此，工程上把机器和机构统称为“机械”。 以单缸内燃机(如图1.1所示)为例，它是由气缸体l、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9和齿轮10等组成。通过燃气在气缸内的进气—压缩—爆燃—排气过程，使其燃烧的热能转变为曲轴转动的机械能。 单缸内燃机作为一台机器，是由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。由气缸体、活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构，把燃气推动的活塞往复运动，经连杆转变为曲轴的连续转动；气缸体、齿轮9和10组成的齿轮机构将曲轴的转动传递给凸轮轴；而由凸轮、顶杆、气缸体组成的凸轮机构又将凸轮轴的转动变换为顶杆的直线往复运动，进而保证进、排气阀有规律的启闭。可见，机器由机构组成，简单的机器也可只有一个机构。 2. 构件、零件、部件 组成机器的运动单元称为构件；组成机器的制造单元称为零件。构件可以是单一的零件，也可以由刚性组合在一起的几个零件组成。如图1.1所示中的齿轮既是零件又是构件；而连杆则是由连杆体、连杆盖、螺栓及螺母几个零件组成，这些零件形成一个整体而进行运动，所以称为一个构件，如图1.2所示。 在机械中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一系列零件或构件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等。