造型设计基础教案

造型设计基础教案（精选8篇）

1.造型设计基础教案 篇一

课程名称：二维设计基础

使用教材：《二维设计基础》

主编：王雪青 出版社：上海人民美术出版社 出版（修订）时间：05年7月

专业班级：09级艺术设计2班

授课时数：总72 课时；理论：24 课时；实践：48 课时；

授课教师：严明喜

授课时间：2011年至2012学第二学期

主要参考文献：《二维设计基础》 上海人民出版社 王雪青

《平面构成》 西南师范大学出版社 夏镜湖 《平面设计原理》 上海人民美术出版社 黄文利

《构成基础》 辽宁美术出版社 唐泓 课 题：二维设计基础概论

目的要求：了解平面构成的目的与作用

熟悉平面构成的基本要素。

教学重点：二维设计基础的概念 教学难点：“构成”的含义 教学课时：共 4 课时

教学方法：讲授法、讨论法、对比法 教学内容与步骤：

教学前准备:每个学生准备一本A4文件夹,收集和整理成册。

一、组织教学，导入新课

二维设计基础是现代设计基础的一个重要组成部分.指将即有的形态(包括具象形态和抽象形态――点、线、面、体)在二维的平面内，按照一定的秩序和法则进行分解、组合，从而构成理想的训练方法。（平面构成是视觉元素在二次元的平面上，按照美的视觉效果，力学的原理，进行编排和组合，它是以理性和逻辑推理来创造形象﹑研究形象与形象之间的排列的方法,是理性与感性相结合的产物。）

二维设计基础是一种理性的艺术活动，它在强调形态之间的比例、平衡、对比、节奏、律动、推移等的同时，又要讲究图形给人的视觉引导作用。平面构成在于探求二度空间世界的视觉文法，形象之建立，骨骼之组织、各种元素之构成规律与规律之突破，造成既严谨又有无穷律动变化的装饰构图。

二、具体讲授

1、二维的定义: 一维:长度__线形； 二维:长度和宽度__面形； 三维:长度,宽度与高度__体积或空间感；

2、“构成”的含义:（1）、何谓“构成”

在字典中的解释是:构造,解构,重构,组合之意.所谓构成就是指一种造型概念，也是现代造型设计的用语。将不同形态的几个以上的单元（包括不同材料）重新组合成为一个新的单元，并赋予视觉化、力学的概念。（2）、平面构成的含义：

平面构成是现代设计基础的一个重要组成部分，指将两种以上的不同基本形(包括具象形和抽象形——点、线、面)在二维的平面内，按照一定的规则进行分解、组合，从而构成理想形态的组合形式。（3）、由绘画发展而衍生出来的 “构成”

a.古典主义:以写实手法再现对象。

文艺复兴三杰之一的达.芬奇作于1503_1506的<蒙娜丽莎>,卢浮宫博物馆藏.画中人物富于实体感的血肉之躯和神秘的淡远背景融合在一起.b.印象主义:离开画室,以写生的方式捕捉物象,在创作中赋予光色表现更多的优先权,将色彩从形体的束缚中解放出来.代表人物有塞尚,雷诺阿·塞尚《圣维克图瓦山》把一切自然物体简化为某种基本的形状：立方体（房屋），锥体（山体），圆柱体（树干），预示着立体主义的原则。

c.立体主义：20世纪初，在塞尚的思想与原始民族艺术的引发下产生的一种否定透视画法，以立体为基础表现手段的艺术运动。主要特征是打散形体，再按照几何图形将他们重新组合于画面上，这个时期被称为“分析立体主义”代表人物是毕加索和勃拉克。还有费尔南德.莱热（Fernand Leger 1881-1955)和罗贝尔.德劳内（Robert Delaunay,1885-1941)。莱热关心工艺技术方面的东西（机器），现代建筑，电影，戏剧和广告艺术。认为机器不仅从审美上讲的是人的最成功的创造，也是最有意义的创造。他的人体被简化为机器般的圆管形状。这种分格被称为“机械立体主义”。

d.构成主义：用长方形、圆形、直线等构成半抽象或抽象型的画面或雕塑，注重形态与空间之间的影响。《绘画浮雕》，塔特林作，1914—17年，木板上金属及皮革，63x53厘米。塔特林悉心实验的一个典型。这些真实的物体被安排在真实的空间里。每种材料都清晰地显示着各自的质感。它们组合在一起，彼此呼应和联系，产生节奏和意味，构成了一个与客观自然毫无瓜葛的独立的艺术世界。在此，塔特林以其全新的语言，创造出空间中形体的新秩序。

马列维奇是第一位创作纯粹几何图形的抽象画家，长久以来艺术一直支离破碎地与诸多非艺术因素交织混杂在一起，而无法获得真正的纯粹造型。他把绘画从一切多余的及完全不相干的杂质中解放出来，在画中寻找一种最朴素的元素，这一元素就是这个黑色的方块。“我们所钟爱的一切都失去了。我们面前，除了一个白底上的黑方块以外一无所有!”方块：感情，白底：超越此感情的空间。

f.风格派： 风格派的四点特征：（1）风格派追求艺术的“抽象和简化”，纯粹抽象，艺术完全消除与任何自然物体的联系。艺术家们共同关心的问题是：简化物象直至本身的艺术元素；（2）研究基本元素的组合，达到形式美的变化与统一；（3）艺术家对非对称性设计进行深入的研究和运用；（4）造型上，反复运用几何结构；色彩上，重视基本原色和中性色（黑、白、灰）。

《海堤与海·构成十号》，1915年，布上油画，荷兰奥杜罗，库拉穆勒美术馆藏。海面重复的波浪，以及波光的闪烁变化，被提炼为诸多由水平和垂直的短线交叉而成的十字形。这些十字形，朝着上下左右四方连续地排列。线的长短不一呈现出线状图形的充满节奏的颤动。

粗重的黑色线条控制着七个大小不同的矩形，形成非常简洁的结构。画面主导是右上方那块鲜亮的红色，面积巨大，饱和度高。左下方的一小块蓝色、右下方的一点点黄色与四块灰白色有效配合，牢牢控制住红色正方形在画面上的平衡。“借由绘画的基本元素：直线和直角(水平与垂直)、三原色(红黄蓝)和三个中性色(黑、白、灰)，这些有限的图案意义与抽象相互结合，象征构成自然的力量和自然本身。”

e.包豪斯学校和它的教育

把纯抽象传统的影响真正扩大并规范化，在包豪斯学校得到实现和发展。

3、构成作品控制__形式美法则 和谐——美感的基础

作品的形式美的法则：符合美的规律的形式语言，构成程式。变化与统一，对比与调和法则

变化：是指事物产生新的状况，在造型领域中，我们认为出现原有的形象发生改变就是变化。

对比：是让造型产生变化的基本手段。

对比的方式：色彩对比，形态对比，材质对比等等。

统一：是变化的对立面，是事物呈现共同性的结果，是一种和谐的状态。调和：是让造型产生统一感的基本处理手法之一。

造型中的调和是指造型各要素在组织结合时，无论整体与局部，还是部分与部分之间都能相互协调，取得和谐的美感。取得统一的方法：单纯法、近似法

节奏与韵律法则

节奏：形态诸要素的规律性的重复，韵律是形态结构中同一要素随着节奏有规律性的重复呈现形成的一种章法。

韵律：一定的形式要素有规则地连续并规律性地发展变化。节奏和韵律有机结合配合能产生形式美。

秩序法则：秩序是指一种整齐而有条理的状况。“秩”侧重于有条理，不混乱；“序”侧重于有先后，不颠倒之意。在造型中强调作品在视觉上的秩序感。秩序的类型有不规则的秩序和规则的秩序等。

均衡法则：均衡又称平衡。指平面形或立体形中视觉中心的上下左右前后取得面积，色彩，重量等量上的大体平衡状态。也就是说，当均衡中心两边的视觉趣味中心的分量是相当的时候，就取得均衡。

趣味中心可以根据设计者意图来安排，通过有意识加强某一个部分的视觉效果，使其在整体形式中形成“焦点”。

强调趣味中心的几种方式：

夸张：将形态的主体特征加强，夸大，使其成为形式的主体．

引导：通过有意的安排，引导视线逐渐转移到重要的焦点上，形成强调的效果．

特异：让主体处于周围造型关系比较单一的环境中，形成一种不同于其他的视觉效果（形态上特别不同，色彩上和周围特别不同等），从而吸引视线。如图。

三、上届学生作业讲解，幻灯片演示

四、小结

二维设计基础是一门研究形象在二度空间里的变化构成的科学，是探求二度空间的视觉规律、形象的建立、骨格的组织、各种元素的构成规律，造成既严谨又有无穷律动变化的装饰构图。

构成是一种造型概念，也是现代造型设计用语，其含义即将多个单元重新组合成一个新的单元，并赋予视觉化的力学概念。平面构成就是将不同的基本形按照一定的规则在平面上组合成图案。课 题：图形与肌理

目的要求：强调眼、手、脑的结合，尝试用拓印、磨印、实物或绘画出肌理效果等不同方法，把各种凹凸不平材料的肌理效果表现出来，力求完成数件有趣的艺术作品。

培养学生感受美、创造美的兴趣，增强学生热爱大自然美的情感。教学重点：从观察、触摸到动手表现，充分感受不同质地材料的肌理美。教学难点：用不同的方法表现不同的肌理美，更能创造出漂亮的肌理美。教学课时：共 8 课时

教学方法：讲授法、实验法、作业法、讨论法、对比法 教学内容与步骤：

一、材料准备

1、搜集各类凹凸不平的、不同质地的材料

2、制作好的磨印、拓印画面

3、用于表现肌理的绘画工具

二、复习前课内容，导入新课

1、触摸实物

（有几件东西在没有让它们亮相之前，我想让几位同学来用手触摸一下，你有什么感觉呢？）这几件实物分别是：草、树叶、鞋底、布、海螺、表面光滑不同的金属等。

2、说说触摸的感觉，导出肌理概念

（这些物体中，有的表面是光滑的，有的是凹凸不平的。）

（这些凹凸不平的物体中，物体本身就有一种漂亮的纹理，出示海螺，看！上面漂亮的圈圈螺旋纹，这就叫做肌理。）

三、具体讲授

1、工具与工具的轨迹（1）工具的种类

商店可买到的工具:铅笔,钢笔,炭笔,炭精条,色粉笔,水彩笔，颜料„„等等；

自己创造的工具:树枝,麻绳,铁丝„„等等自己发明的工具。(拓展表现区域,表现能力与表现效果)现代化工具:扫描仪,复印机,电脑,数码相机等等。表现手法:拓,印,剪贴,吹,刻,喷等等。（2）图形与肌理

对与一个图形来说,有两个方面的因素十分重要。

A、图形：即它的形状构成特征,也就是图形的点、线、面的成形关系与状况； B、肌理：或者说是材料,质地对图形的反映与体现，即图形是以什么样的痕迹特征，即肌理特征呈现。

这两大因素有时相对独立，又有时相辅相成。

不同的表现手法，可以使同一工具得到不同的表现效果，同样的表现手法，使用不同的工具，表现的可能性更大。

四、实训指导：

1、出示树叶，感受它的肌理

指导学生观察树叶的纹理，用手触摸它的叶脉。（树叶上细细密密的叶脉就象张蜘蛛网一样，有意思！）

提问学生：漂亮的事物把它表现在画面上才好，怎么表现呢？

2、讨论拓印、磨印的方法

（可以照着画下来，那就是写生。）再进一步提问：如果要把纹理一模一样地表现出来呢？有没有更简单的方法？结合磨印、拓印的画面，使学生开始对肌理的表现有种认识，让学生结合学过的知识说说磨印、拓印的方法。（磨印是把纸覆盖于物体表面，用硬质的绘画工具在上面来回磨出来的效果。拓印是把物体的表面涂上颜料，然后盖印在纸上的效果）。让学生当场分别用磨印和拓印对鞋底肌理进行认识，并熟悉磨印和拓印的定义。

3、说说特别的肌理

（大自然孕育了这么多奇妙的万物供我们欣赏。）观察桌上的实物，再通过触摸，把你觉得好看的描述一番。（小组交流，个别提问。）如果要你们表现这肌理，你们主要表达它的哪一面？

五、小结

不同材质及肌理的选择，尝试各种方法将它们的特征表现出来，在这个过程中开拓学生对材质的认知度，不管是现成的材料或者是自然界天然的材质，都能给我们意想不到的效果与感受。

六、作业

练习1：第一个练习从了解工具开始，着重尝试不同的工具，并通过对不同的运动痕迹所得到的不同图形特征的了解，并培养在图形表现过程中控制图形与肌理的能力。

作业步骤：练习尝试不同的常规工具，并试着开发新的工具． 作业数量：8张（8 X 8 cm），裱在Ａ４纸上． 作业提示：在了解不同工具特点的同时，还应该研究对它们的不同使用方法所带来的多种可能性．（不同的握笔，落笔等带来的多种效果）

练习2：肌理是材料与质地在图形上的体现，是图形所具有的材质与“痕迹”特征。有时肌理在图形的体现中同时具有较明确的“造型形态特征”，也有时则仅仅是以“肌理”或者说“痕迹”的方式呈现出来。作业数量：12张 9×9cm 课 题：点线面的定义和构成

目的要求：了解并掌握点、线、面的定义和构成知识

掌握点、线、面的构成在设计中的应用能力

培养学生对于艺术设计的兴趣，提高学生的学习主动性

教学重点：点、线、面的定义和构成

教学难点：点、线、面的构成在设计中的应用 教学课时：共 12 课时

教学方法：问题法、讲授法、实验法、作业法、讨论法、对比法 教学内容与步骤：

一、组织教学，导入新课。

点线面的自然图片和点线面的艺术设计图片的讲授导入新课。

二、具体讲授

在现代平面设计的构成中，点、线、面是一种艺术语言，是从美学的观念形成的一种抽象的装饰语言。在具体的设计作品中，它们可能表现为文字、商标、图形等。凡是具有现代感的艺术作品无论是绘画还是设计，无论采用抽象还是具 象的手法，其整个设计画面的结构关系永远是点、线、面的各种构成形式。

点、线、面是概念的、抽象的、假定的，如果作为造型对象或素材，必须予以直观化。当其被直观化时就被称为纯粹形态．就是视觉元素。点、线、面的显著特点是相对性，是与周围视觉元素相比较而言的。最小的点与线，在放大镜下都可成为面，它本身不代表任何意义，只能从比较、对照、互衬中得出概念的形态。极细小的形象就是点，狭长的形象就是线，而形成一定量感的点、线就是面。

1、点，点的定义及构成

点的定义：是视觉元素中最小的单位。点是相对的，它是与周围的关系相比较而存在的。

点特征：圆点给人饱和、圆满的印象； 方点给人坚实、安定、稳重；

三角点给人产生尖锐感，方向感。

点的排列：为安静的、有喧闹的，有柔和的、有尖锐的

点有大小、形态、肌理效果以及组织形式不同。点的大小相对而言。用不同的工具，不同的手法进行“点”的形态造型。点的形态： 几何形态 自然形态 偶发形态。点具有表明位置的特点。在视线中具有求心的作用 a 单点

单一的点有集中或凝固视线的作用。当画面中仅有一个点时，由于它的刺激性而产生视觉的吸引力，会抓住视线自然而然集中到这一点上。单点的位置很重要．居中可以占据全部视觉空间，会有平静、集中感；偏上，有下落感和不稳定感，形成由上而下的视觉流程：偏下，画面有安定的感觉；偏右上，有视线欲飞出画面的感觉：偏左下，视线有落出画面的感觉。

b 两点

两个以上的点存在于画面中，视觉上会产生动感。当两个点大小相同时，由于两点间的张力，视线会游移在两点间，形成线的视觉流程，暗示出消极的“动线”。

c 复点

三点以上就可以称为复点。复点是形象产生的基础。点的连续会产生节奏、韵律和方向。

由“点”可以组成“线”。当有多个点时，人们的视线会自动将这些点连起来，产生虚线的意象。由“点”可以组成“面”。三点，成三角形；四点，成四边形。人们观察星座时，自动用直线连接星星，产生人们熟悉的形象。点的聚集成为面，点的数目越多，聚集越近，产生虚拟面的感觉就越强。通过点的重复、渐变排列，可以组成一种具有空间感的图案。

d 大小点 点的大小不同时，依据三维空间的视觉习惯，点由大到小，由近到远，人们的视线会首先注意大的点，然后逐渐向较小点移动，最后停留在最小的点上．再由最小的点离开画面。点的大小或配置上的疏密，还为面带来凹凸感，形成曲面、阴影及其他复杂的立体感。

e 不同形状的点

除了理想的圆点以外，点还可以是方形、角形、星形、不规则形等多种形状。任何形只要是相对的小，就有点的效果。

f 方向性的点

除圆点以外，其他的点都具有方向感的特征。点的构成：

等间距排列 点的无序排列

点的大小相同 点的基本形近似 排列灵活 点的空间排列

具有方向性同心性的构成形式 具有秩序性的空间排列

2、线，线的定义和构成

线的定义：线是点移动的轨迹，点的大小决定了线的宽窄。

线除本身特点外，还具有分割平面的特性，形成形象。（1）．单线

南于线的方向性而产生各种感觉。水平线为速度感，垂直线、斜线为下落感、上升感，曲线为运动感。（2）．双线

双线具有强化作用，细线辅助粗线。（3）．复线

重复排列的线形成面。线的疏密排列会产生明暗调子的变化。用线群进行设计时，在线的粗细、长短、明暗等条件相同情况下，间隔密集的线群前进，间隔宽松的线群则会后退，表现出强烈的远近感和立体感。（4）．长短与粗细

长短、粗细线可产生空间感，长、粗线感觉前进，短、细线感觉后退。长短线、粗细线的有序排列可以形成空间感，无序排列可以形成面的起伏感。利用线条方向的微妙变化，也能体现复杂的凹凸感和三维空间效果。（5）．曲与直

有序排列的直、曲线，可以形成凹凸面感；无序排列的直、曲线，不仅可以形成肌理感，更可以表现杂乱的心理状态。

线的构成：等间距排列、对称性、垂直平行排列、重复及等距离、线或自由曲线的构成随意性排列、同心性发射。

线的特性

直线的特性：一般从直线得到的感觉是明快、简洁、力量、通畅、有速度感和紧张感。

曲线的特性：丰满、感性、轻快、优雅、流动、柔和、跳跃、节奏感强。曲线可分为圆和圆弧形态的几何曲线，圆规画出的曲线，用手工画出的自由曲线和用曲线

规画出的曲线。

几何曲线具有现代感和准确的节奏感。自由曲线具有柔和自由感和变化的节奏感。

细线的特性：纤细、锐利、微弱、有直线的紧张感。粗线的特性：厚重、锐利、粗犷、严密中有强烈的紧张感。长线的特性：具有持续的连续性、速度性的运动感。短线的特性：具有停顿性、刺激性、较迟缓的运动感。绘图直线的特性：干净、单纯、明快、整齐。铅笔线和毛笔线的特性：自如、随意、舒展。

水平线的特性：安定、左右延续、平静、稳重、广阔、无限。

垂直线的特性：下落、上升的强烈运动力，明确、直接、紧张、干脆的印象。斜线的特性：倾斜、不安定、动势、上升下降运动感，有朝气。斜线与水平线、垂直线相比，在不安定感中表现出生动的视觉效果。线的不同方向运动在视觉上得到的印象

线在构成中，由于运动的方向不同也会给人不同的印象。左右方向流动的水平线，表现出流畅的形势和自然持续的空间。上下垂流动给人产生力学自由落体感，它和积极的上升形成对照，可产生强烈的向下降落的印象，由左向右上升的斜线，给人产生明快飞跃的一种轻松的运动感。由左向右下落的斜线，使人产生瞬间的飞快速度及动势，产生强烈的刺激感。由于焦点透视的近大远小的原理，线的疏密排列，前疏后密产生深度，前边的愈疏愈近，后边愈密愈远，这样就形成了远近空间。线的紧密排列产生的视觉印象

线如按照一定的规律等距离排列会形成色的空间并置产生出灰面的感觉。线如不同距离间隔排列，或线的粗线变化，将会产生不同的肌理效果。线的形状不同的等距离排列，将会产生凹凸效果。

线的等距离排列产生出灰面，线如断开后会形成点的视觉效果。线的组合

（1）规则的组合

在平面构成中，线为造型要素，若用粗细等同的直线平等设置组事，按照数学中固定的数列来进行构成，这一类的构成图形在造型上比较能够得到统一、有秩序、但变化较少显机械性，因而比较单调和缺少感情。

（2）不规则的组合

若用粗细长短不同的各种线条依照作者的构想意念自由的排列，这一类的构成图形，画面较活泼而富有感情，由于画时手法或者笔法不同会产生很多偶然的效果。

（3）规则和不规则的组合

按照某种固定的形式进行线的组合，在组合图形中作者加以部分变化，使其产生不同的造型方式，也就是规则和不规则的组合造型方式，使构成变得丰富而有创意。

（4）线的分割

以线为造型要素，先组合成一张具有整体感的线的组合画面，再把整体的画面上用直线或是曲线作有规律的和无规律的自由分割。有规律的分割常要用数列关系来推算，无规律的自由分割可根据作者的意念来进行分割。线的分割可分成：平行线分割，直线分割，弧线分割，垂直与水平线分割，放射状分割。

3、面，面的定义及构成

面 :是线移动轨迹的结果，面有长度和宽度。面的形态 :几何形态的面和自然形态的面 面的形态 :平面 曲面 不规则面

面是二维空间所构成的形。点的密集形成虚面，点的扩大形成实面：线的聚合形成虚面，线的封闭形成中空的面。点越密集，面的感觉越强：越稀疏，面的感觉越弱。封闭的线越细，面形的感觉越弱，粗线则会使面形感觉增强。粗细线越填满封闭线的内部空间，面形的感觉越明显。

在视觉形态中，面所占据的空间不同，则形成不同的特性。（1）．可辨性

即可辨认性，面在具有可辨性后，就称之为形或形象。依据其外轮廓的形态，可以分为规范的抽象形、具有习惯性的具象形以及偶然妙得的偶然形。（2）．大与小

大小面形组织在一起时，会有空间感、律动感、节奏感。大的面形在前为主要形象，小的面形往后为次要形象。（3）．虚与实

虚实的面与面的转折或延续，都会形成体和分割空间，并且也会产生一定的量感。虚多实少的面，量轻体薄，实多虚少的面量重体厚。虚实变化丰富而迅速的面，面转折的次数和体的数量就更多。

面的构成：面积量和方向的改变、平行等间距排列、随意排列

4、基本形相遇形成的关系

联 合 剪缺

差 叠

透叠

覆 叠

三、幻灯片播放，优秀作品欣赏

四、小结

形象在构成设计中是表达一定含义的形态构成的视觉元素。形象是有面积、形状、色彩、大小和肌理的视觉可见物。在构成中点、线、面是造型元素中最基本的形象。由于点、线、面的多种不同的形态结合和作用，就产生了多种不同的表现手法和形象。

五、作业 练习

1、点

用不同的工具，不同的手法进行“点”的形态造型。要求从点的大小、形状、肌理效果以及组织形式诸方面进行思考。作业数量：9张 作业尺寸：8×8cm

练习

2、线

用不同的工具，不同的手法进行“线”的形态造型。要求从线的粗细、线形、肌理效果以及组织形式诸方面进行思考。作业数量：9张 作业尺寸：8×8cm

练习

3、面

纸的切割与重构练习。对黑、白色方形进行一次切割、两次切割、多次切割再重组的练习，寻找新的面积、空间组织关系。作业数量：12张 作业尺寸：8×8cm

练习

4、点、线、面构成

结合前面3个练习，将点、线、面的元素构成在一个画面中，元素选择多样化，突出点、线、面的特征。

作业数量：4张 作业尺寸：12-15CM之间 课 题：骨格与基本形

目的要求：学会应用平面构成骨骼的各种形式到艺术设计中去

通过案例的讲解和学生亲自实验让学生感受到平面构成的骨骼的趣味性，提高学生对设计的兴趣

教学重点：平面构成的骨骼：重复；渐变；特异；近似；聚散等 教学难点：平面构成的骨骼在艺术创作中的应用 教学课时：共 12 课时

教学方法：问题法、讲授法、实验法、作业法、讨论法、对比法 教学内容与步骤：

一、复习前课内容，导入新课

上节课我们学过了平面构成的基本三元素_点、线、面。世界万物都由它们组成。它们展现给世人是同样的姿态，但是我们作为艺术创作者是不是应该发现它们的艺术价值，或将它们进行艺术处理，转变成一个个优秀的艺术作品呢？这里就存在着如何转变它们为艺术作品的问题？也就是我们今天要教给大家的。希望大家能够认真学习此课。对于我们今后的艺术创作作用很大。

二、具体讲授

1、骨骼的概念:一切使形有秩序的编排或感觉上经过刻意的编排,这就是骨骼的本能,而形式上像如建筑楼宇中的钢筋骨架,音乐的五线谱等。

自然界也有骨骼的存在，如鱼鳞、树的树叶与树枝的编排、人体的骨骼等。而画家和设计家将形在画面中的各种编排，是有一定的限制或管辖的方式，这种方式或限制，就是骨骼。

平面构成中，骨格是支撑构成形象的最基本的组合形式，使形象有秩序地经过人为的构想，排列出各种宽窄不同的框架空间，把基本形输入到设定的骨格中以各种不同的编排来构成设计，骨格既起到编排形象和管辖形象的空间作用。

2、骨格的分类 骨格分为有规律性和非规律性骨格。

规律性骨格：是以严谨数学方式构成的。基本形依骨格排列，具有强烈的秩序感。如重复骨格、渐变骨格、发射骨格。规律性骨格有水平线和垂直线两个主要元素。若将骨格线在其阔窄、方向或线质上加以变化，可以得出各种不同的骨格排列形状。

非规律性骨格：没有一定的规律，是由规律性骨格随意和自由地衍变而成，随作者在一定的平面框架内进行划分，因此它具有极大的任意和自由性。

3、基本形

概念：（在平面设计中借以表达意图的视觉元素，它是表达构成意图的主要手段，是构成设计的基本单位。）设计由一组重复的或彼此有关联的“形”构成，这些形称之为基本形。基本形由一组相同或相似的形象组成，在构成内部起到统一的作用。基本形设计以简为宜。基本形有助于设计的内在统一，在构成中占有举足轻重的地位。包括点、线、面。基本形的形状、大小、色彩和机理受方向、位置、空间和重心的制约。

基本形之间的关系：在基本形与基本形相遇时，就会产生各种不同的关系供设计者选择，创造出更多的形象。

（1）、分离：形和形保持一定的距离而不接触，呈现出各自的图形。（2）、接触：形和形的边缘恰好相切。

（3）、覆叠：一个形象覆叠在另一个形象上，覆盖在上面的形象不变，而被覆叠的形象就有所变化，覆叠的位置不同也就产生出不同的形象，并产生上与下、前与后的空间关系。

（4）、透叠：形象与形象相互交错重叠，交错重叠部分为交叠；重叠部分具有透明性，不掩盖形象的轮廓也不定分出前后或者上下的空间关系。

（5）、差叠：两个形象相互交叠，交叠部分成为新的形象，其余部分被减去。（6）、减缺：形象与形象相互重叠，覆盖产生了前后上下关系，保留覆盖在上面的形象，后面被上面覆盖所留下的剩余形象为减缺的新形象。

（7）、联合：形象与形象交错重叠，不分前后上下关系，而把两个形象联合起来成为同一个空间平面内的较大的新的形象。

（8）、重合：两个相同的形象，不相互交错，其中一个覆盖在另一个上，成为合二为一，完全重合的形象。

4、平面构成的方法

（1）重复

概念：在同一设计中，相同的形象出现两次或两次以上，称为重复构成。类型

A.骨骼的重复：骨骼的单元,形状,大小方向等是相同的,最基本的骨骼是有两个元素所组成的。水平线加垂直线构成所有骨骼变化步骤.我们将构成骨骼的主要两元素加以变化其宽窄,方向,线质,就可求到各种不同的骨骼形状。

B.基本形的重复：在构成中使用同一基本形的构成图面称为基本形重复。形状的重复 大小的重复 色彩的重复 肌理的重复 方向的重复（2）渐变

概念：一种规律性很强有顺序，有节奏的由远及近，由大及小，由浓及淡的变化一切生物的生长与灭亡，皆在渐变的过程中产生，一个婴儿的长成、太阳由东至西、车辆由远及近等，无一不有渐变感，因此渐变的手法很易取得观者的兴趣与接受。以下就构成各种渐变画面的方法，分类讲解：

A.空间渐变：利用基本形在画面骨骼中、格内的变化； ①方向：若基本形本身具有方向时，则以渐变方向作编排。②位置：利用基本形在格内可陪割除的关系。③前后：即利用前者大，后者小的渐变编排。

④正侧：利用物体在空中改变角度时所产生的透视变化作各种渐变交替。⑤轻重利用填色的变动，深色者为重，浅色者为轻，作渐变编排。B.形状渐变: ①利用前面讲到的增减构成

②位移：利用基本形的分裂或再迁移。③消长：利用自然生长或消失作形状渐变。

渐变所以为人容易接受，它具备以下各种好处，画面中形与形的变动自然，可以将各种不同的形安排在同一画面中，或画面中的形有很大的形状方面的距离，也不会觉得有不相应不调和，因为被渐变的因素连系。假如在将来的设计中，遇到有两个互有形状距离的形须放在同一画面中，我们可采取渐变方法，使得自然协调，美化而令人接受，设计渐变的基本形时，要点是：

a.基本形始与终的形状； b.大小比例与数目； c.渐变的方法及程序处理；

d.部分渐变效果及整个画面的渐变效果。

类型：形状的渐变、方向的渐变、位置的渐变、大小的渐变、色彩的渐变、骨骼的渐变。

从两个单元构成，水平和垂直线，如果将骨骼的单元，产生逐渐的规律性的顺序的变动就构成了渐变骨骼。以下我们试用各种方法求出渐变骨骼的变化可能性来。

A．以骨骼的空间宽窄渐变构成（单元）

疏与密在空间的编排中，密的部分必较少，与疏的部分成宾主。而以密的部分成宾体及焦点，焦点部分即密的部分，位置可变动。单元宽窄渐变的一组线是等距离的，而另一组线产生宽窄渐变，若密集部分的位置迁移可有不同效果，及线的疏密程度比例不同则有不同的效果。

若将线的方向，线质改变可获其它变化效果。

B．双元渐变，横线与直线同时产生宽窄变化，其画面比单元变化复杂。C．分条（单元）渐变将其中的单元线不作连续。D．等级渐变

E．正负渐变：将骨骼线之粗度扩大而成面的感觉，有面感觉的线可作基本形使用，即无须再加基本形。

渐变骨骼的疏密编排能引致视觉的特殊效果，如错觉、空间运动的刺激感我们讨论渐变骨骼与基本形的关系。骨骼有无作用性与用作用性，其基本形编排亦有不同。渐变骨骼与基本形：

有作用性骨骼将基本形越形割除。

无作用性骨骼，基本形放在轴心上，成为基本形互相重叠而重叠程度亦成渐变。加上基本形位置渐变加上基本形大小渐变，也可加上形状渐变，方向渐变等。

（3）近似

概念：在形状、大小、色彩、肌理等方面有着共同的特征。类型:基本形的近似

因为过分重复会引致单调乏味、繁厌之感，若每个基本形都有不同变化时就引起观者的探索趣味。近似就是各基本形有不同的变化而又各有相近似的地方，远看如同出一辙，近看则变化万千；例如一树的树叶，有着在外形上的大致一致而略有不同，如大小、外形、颜色等。近似特指形状、色彩、大小、肌理、位置、方向等近似和无近似有程度之别，近似的范围可有设计者决定。大小、色彩、肌理、位置、方向都能构成基本形的近似效果。

任何近似都有程度之别，如同同一家族为近似范围，同一家族的当然内在外貌上都有相同点，如面孔一定会彼此不同，若以全世界的人类作近似范围，其共同点是两脚走路而与其他动物不同，但若以同一家族为近似比较，近似程度大，为大同小异，而后者近似程度小，成为小同大异。形的近似程度，其大小由设计者来决定。决定根据画面的要求来作出。现在我们来探讨近似基本形的各种变化，并列出各种变化的可能性供大家参考。①同一类的基本形，即同一类形的形状、物体或同一用途的东西。如：同一方形，但有变化。

相同形状的物体，如各种不同的眼睛； 同一用途不用形状如数字或字母； 同有种类的物体如各种水果；

同类的基本形例子很多，只要将同一类型的动地相聚时，使其构成近似变化的效果则可。

②不完美的基本形。人类每天都在试图制造完美的东西，特别是现代化大生产出来的动地，个个都一样。但自然界中有很多不完美的，如路边的石子，是各有不同的形状，但也有其共同点，如将大家的铅笔取出放一块，在视觉上就产生近似的效果，因为每支铅笔使用的损蚀程度不同，因此利用不完美的效果构成近似。

③空间的变动的基本形

当物体在空间改变方向或位置时，在平面上就构成各种不同的形状，或观看者的角度改变带来不同的效果。

④增减变形：

利用两种以上形的相加、相减，假如相加或相减的程度不同，就构成近似的效果。

一组近似基本形的构成，最重要的是留意构成后相聚时所产生的统一感是良好的还是不好的，所以要注意基本形之间是否有极大的相同点（维系）统一，但若过分相同时则变成既不是重复又不是近似，那就引起视觉的不快，若彼此变化太大，则又难以互相协调。

我们作近似练习时，应留意下列数点： a.基本形造型与变化； b.基本形的变化步骤与形状；

c.变化方法及所形成变化要点及个性； d.互相连系的形、方向、位置编排等； e.配色的变化复杂会破坏画面统一；

f.比例要适中，数目过小及过大难有呼应效果，过小及过多会倾向杂乱及走重复。

骨骼的近似与渐变的区别：渐变的规律性强，排列严谨。近似的顾虑性不强，变化较大。

（4）发射

概念：鲜花的结构、太阳的光芒等都称之为发射。发射构成是骨格单位环绕一个共同的中心点向四周重复，具有特殊的视觉效果。发射中心与方向的变化构成不同的图形，造成光学的动感和强烈的视觉效果。具有多方的对称性。

发射的构成：①中心：中心点为发射发焦点所在，可以明显，可以隐晦，可以变换，也可以单元化、多元化。

②发射线与中心点的关系； ③发射线与基本形的关系；

种类：离心式发射、向心式发射、同心式发射：同心圆围绕着发射中心一层一层向外扩展。同心式的变化很多，如多圆中心、螺旋形等。

发射可以说是一种较特殊的重复性造型，因重复的形成重复的骨骼的每一单元都围绕一个共同的中心，而构成发射的图案。发射常具有渐变的特殊视觉效果，当重复的形成骨骼单元环绕中心点时，是根据渐变方向后排列的，因此发射亦可说是另一种形式的渐变造型。当我们作发射造型时：

a.要留心中心点的位置数目（即多元化）明显或隐晦； b.骨骼线的方向及变动，基本形与骨骼线的配合；

c.最后的发射效果是否具有强烈的视觉感。注意骨骼线与基本形的复杂性，不要破坏画面简洁与集中。（即零乱的画面）

（5）特异 概念：构成要素在有秩序的关系里，有意违反秩序，使少数个别的要素显得突出，以打破规律性，叫特异。特异构成是具有比较性的，夹杂于规律性之中。特异部分不应数量过多，应选择放在画面中比较显著的位置，形成视觉的焦点。打破单调格局，使人惊奇。

要打破设计单调的规律，可采用的办法之有一就是变异。在大自然里绿叶丛中的花朵，夜空星群间的明月，荒漠中的植物，都是很明显的变异例子，变异是比较性的，存在与规律中间。所谓规律就是指重复、近似、渐变、发射等。变异可在这些规律中产生出来，变异在设计中可以达到下列各种不同的效果。

类型：（无论哪种类型都必须注意特异构成对形状类型的不同要求。）基本形的特异

a.(解除单调)形状变异，画中有两种以上的基本形，分有规律部分和变异部分，变异部分通常杂比例中占少数，不能与基本形过分相同或数目均等，这样就不可能有变异效果。大小变异比例也不能过分或太接近。同时，还可作色彩变异：这里我们只用黑白，因此留到色彩课中去讨论。但我们可用线框的形与填色的形作比较。

方向变异：基本形具有强烈的方向性时，可利用异方向构成变异但应减少其它变异同时使用。

位置变异：比较明显的位置作变异部分。可同时作大小、形状、色彩的变异。b.焦点作用：如果基本形的变异产生异常的对比，可产生焦点作用。（视觉中心）

有对比性才能构成有焦点的变异，但变异不同与对比，自规律产生些微的变异，也可以获得很近的效果。但不能获得对比，变异的程度任由设计者定，变异相当明显方能突出。

c.转移规律：可从一种规律性骨骼而经转移点再进入另一种规律性骨骼或同样的骨骼时，其转移点部分就成为变异。

d.破坏规律：规律的骨骼可以作故意破坏而得特殊效果。骨格线的特异（6）对比

概念：对比是互为相反因素的东西，同时设置在一起的时候所产生的现象，使它们各自的特点更加鲜明突出。

类型、：a.形状的对比：直线形对弧线形，规律的形状对自由的，简单与繁杂基本形的相加或相减所构成的形状会构成本身对比。

b.大小对比：近者为大，远者为小，因而构成远近对比。大者为重，小者为轻，亦有轻重对比的效果。

c.多少的对比：特指两种或两种以上不同形状的基本形在同一画面，若对方数目有很大的差异，就很易构成多与少的对比。多为主，少为次。

d.色彩的对比：黑——白；中性——彩色等。

e.肌理的对比：所有不同的材料表面纹理，包括自然的及人文的。如光滑——粗糙；粗——细。

f.方向的对比：

g.空间的对比：虚实对比，画面中的形通常有实质感而称为实体，而画面中的空间是虚，亦称为正负对比。（远近、前后、正负）

h.宾主对比：指占优势方面为主或以多少决定主次。对比是比较性，任何东西或事情在互相比较下，获得突出或隐显，如果没有互相比较，事事就不会分高下。那时候，任何事情都不须选择，任何人都缺乏竞争，人类是不会进步的。为什么人有今日的进步，是在于人懂得比较与选择，对比是取得画面而调和的有效方法之一。有效地利用对比可使我们设计充满活力。

（7）密集

概念：密集在设计中是一种常见的组织图画的手法，基本形在整个构图中可自由散布，有疏有密。最疏或最密的地方常常成为整个设计的视觉焦点，在画面中造成一种视觉上的张力，并有节奏感。密集也是一种对比的情况，利用基本形数量排列的多少，产生疏密、虚实、松紧的对比效果。如城市是结集的做具体的实例，建筑物与人口都结集在城市中心，距中心愈远则愈稀疏。（糖和蚂蚁等）在自由的造型中，我们以结集为题来加以讨论。我们以自由性来组织画面，仍可以采用相当程度的规律性揍依托。其程度的区别视具体情况而定。

密集指设计的骨骼方面，可分为三大类：

a.近似发射：可有假设的发射中心点，基本形环集中心点，或由中心点射出。b.近似渐变：可假设视觉中心，基本形向它结集。

以上方法，使基本形趋近线的密集，在次情形下，假设的线在画面中构成骨骼，基本形离线越近则越密，反之则越疏。而假设线在画面中可以各种形状不同来加以变化。

c.近似重复：基本形挤迫或分散，各占近似空间。

近似重复的结集是不定的，画面内不预置什么，设计时随意构成疏密有致，可有焦点及渐移的处理。

聚集与希散：在重复骨骼中的视觉是平均分配。而聚集是过度的密集，在次情形下，所有的形都堆积成一大块，此块可占画面的大部分空间或小部分空间。

扩散是反结集，就是说，彼此分散、孤立，若干形稍有聚近，但无密集的现象。

注意：基本形的面积要细小，数量要多，否则便没有了密集的效果。（8）空间

概念：在平面设计中，为了表达空间立体效果，按透视学的原理，将平行直线集中消失到灭点的方法，表现其空间感。

现在我们一起讨论平面的深度和立体的感觉。而这些感觉当然是依赖视觉的错觉而产生的，因为画面仍是平平一片，并无真实的凹凸或其他。在此种情况下，我们多以面为单位，或（基本形）将面在画面中编排而求得立体感。我们又将各种不同的肌理加在面中，加强其表现力，而肌理又以点或线为宜，如有重复或渐变的点线肌理，或轻或重的点线肌理，都给予平面以不同的作用。立体空间的表现： a.深度的表现

b.立体表现：如利用阴影表现、肌理的变化表现

c.矛盾空间：是指在真实空间所不能产生或不能有的情形，但在假设的空间中存在。

我们所指的矛盾，纯以视觉的错觉而来。在平面上绘有立体感的东西，通常与透视学有关。

（9）肌理

指艘有物体表面的纹理，不同的物体有各自不同的肌理，肌理给我们直觉感知其质感。如木有木的纹理，石头有石头的纹理，同时也有他们不同的质感。因此，肌理对于我们生活的环境有着密切而重要的影响。肌理可分为纯视觉性和触觉性。视觉性肌理是制平面上各种不同的花纹，无须由触觉感知。

视觉肌理分三大类：

a.绘写的——以受绘而成的花纹，又有规律性的或自由的；

b.特技的——以特殊技法求得，略有意外成分带有实验性；如：喷洒、擦刮、熏、流滴、拓印、拨色、蜡上用色渍染。

c.印刷制作的——利用印刷品中的文字或图片作为拼贴的基本材料。触觉性肌理：纯粹的触觉性肌理诉诸触觉的感觉，并可能受光影影响。平面花纹及色彩变动不属触觉肌理范围。但触觉性肌理可与视觉性肌理联合使用。触觉性肌理可分三大类：

a.现代的——现代触觉物料拼贴使用。如沙粒、米粒、草或面条、布料、图钉和铁钉等。

b.改造的——将现代物料稍加改进、拼贴使用。纸团或纸圈，褶皱的纸和布，敲打后有凹凸的金属片等。

c.编制的——将线状或条状物料，织成各种花纹。

5、形式美的法则（1）对称与平衡

对称：形体用对折的方法，基本上可以重叠的图形称为对称。它们是等形等量的配置关系，最容易得到统一，是具有良好的稳定感的最基本形式。、平衡：在衡器上两端承受的重量由一个支点支持，双方获得力学上的平衡状态。

（2）对比与调和

对比：对比是互为相反因素的东西，同时设置在一起的时候所产生的现象，使它们各自的特点更加鲜明突出。

调和不是自然发生的，是人为的，有意识的合理配合。调和、对比是互为相反的因素。

（3）节奏、韵律

节奏和韵律是时间艺术的用语，在音乐中是指音乐的音色、节拍的长短、节奏快慢按一定的规律出现，产生不同的节奏。在构成中为同一形象在一定格律中的重复出现产生的运动感。节奏必须是有规律的重复、连续，节奏容易单调，经过有律动的变化就产生韵律。

韵律是诗歌中常用的名词。原是指诗歌中的声韵和律动，音的轻重、长短、高低的组合，匀称间歇或停顿。在诗歌中相同音色的反复及句末、行末利用同音同韵同调的音可加强诗歌的音乐性及节奏感，在构成中韵律常伴与节奏同时出现。通过有规则的重复变化。比、等比处理使之产生音乐诗歌般的旋律感，运用得好就能增加作品的美感和诱惑力。

（4）统一

统一总是和变化同时存在的。变化是各组成部分的区别，统一是这些有变化的各部分经过有机的组织，使其从整体到得到多样统一的效果。统一的原理如下：

a、接近的原理 使各种不同有变化的各部分，以时间和空间的观点来观察，距离接近的物体较容易产生结合感。各种接近类同的要素相结合，也能够得到统一。如形体的大小类同、色彩的接受、肌理造型特性的接近都容易具有统一感。

b、连续的原理

这个原理在人们的生活中经常看到和使用。把各种不同的形态和各种不同的色彩的物体，用一根直线、曲线或者折线不断地连接起来，形成一个整体也仍能够得到统一。

c、闭合的原理

将同一个造型要素的形态，隔开一定的距离相互向内侧闭合，从视觉上得到的是另外一个整体而统一的形态，原来闭合前的单一的造型要素则被忽视了。

三、图例欣赏，幻灯片播放

四、小结

小时候我们写字一般都要在方格里写，如果是一张白纸摆在我们面前，我们为了把字写得整齐，都会用铅笔在上面打上格子，至少要画上线，其实，这种为了将图形元素有秩序地进行排列而画出的有形或者无形的格子、线、框，就是骨格。

学习二维设计基础的主要任务是使用艺术的手法，把视觉要素按照“数、向、位”的构成规律，重新结构，以点定位、以线分割、以面格局，使其产生秩序、节奏、运动等视觉变换的美感，这样，设计的基础训练才具有了切实的意义。

五、作业

 6种骨格形式各做2张，其中渐变2张包括：骨格渐变和基本形渐变。 尺寸：10*10cm  要求：骨格形式表现鲜明，绘图工整，颜色不做要求，但不要太过花俏。课 题：色彩的概念及目的

目的要求：丰富学生的色彩基础知识

提高对色彩美的感受、理解和应用表现能力。

通过案例的讲解和学生亲自实验让学生感受到色彩构成，从而培养学生学习兴趣。

教学重点：从对色彩美的认识感受与表现角度学习色彩对比的色彩基础知识。教学难点：对色彩对比效果的理解与应用 色彩对比的种类与基本规律 教学课时：共 16 课时

教学方法：讲授法、讨论法、对比法、实验法 教学内容与步骤：

一、分析讲解学生的作品，导入新课

颜色是非常客观的，我们可以用准确的数值来表示某种颜色；而颜色同时又是主观的，不同的颜色具有截然不同的感情色彩，而即使是同一种颜色，对于不同地域不同民族的人来说，也有着不同的意义。所以，我们在做设计的时候，往往通过颜色来直接表达我们的主题思想，选择好颜色，可以说是成功的一半。

不过，颜色的选择固然重要，更为重要的是怎么样搭配和使用所选择的颜色。这就如同我们在染发的时候并不应该刻意地追求某一种颜色，而应该选择与自己的脸部颜色相搭配的颜色。而要想准确地把握颜色，首先要了解的，自然是色彩形成的原理，掌握了原理，我们才能熟练地掌握各种颜色所代表的“感情”，从而运用各种各样的配色手段来实现我们的目标。

为了培养出出色的配色感觉，我们不仅要了解关于颜色的知识，更应该养成时时刻刻观察周边环境的良好习惯，还应该经常学习和分析著名设计师们的经典作品。但我们并不应该硬性地规定配色的好与坏，毕竟这个世界上每一个人的审美观念都有所不同。

二、具体讲授

（一）1、色彩现象

不同的传统与民族风俗习惯产生了不同的民族色彩。

色彩的作用：红橙使人兴奋，蓝色使人安静。红橙处有苍蝇，而蓝色处却没有。

色彩三要素为：色相、明度、纯度（颜色的名称、色彩的明暗程度、色彩的含灰量的多少）。

如果说，理论上色彩的变化是无穷多的，那么，人的肉眼却只能从中辨别有数的几百种。这个数量也是相当可观的。就纯单色光谱辐射而言，肉眼可以辨别约 210 种不同的光谱色彩，其中 150 种在日光光谱中可见，另 60 种是混合两种相互对立的色彩（互补色）的光谱辐射后形成的绛红类色彩。

2、色彩的本质

（1）色彩的来源

色彩现象是一种视觉的现象，产生视觉的主要条件是光线，物体是受到光线的照射，才产生出形与色彩。眼睛所以能看见色彩，是因为有光线的作用，才得以看清四周的景物。所以，色彩是光线产生的现象，没有光，眼睛无法产生视觉，没有光线，也就没有色彩。

太阳光通过三棱透镜，折射分离出七种不同色彩的光线：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩。如再一次把七色光线透过棱镜进行分化，却不能使其扩散，于是将这一系列的单色光称为光谱。

红色光的波长最长，紫色光的波长最短。红色光外的肉眼看不见的光线，称为红外线；紫色光以外，肉眼看不见的光线，称为紫外线。光谱：七种可见光波长范围： 赤 760 ～ 620nm 橙 620 ～ 585nm 黄 585 ～ 555nm 绿 555 ～ 510nm 青 510 ～ 480nm 蓝 480 ～ 450nm 紫 450 ～ 380nm 760nm 600nm 500nm 380nm ─────┬───────┬─┬─┬─────┬──┬──┬──── 红外线│ 红 │橙│黄│ 绿 │青蓝│ 紫 │紫外光

─────┼───────┴─┴─┴─────┴──┴──┼──── 不可见光谱┤←─────────可见光谱────────→├不可见光谱

再进一步讲，光线是电磁波的一种。光线的色彩性质，与光线的振幅与波长两个因素有密切的关系。振幅大小会产生明暗的区别，波长的长短产生色相的区别。波长越长，越偏向红色；波长越短，越偏向紫色。（2）、光线和色彩的关系

从色彩的现象，我们可以知道，任何物体都有其自身的色彩，这些色彩看来好像是附着于物体的表面，然而一旦光线减弱或消失，任何物体上的色彩也都会失去。有时一个有某种固定色彩的物体，转瞬间却变成了别的颜色。这是为什么呢？

我们知道，外界看到的色彩是以光线为媒体，照射到物体上，经由物体的反射或透射之后，刺激我们的眼睛所产生的现象，所以光线和物体反射的变化，必然在色彩上 产生变化，其变化的结果，我们可以从下面的论述中找到结论。光源色

光源是指包括太阳、电灯等凡是能自行发光的物体。光源所产生的光色，就称为光源色。从太阳、日光灯、蜡烛、霓虹灯等所发出来的色光，其中太阳光呈白色的混色光，日光灯的光有偏兰绿之感，蜡烛光则偏红橙色。物体色 物体在接受光线的照射后，吸收部分光线的颜色，反射其余部分光线的颜色。我们眼睛所感受到的物体的颜色正好是反射出来的光线的颜色。例如红苹果表皮，在日光下只反射红色的光线而吸收其它的色光，因此产生红色的感觉。青椒表皮只反射绿色光而吸收其它色光，因此产生绿色的感觉，这种色彩现象称为表面色。然而，当用绿色光线照射红苹果时，由于光源色中没有红色的因素，也就是说苹果没有红色光可反射，而成为灰黑色，这就是前面提到的物体色瞬间改变的原园。一般对于物体色的确定，是以日光的照射为基本条件的，所以苹果不是黑色，而青椒还是绿色的。透明色

这是一种较复杂的色彩现象。当某种物体呈现透明的晶体状态，如玻璃、水晶。有机玻璃等，经过光线的照射后，本身可以透过光线的色彩而呈现出透射光色来，这种现象产生的色彩称为透过色。当透明物体含有一定的杂质或色素时，由于杂质或色素对于光线的反射作用，对照射的光线便有一定的过滤作用，而形成透明色。所以透明色是透明物体滤掉光源色中的部分光色后，呈现的其余部分光色。复合光

事实上一件物体并非只反射或透过光谱中的一种或两种色光，只是我们所感受到的是色彩的反射或透过出来的某种较多的色光，而其他的色光也会有微量的反射，因此各种物体所产生的颜色，是非单纯颜色的光，它是以“复合”的方式反射或透过的，故而叫做“复合光”。①物体的分子结构； ②物体的性质； ③光线的性质；

④物体表面现象，如光滑、粗糙等影响光的折射、反射、透射程度； ⑤观看时的心理因素等。

根据以上分析，我们可以得出色光关系的如下结论。所有物体的颜色会依光源色的不同而产生变化，而且多数时候呈现出来的颜色并非只是单纯的单色反射光，而是混合了数种单色光而形成的复合光色。把这一理论运用于设计中，尤其是舞台设计、橱窗设计、展示设计、室内设计等，利用各种不同色彩效应的光线，来营造设计不同的色彩气氛及效果。现以一个日常生活中大家都常见的例子便能说明，卖水果的小商贩用红灯来照射红苹果，使水果显得既鲜又成熟；卖烧鹅的小贩，用偏橙色的白炽灯来照射烤鹅，使其油水欲滴，令人垂涎，这都是生活中对光色原理的利用。

另外，在光色关系中，物体色与受光量也是有着密切关系的。一般而言，一件物体表面接受光线照射时，光线越强，它所反射出来的颜色就越饱和、鲜艳，刺激度也越高。相反，光线越弱、颜色就越暗淡、越模糊，刺激度也越低。还有一种特殊的情况是，当投射到眼睛的光线超过一定的限度，就会变成白茫茫的一片，这种现象称为眩光，这是设计中对光的利用非常忌讳的。如橱窗、展示设计等，增加受光量的目的是提高视觉程度，而受光量过度，则适得其反。

3、色彩与视觉的关系

人之所以能够感知到光线并产生形状与色彩的反应，是因为眼睛的视觉作用，才产生的。要了解视觉规律，必须了解眼睛的构造。人眼睛的构造和照相机的构造一样，分为眼帘（镜头盖）、虹膜、瞳孔（光圈）、角膜、晶状体（透镜）、网膜（底片）、视觉神经细胞底层（包括锥状、柱状细胞，即等于底片上的感光药膜）等，只要具有正常视觉功能的眼睛，跟完好的照相机一样，光线一旦进入后，瞳孔就发挥对光量的控制作用，使形象经过角膜的水晶体和玻璃体到达网膜上，便产生形状和色彩。网膜的锥状细胞是感应红、绿、蓝原色光的细胞，可以感知色彩；柱状细胞对光线的明暗度有感知作用。锥状细胞和柱状细胞吸收光线后，将感觉刺激转换成信号，沿着视神经传达到大脑的视觉中枢，而产生色彩的感觉。当一个人的锥状细胞产生病变或先天性功能不全时、便产生感色力不足，称为色盲。锥状细胞对光线的感觉较迟钝，在较弱的光线下不起作用。柱状细胞对光线明暗的感应较敏锐，因此在弱光下依然还可以接受刺激，辨别明暗。这就是光线越弱颜色会越不饱和的原因。

视觉与色彩的关系中，还存在一种视觉现象，当眼睛注视一个物体一段时间，然后突然闭上，而物体的形状依然会在脑海中留下印象来，过几秒钟后才会消失，这种现象称为视觉残象。电影及动画的成相原理便是依此现象完成的。

4、色彩与颜料

人类运用颜料来记录他们的文化传统，从远古以来便一直持续不断地努力，并且应用于生活与宗教活动中。一方面用于对生活的记录；另一方面用于庆祝仪式，部族标识与图腾崇拜等。对于美的追求是一种与生具来的天性，宗教与生活给予人类求美、爱美的原动力，使人类在历史中的美术活动，占有重要地位。从许多自然界中拾得的色料物质被用作染料、涂料、颜料，成为装点社会、美化生活、传播文化的重要材料。

从颜料的来源来看，在化学合成技术尚未出现的时代，所有颜料均来自天然的物质，分为无机颜料和有机颜料两种。无机颜料来自天然的泥土、矿石、金属等原料，耐热、耐光、耐氧化、耐化学侵蚀，坚实而不容易变化，但是其附着物体的能力以及鲜明度较差，必须依赖溶剂来调配，才能达到较好的使用效果。有机颜料取自于动物及植物，如毛、发、分泌物、根、茎、叶、骨、排泄物、肢体、皮肤、皮脂、腺体、牙齿等物，经过各种提炼方法取得，由于其本身兼具有化学合成基础，发色效果好，鲜艳度高，着色力强，但是易与环境因素发生化学变化，色性不稳定，变色、褪色较明显。

由于科学的进步，人工化学合称颜料的运用，使颜料制作简便，成本较低，价格便宜，耐久性及抗褪色性很强，且颜色种类多达３万种以上，并有９千种以上在市上使用。

（二）色彩的表现(重难点：色光与色料的区别)

1、色彩的分类 大千世界的色彩，种类纷繁复杂，为了便于表现和应用，不得不用科学的方法进行分类，现代色彩学按全面、系统的观点，将色彩分为以下两类。

无彩色

无彩色的颜色是指黑色、白色和各种纯灰色。纯灰色可理解为由黑与白混合的各种明暗层次的灰色。值得注意的是，色彩学的划分，无彩色也是一种色彩，就象数学中“ 0 ”也是一个有理数一样。

无彩色的颜色，只有明度的变化，把所有无彩色的颜色概括起来，可得到按比例变化明度层次的颜色，从明度最亮的白色开始，依次为：白、亮灰、浅灰、亮中灰、中灰、灰、暗灰、黑灰、黑等。

有彩色

如果我们把光谱分解的七个颜色，按顺序围成一个圆环，可得到一个供色彩研究及运用的色相环。由于青色和蓝色都属蓝色系，因有时为了研究和运用的方便，常把青色和蓝色合成一个蓝色，可得最基本的六色相环：红、橙、黄、绿、蓝、紫，以及由它们混合所得的所有的色彩。

色彩不仅有不同色相的变化，而且还有不同明度和纯度的变化，色彩的明度、纯度和色相是研究色彩最基本的方向，也是色彩运用的三个最基本的属性。明度色相环的外圈为深色相环，内圈混入了白色为浅色相环。如果混人黑、白色的份量不同，其明度还可作更多层次的变化。

低纯度色相环，其分别加上了相同明度的纯灰色。如混入灰色的份量不同，其纯度还可产生更多层次的变化。

特别色

在实际运用过程中，还有一类不属于上述两类之一的色彩种类，称为特别色。特别色在使用时的视觉效果与上述两类不同，具有特殊性，如金色，银色和萤光色等，印刷上称为特别色。特别色除了有不同的色相外，通过技术上的处理，可产生出不同的光泽效果。此类色彩的提出，是为了适应现代设计和现代印刷的需要，以丰富设计师的表现方法和设计物的视觉效果为目的的。2、色彩的属性

色彩三要素：色相、明度、纯度。因为人的视觉只能辨别出色彩的这三种变化。

色相是颜色的名称。明度是色彩的明暗程度。暗处加黑，明度低；亮处加白，明度高。纯度是色彩的含灰量的多少，含灰量多，纯度低；含灰量少，纯度高。色饱和度实际上就是色的纯度。在自然界中，所有的色彩都或多或少地混入了白色光线。如果我们观察一组投射到黑暗中的日光光谱，我们所得到的色彩是真正“纯”的，百分之百饱和的。彩虹是日光光谱在自然中的再现，但它是“褪了色”的，因为其中掺杂了大量的白色光线。

明度的概念是相当主观的东西，它取决于众多的因素，传统上我们称一种色彩“鲜艳”，即这一色彩具有高的饱和度和明度。“苍白”的色彩是指混有白色、色饱和低而明度较高的色彩。当色彩中混有灰色时，我们说这种色彩“脏”了。这些说法已为画家们广泛应用，我们也可用这些习惯的说法来表达。

色相和色饱和度是色彩的色度指标，或称为色彩的彩度。

天然的和人造的各类物体中的大部分色彩都是或多或少混有白色或灰色的、按不同比例组成的各种光波。色彩的感觉，主要取决于占主导地位的光谱色彩。比如一种色彩由 80 ％的红色、10 ％的绿色和 10 ％的蓝色构成，就是非饱和红色。摄影术语中的“偏色”就用于表示这种比例，并大略地描述所得到的感觉。色相（颜色的名称）

所谓色相是指不同色彩的相貌或区别不同色彩的名称

三原色或三基色──属于没有配色的原来的颜色：红黄蓝RGB，黄品青CMYK。间色──两种原色相配。如橙、绿、紫。复色──两种以上的色相配。如绿橙、绿紫等。

色相的范围相当广泛，光谱色中就有红、橙、黄、绿、育、蓝、紫七个基本色相，而不同的基本色相，按其色彩倾向的不同又可区分出不同的色相，如红色可进一步分为紫红、大红、朱红、橘红等色相。·色相环

3色相：RGB、CMYK 6色相：红橙黄绿青紫

12色相：1888～1967，约翰内斯.伊顿Johannes Itten《色彩论》、伊顿“色相环”（瑞士）

24色相：1853～1932，奥斯特瓦德Wilhelm.Ostwald“色相环”（德国）红、黄、绿、青混合成8组，每组再分3色，得到24色，分三圈放置 100色相：1858～1918，蒙赛尔Albert H.Munsell修正的蒙赛尔“色相环”（美国）

红、红黄、黄、黄蓝、蓝、蓝绿、绿、绿紫、紫 × 10白„...1黑 ·色立体

立体色谱，是用三维空间的关系，将色彩的三要素（H色相、V明度、C彩度）表现出来的一种色彩图谱。它形成了色彩的立体构成推移，称为色立体。色立体则是通过色彩三要素，有规律地排列似球体，产生幻觉空间的韵律感。中心地轴：无彩色中轴

圆周方向：H不同的纬度是不同的色相

竖轴方向：V上白、中灰、下黑，上明度强、下明度弱。从上至下明度值V10,V9,...V0（10表示绝对白，0表示绝对黑）（北极：白，明度高；南极：黑，明度低）半径方向：C彩度外高

外层彩度高、色饱和度高、外纯度高、内纯度低（灰）纯红色5R4/14 VH/C 明度（色彩的明暗程度）

顾名思义，明度是色彩的明暗程度。是由色光或颜色反射光的振幅强度所决定的。暗处加黑，明度低；亮 处加白，明度高。色彩的明度代表某种色彩的亮度，也称做“强度”，这就是在去除了彩色之后还给人以色彩感觉的东西！

在分析色彩的明度时，可从两个方面理解： 一方面是同一色相可以有不同的明度。由于不同强度的光线照射，相同色相产生不同的明度变化，这是一种情况；还有就是在相同强度的光线照射下，如果在同一色相中加入一定程度的白或黑，就会增强或降低其反射度，从而产生不同的明度。加深绿、粉绿等就有不同的明度。另一方面是不同色相的色彩，其自身反射光线的强弱也不同，具有不同的明度。色相环就有明显的明度变化，从黄到紫呈现出由高到低逐渐的明度变化，黄色最亮，紫色最深，红、绿为中明度色。

总结出色彩明度变化的具体方法。要提高或降低色彩的明度，最常用的方法就是加白或加黑，但有时为了不使色彩变粉或变灰暗，便可以加上黄或紫，或者加上一些除白、黑以外的浅色或深色，以达到明度变化的目的，同时也具有微妙的色彩变化。

纯度 ：纯度表示色彩含灰量的多少，含灰量多，纯度低；含灰量少，纯度高。色彩的纯度也叫鲜艳度、饱和度或彩度。顾名思义，即是色彩的纯净程度。是指某一色彩中所含该种色素成分的多少。一般所含色素成份越多，其纯度就越高，相反则纯度就越低。当某色彩所含该色素的成分为100％时，就称为该色相的纯色。降低纯度的方法：

①纯色＋白色，明度提高，纯度降低。②纯色＋黑色，明度降低，纯度降低。

③纯色＋同明度的补色，明度基本不变，纯度降低。④纯色＋同明度的对比色，明度基本不变，纯度降低。⑤纯色＋另一色，明度不变，纯度降低。

⑥纯色＋纯度明度相同的灰色，明度不变，纯度降低。三.色彩的体系（重难点：色彩三要素在色立体上的相互关系）色彩的体系是为了系统、全面地研究。利用和管理色彩而对色彩进行系统化的整理和归纳。由于各家的整理方法有所不同，现把最典型、实用的蒙塞尔色立体介绍如下，以供参考。

蒙塞尔色立体是由美国画家兼色彩学家的蒙塞尔（A.H.Munsell 1858～1918）于1905年创立，1940年由美国光学会测色学会修定，用于工业规定的测色标准。蒙塞尔色立体以五个基本色：红R、黄Y、绿G、蓝B、紫P、加上五个中间色：橙YR、黄绿YG、蓝绿BG、蓝紫BP作为十个以黑、白元色中轴放射出来的色相为色立体的基准。每个色相再分成十等份，总计有100等份，分布于360度圆周中。各色相的180度相对方位是该色的补色。蒙塞尔色立体的色彩标示符号，可按照H（色相）、V（明度）、C（彩度）连结成的记号标示，形成HV／C，无彩色以NV表示，如红色为5R4／14，黄色为5Y8／12，绿色为5G5／8，蓝色为5B4／8，紫色为5P4／12，由其代表数字则可知其明度，彩度的高低，如5R3／7和5BG8／4两色相比，前者明度低，但彩度较高。另外，在国际上使用的还有伊登色系表、奥斯华德色系表，日本色彩研究所PCCS色系表，都以类似的方法把色彩进行了系统化的归纳。电脑中用RGB、MCYK色系。

三、欣赏范例。说说各种色彩带给我们的感受。

四、小结

本章通过对色彩的研究以及色彩在设计中的地位，阐述了色彩构成的概念。同时，从色彩研究领域和色彩可知性两方面来研讨，使学生清除认识色彩构成是有序可依，有规律可循的。

五、作业 作业练习1: 调色:(色彩配置与选择)用红黄蓝三原色与黑白两色调制出100种以上不同的色彩.作业要求:合理地调节这五个色彩的比例关系,配置出尽可能多的色彩.步骤一:从三原色中选择出两种色彩,分别放在纸左右两侧,进行相互间的渐变调配.步骤二:由两色的调配过度到三色配置;步骤三:由一色,两色,三色加白或加黑的配置;步骤四:色彩加灰的配置.作业数量:100_200个色彩配置

作业提示:学会用最少的颜色调配出尽可能多的色彩:学会准确地调出自己想要的色彩;知道某一个色彩源于那哪些色彩,同时学会感受它。作业练习2: 在感受色彩的同时,从自己调配的色彩中,根据自己的爱好和感受选择40张色彩制作色纸。

作业数量:40张(8x8cm)作业提示:培养对色彩的感受能力,为下一步的色面积切割与重组练习作好物质上的准备。在调制色纸时,注意颜色的干湿度。作业练习3：

作业一:做色彩的同类色,临近色,对比色,互补色等关系的对比练习。作业数量:4张(9cmx9cm)作业二:研究色彩的艳度关系,分高艳度,中艳度,低艳度,艳灰度等对比关系做一组练习。

作业数量:4张(9cmx9cm)作业三:研究色彩的明度关系,根据高,中,低不同的明度等级,作一组反映色彩明度调性的对比练习。作业数量:4张(9cmx9cm)课 题： 色彩调和

目的要求：掌握色性和调和的方法

会应用色性和调和的方法

教学重点：色性和调和 教学难点：色性和调和的方法 教学课时：共 8 课时

教学方法：问题法、讲授法、实验法、作业法、讨论法、对比法 教学内容与步骤：

一、组织教学、导入新课

调和，从美学的角度来讲，其意义就是“多样的调和”。再此需要强调的是，调和决不仅仅是指色彩的类似、统一，更不是单调的一致。在调和的概念中，对比也是一种不可缺少的组成部分：没有对比，就无所谓调和，调和与对比是相互依存、互相制约、对比统一的两个因素。概括的来说，色彩的对比是绝对的，调和是相对的，对比是目的，调和是手段。

色彩配色是否调和，一方面取决于视觉生理条件是否得到满足，它在画面中表现为色彩的构图、面积、形状、位置、机理等多方面组织是否恰当，另一方面表现为人的内心愿望是否得到满足。

二、具体讲授

第一部分、色性与调和

1、色性：指某一单独颜色的性质。

下面主要讲解有彩色系中的红，橙，黄，绿，蓝，紫，几种基本色相和无彩色系中黑，白，灰的色性

a：红色在可见光谱中红色的光波最长，折射角度小，但穿透力强，对视觉的影响力最大，此色和知觉度高 ,不易丧失自己，想变成它色非常吃力的。

红色使人联想到太阳，火焰，血液，红花，红旗，从自然产生的景物到人工制造的各种东西，红色都使人感到兴奋，炎热，活泼，热情，健康，感到充实，饱满，有种挑战的意味。红色的个性强又端庄，具有号召性，象征着革命，表现为一种积极向上的情绪

深红色：稳重，庄严

粉红色：温柔，愉快，多情，有着幸福，含羞，梦想的感觉

大红色：表现热情到达顶点时用大红色是最好不过了

红色在节日喜庆时被人们采用，作为欢乐，庆典，胜利时的装饰

由于红色过于强烈，暴露之故，也作为幼稚，野蛮，卑俗，战争，危险的色彩。

在搭配关系中，强烈的红色适合黑，白和不同深浅的灰，与适当比例的绿组合富有生气，充满浓郁的民族韵味，与蓝配合显得稳静，有次序

b：橙色

橙色的波长在红与黄之间，具有红与黄的性质，它的明度仅次于黄，强度仅次于红是色彩中最响亮，最温暖的颜色，橙色是火焰的主要颜色。

橙色：使人联想到：果实，食品，灯光，阳光，鲜花，具有华丽，温暖，愉快，幸福，辉煌的感觉。

c：黄色：

波长适中，是所有色相中最能发光的色，给人以轻快，透明，辉煌，充满希望色彩印象，由于此色过于明亮，被认为轻薄，冷淡，性格非常不稳定，容易发生偏差，稍微碰到它色，就会失去本来的面貌

黄色：也用于果实，花等。黄色在我国古代是帝王的象征，在古罗马是高贵的色，神头上的佛光，在欧美庸俗，低得的下等色 d：绿色：波长居中，是人眼最适合的颜色 f：蓝色 g：紫色 h：白色 i：黑色

2、调性

一组配色或一个画面总的色彩倾向，它包括明度，色相，彩度，的综合因素。a：以明度调子为主的配色

以明度调子为主的配色，充满了清晰感，层次感，富有理性的次序，是三个调子中最基础的调子，与色相调子比，它的这种条理感更为内在。b：以色相调子为主的配色

色相调子是建立在色性之上，所要考虑总的色味倾向和色相对比度,色相调子的确立，就是情绪，性格，心理感觉的确立，在三个调子中它是最强烈，最直接，最亲切，最出效果的调子 c：以彩度调子为主的配色 以色彩的鲜浊构成的配色关系 第二部分 色彩与感觉

1、色彩的冷暖感 暖色：红，橙，黄

冷色：蓝，蓝紫，中性色：绿，紫，白色冷，黑色暖

2、色彩的空间感

可以用色彩的冷暖，明暗，彩度，面积，对比来充分体现 暖色向前进，冷色向后退，因为暖色比冷色波长比较长 亮的向前进，暗的有后退感

同等明度下，色彩的彩度越高越往前，越低越往后 大面积向前，小面积向后

3、色彩的大小感

感觉靠近的前进色，因膨胀而比实际的大，亦称膨胀色，看来远去的后退色，因收缩而比实际小,也叫收缩色。

如：设计中一般暖色系列的色彩面积要小，冷色系列的色和暗色面积要适当大些，这样才易取得色彩的平衡

第三部分 色彩构成——配色的方法与原则

1、什么是好的配色

单一的色彩无所谓美，丑。只有两种色彩组合在一起的时候，才会出现好与不好效果。

我们追求的是一中共同配色的方法和原则，而设计工作者更多的时候要考虑的正是这些多数人所共有的美感。（1）配色的目的

a：纯粹追求美的配色，如美术作品。

b：重视实用化机能的配色，尽管效果并一定美，像黄与黑的安全标志，群青与橘色的环卫工人服，主要是为引起别人的注意。

c：既最求美又注重生活机能的配色，像服装,建筑，室内等设计的配色都属于这类，配色目的决定着配色好与坏的审视标准。（2）调和的概念

配色中应该说具备了调和，悦目，赏心就可算是一种美的配色，调和是指两两个或两个以上的事物或配合得适当,能够相互协调，达到和谐,配色的调和与否，是人产生愉快或不愉快感觉的关键。

调和色彩：指具有某种次序的色彩组合，它不单单指同一，类似给予的舒服，美好的调和感觉，而是多方位追求具有不同特征。

2、不同价值的色彩表现

就配色而言，和谐只是相对的，只要符合人的追求，符合目的需要,即使以往普遍认为不调和的关系，在特定的时空条件下也会成为调和的关系。

3、色彩的组合方式有两大类

第一类:是在统一中求变化,称为“统一调和” 第二类：是在变化中求统一,称为“对比性调和” 第四部分 统一性调和

寻求统一，可以说是人类最基本的，也是最一般的愿望，统一，相当于色彩间同一或类似的色相关系，明度关系，彩度关系，也就是说,相类似者在一起，给人的感觉往往是美的，舒服的,如果说色彩的差别是色彩对比的本质，则共性就是达到调和的根据，在三属性中尽量消除不统一因素，统一的要素越多，就越融合。

1、同一调和（1）同明度的调和

同明度关系下有纯不纯的彩度变化,不同色相的变化（2）同色相调和

同色相关系中变化明度,彩度.（3）同彩度调和

在同彩度关系中变化明度

2、类似调和

类似调和是类似要素的结合,与同一调和相比它具有稍多的变化,但没有脱离统一为主的配色原则（1）类似色相的调和

这种调和实际上是以色相来决定效果,用明度，彩度关系辅助搭配为更为协调的色彩效果，如红色的低中调，黄色的中高调（2）类似明度的调和

此种调和范围较广，在类似明度的调子中可适当选择有对比的色彩或补色色相来丰富画面的效果，但要避免过与强的相变化，与明度变化相冲突。

（3）类以彩度的调和

这种调和主要是突出彩度的变化，其明度，色相关系要尽可能地减弱,此类配色效果优美，雅致，柔和。

2.造型设计基础教案 篇二

一、教学目标

1.知识目标

通过糖类的学习使学生掌握糖类的主要代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质, 以及它们之间相互转化的关系。能举例说明糖类在临床上的用途。

2.能力目标

通过探究实验, 体会到实验是学习和研究物质化学性质的重要方法。

3.情感目标

通过对单糖、双糖、多糖代表物的探索实验, 培养学生乐于交流、相互协作、勇于承担的精神。

二、教学重点和难点

1.教学重点

掌握糖类重要的代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质, 它们之间的相互转化以及与烃的衍生物的关系。

2.教学难点

糖类的概念、葡萄糖的结构和性质。

三、教学方法

目标导向法, 循序渐进法, 教、学、做合一。

四、教学过程

【目标导向】借助PPT先展示本次课的教学目标, 接着演示四种含糖食物——糖果、葡萄、红薯、麦杆。它们之间有何联系?

【提问】我们每天吃的主食米饭、馒头、面条中的主要营养成分是什么?为何每天还要吃大量的蔬菜和水果?

学生阅读教材P89, 边读边思考。

PPT演示

糖的概念:糖类又叫碳水化合物。

糖的分类:

单糖:葡萄糖、果糖、核糖。不能水解成更简单的糖。

双糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖。能水解生成2分子单糖的糖。

多糖:淀粉、糖原、纤维素。能水解生成许多分子单糖的糖。

【实验】学生观察葡萄糖晶体并做葡萄糖溶解实验。区分溶解与水解的不同。

一、单糖———葡萄糖与果糖

(一) 葡萄糖的结构与性质

1.物理性质:白色晶体, 易溶于水, 有甜味。

实验测得:葡萄糖的相对分子质量为180, C、H、O三种元素的质量分数为40%、6.7%、53.3%。

葡萄糖的分子式为:C6H12O6。

【设问】葡萄糖具有什么结构呢?除碳、氢外还含有氧原子, 说明它可能含什么官能团呢?是前面学过烃的含氧衍生物醇、酚的官能团———羟基;还是醛、酮的官能团———醛基;或是羧酸的官能团———羧基?还是多种官能团并存。如何鉴别葡萄糖的官能团呢?在教师的提示下, 学生分组进行探究实验。

探究内容:葡萄糖的结构特点及性质。具体方法是依据前面学过的内容———烃的含氧衍生物醇、酚、醛、酮、羧酸, 由结构决定性质, 最终推导出它的结构特点及其应具有的性质。

2.结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO。

3.葡萄糖的用途:

(1) 临床上:病人往往因疾病导致饮食较少, 或者是身体虚弱, 通过输液方式补充葡萄糖, 有助于人体机能的恢复。1g葡萄糖完全氧化放出约15.6kJ的热量。注射葡萄糖可迅速补充营养。

(2) 生活中:可直接使用, 补充营养, 还有利尿、解毒作用。

(3) 工业上:大量用葡萄糖为原料合成维生素C, 在印染制革, 制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中作还原剂。

【小结】葡萄糖是醛糖, 具有还原性。

(二) 果糖的结构与性质

1.物理性质:无色晶体, 易溶于水, 有甜味 (是所有糖中最甜的糖)

【强调】糖精虽然比果糖还甜, 但糖精不是糖。

如何检验果糖是否有还原性?通过实验探究进行。

果糖没有还原性, 因为它没有醛基, 不能发生银镜反应和与新制氢氧化铜反应, 属于非还原性糖。

2.结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH。

二、双糖———蔗糖、麦芽糖、乳糖

【讲述】蔗糖是自然界分布最广的一种二糖, 存在于大多数植物体中, 甜菜和甘蔗中含量最丰富。麦芽糖主要存在于发芽的谷粒和麦芽中, 是淀粉在体内消化过程中的一个中间产物, 可以由淀粉在淀粉酶作用下水解而得到。乳糖存在于哺乳动物的乳汁中而得名。蔗糖、麦芽糖乳糖的分子式均为:C12H22O11, 三者为同分异构体。

1.物理性质

蔗糖:白色晶体, 易溶于水, 甜味仅次于果糖。

麦芽糖:白色晶体, 易溶于水, 有甜味。

乳糖:白色粉末, 溶解度小, 味不甚甜。

2.化学性质

蔗糖:无醛基, 无还原性, 但水解产物具有还原性。产物为一分子葡萄糖、一分子果糖。为了加深印象, 用一民间歇后语说明:吃甘蔗上楼梯———步步高、节节甜。正是由于水解后产生了最甜的糖———果糖的缘故。

麦芽糖: (1) 有还原性:能发生银镜反应 (分子中含有醛基) , 是还原性糖。

(2) 水解反应:产物为2分子葡萄糖。

乳糖: (1) 有还原性:能发生银镜反应 (分子中含有醛基) , 是还原性糖。

(2) 水解反应:产物为一分子葡萄糖和一分子半乳糖。

PPT演示:三种双糖的组成示意图

学生自己列表归纳比较葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的结构、物理性质、化学性质以及它们在医药上的用途。

PPT演示:汉堡包中包含的三种多糖:面里面有淀粉, 肉里面有糖原, 蔬菜里面有纤维素。

三、多糖———淀粉、糖原、纤维素

结构:[C6H7O2 (OH) 3]n

【提问】我们日常摄入的食物中哪些含有较丰富的淀粉?【思考】米饭、馒头、红薯等。

米饭没有甜味, 但咀嚼后有甜味, 为什么?

淀粉是一种多糖, 属天然高分子化合物, 虽然属糖类, 但它本身没有甜味, 在唾液淀粉酶的催化作用下, 水解生成麦芽糖, 故咀嚼后有甜味。

PPT演示:淀粉在体内的水解过程:

【实验】碘遇淀粉变蓝实验。

如何用实验的方法判断淀粉是否已水解及水解程度?由学生设计实验方案。

【讲述】纤维素是绿色植物通过光合作用生成的, 是构成植物细胞的基础物质。一切植物中都含有纤维素, 但不同的植物所含纤维素的多少不同。纤维素是白色、没有气味和味道的纤维状结构的物质, 是一种多糖。水解的最终产物是葡萄糖。

小组讨论:

1.人在患病时往往浑身乏力, 临床上常采取静脉输液治疗, 为什么输液中含有葡萄糖的成分?葡萄糖的浓度是否越浓越好?能否用蔗糖代替?

2.糖尿病人能否吃糖?

3.含纤维素丰富的食物对人体有哪些好处?哪些食物中含有较丰富的纤维素?

【小结】人体摄入最多的糖类物质是淀粉, 但食物中的淀粉在人体内不能直接被吸收和利用, 而是要转化成葡萄糖才能实现, 血液中的葡萄糖称为血糖, 血糖浓度的相对恒定对机体有着重要的生理意义。糠尿病人的首要治疗原则虽然是控制饮食, 但医生常常提醒病人外出时一定要带几个糖果或含糖的点心, 就是为了避免出现低血糖。

纤维素虽然不能直接作为人类的营养食物, 但它在人体组织消化过程中起着重要作用。例如:能刺激肠道蠕动和分泌消化液, 有助于食物的消化和废物的排泄, 减少有害物质与肠粘膜的接触时间, 可预防很多疾病, 如便秘、痔疮和直肠癌等。还可用于预防和治疗肥胖、糖尿病, 缺血性心脏病等。

3.设计造型基础课程优化研究 篇三

【关键词】设计造型 基础性 实践性 课程优化

设计造型基础是一门综合性强，以培养学生设计素质及创造性思维的专业基础课，不仅引导学生研究造型设计的基本法则，引导学生审美并研讨艺术表现的规律，还对学生造型观念的形成有重要作用。但部分建筑及城市规划类设计院校注重专业设计课而忽视设计基础课，如课程内容不合理、学时份额较少、缺少实践环节等。本文就教师在教学实践中如何把握设计造型基础课程特点，让学生在学到基础知识且进行动手能力培养等，谈谈教学体会和方法以期达到课程优化的目的。

一、国内外设计造型基础课程教学现状

普遍的大学教育而言是“独立之人格，自由之思想”；但就设计基础教育应加上“审美之表达，创造之品性”。针对设计专业的教育理论在20世纪初包豪斯设计学院成立伊始就确立。包豪斯设计学院是现代设计教育的先锋，建立设计理论和实践教学体系，对设计教育最大的贡献在于基础课。设计造型基础课最先由伊顿创立，提倡“从干中学”，即在理论研究的基础上通过实践探讨建筑的形式、色彩和质感等。包豪斯对现代设计的贡献巨大，其设计教育的教学方式成为世界许多学校艺术教育的基础。

国内的设计教育大多将设计思维训练和专业结合，常受到专业性质的限制，如视觉传达的思维停留在图形创意，产品设计的思维偏重造型的想象与表达等。作为基础的思维训练应当超越专业的局限，需要研究现代设计的思维方式，也需要汲取艺术的创造精神。目前已经有许多学校致力于对设计造型基础课程的优化，如中央美术学院、清华大学建筑学院等，强调在实践中对艺术思维的训练。

二、课程教学目标确立

设计造型基础作为设计型专业方向的基础课，涵盖平面构成、色彩构成及立体构成三方面内容，是有效培养学生设计思维和设计能力的教学体系中的重要环节。部分学校仅为36学时，平均每个内容12学时，但因本课程的教学中有大量拓展性课题，需要学生在掌握设计造型理论的基础上灵活应用于实践，即产生学时数和工作量的矛盾。因此?必须对设计造型基础课程的教学内容、课时安排、教学方式、教材及考核等进行改革。探讨在有限学时中如何向学生传输更多的造型基础知识与现代设计艺术发展的信息，使学生了解到——建立明确的形式语言的概念，进行形态创造、色彩运用以及空间的综合——是作为一个设计师必备的基本能力。

三、课程教学要求提升

设计造型基础是整合平面构成、色彩构成及立体构成等内容而形成的综合课程。在教学中实现从原来的“教学型”向“研究型”课程转变。教学实践中，讲授基本原理后设计一些教学环节让学生自己思考、研究，使学生从被动学习转变为因兴趣而主动研究，从而学会在今后的学习中自觉提高造型能力。通过系统学习，学生应达到以下要求：树立正确的设计思想，理论联系实际，富有创新精神；突破日常习惯性思维屏障，进入广阔的创造性思维空间；培养学生正确的观察方法，引导学生留心周围事物，培养其吸纳来自多种媒介及其他途径的新鲜信息的能力；通过一系列基本设计训练，能运用多种技能技巧，掌握更新表现语言的基本方法。如在平面构成教学时涉及“形态”的内容，大多数学生认为“形态”这个词汇太抽象，不能很好地将它与“形式”“形状”等区分开来。因此可进行如下训练：选一幅名画归纳成基本形态，分析其动态性并表现出来；在完成前面作业的基础上，对作品进行黑白灰的划分并重新组合，体会其形态。通过训练学生既学习名画的精髓，又掌握形态的要义，教学效果更为良好。

四、课程优化内容

首先，制定出更加符合五年制城乡规划专业学生培养目标所要求的教学大纲。选择适合的教材和参考资料，结合教材与课程的融合度，编制教学计划、指导书等教辅资料。其次，要谨慎选择课题和习题，制定可操作性强的任务书，使学生学习目的明确。再次，原理讲解必须结合多媒体课件完成。课件的使用能增加教学的形象性，大量的图片帮助学生理解设计造型基本原理，达到现代化与传统教学手段的结合。另外，实行开放式综合考核方法。对每次作业进行老师点评和学生互评相结合的方式，调动学生的思维和积极性，增强师生互动。最后，收集历年学生优秀作品，将其信息化并在网上发布，使更多学生可以更直观学习，搭建学生互动交流的平台。

五、结语

优化设计造型基础课程以适应培养具有现代设计观和方法论的人才，是现代设计的目的。不仅反映和创造物质世界，还要表现精神世界，现代设计已经成为结合艺术世界和技术领域的“边缘领域”。正是在这样艺术与设计发展的语境中，形成了设计的基础训练研究的基本思路，延续这种思路，使设计造型基础课程更加优化，有待具体的教学实践来验证。

【参考文献】

[1]林建群.造型基础[M].高等教育出版社，2000.

[2]张海彬.设计专业造型基础课程的探究[D].广西师范大学，2006.

[3]马莉.艺术设计本科专业造型基础教学课型结构创新[J].?华章，2008（09）.

4.1服装设计基础教案(素描) 篇四

上课起立问好，整顿坐姿，记好考勤

二、第一次课

介绍新课会讲的大致内容，这门课会涉及的内容有哪些，为什么要学习这门课程

三、新课导入

对于绘画同学们了解多少？素描、水粉、速写„„..这些词你们有听说过或了解过吗？为什么我们的服装专业需要学习素描？（素描是我们绘画的最基本的基本功，我们要画好时装款式图、我们的服装效果图就必须得先把基础打好，这门素描课可以很好练习我们的构图能力和造型能力）

教师演示“灯光照射下的球体”让学生观察，观察黑白灰三个面的变化。通过观察证实，在没有灯光直接照射的情况下，三个面的明暗变化是不大的。通过演示，教师小结：球体体的明暗变化是由于位置方向不同，受光程度不同所决定的。

四、正课

1素描定义：

素描就是单色画。一般采用铅笔等工具，是各种造型艺术对造型能力训练的基础课程。也是一件成熟创作的前期写生或小稿。当然，素描也可以成为一件独立的艺术作品。

2素描艺术简史

·早期素描

人类开始懂得绘画是从素描开始的。根据考古的发现，现在所知世界上最早的绘画是法国西南部比勒高省多尔多涅附近称为接斯柯的岩洞壁画和西班牙北部阿尔塔米拉山的洞窟壁画。前者距今约两万年，是旧石器时代的绘画遗迹；后者约在1万年以前，是旧石器时代晚期绘制的。原始人用最简易的材料描绘他们在狩猎活动中的主要猎获物。西班牙阿尔塔米拉洞窟壁画的野牛尤为精彩，其中一只低头挺角准备向前冲击的野牛，像箭在弦上一触即发，充满向外的运动感。这是用烧鹿脂的灯烟画成的，然后用朱红色的矿物颜料粉末上色。这些古代壁画基本上是用单一颜色进行描绘，所以，也可以说是世界上最古老的素描画。

·古埃及和古希腊的壁画

古埃及壁画以线造型为主，具有浓厚的东方色彩；而古希腊的壁画虽然仍以线的造型观念为主，但已向立体的表现演变。

·古罗马继承了古希腊的文化艺术，但没有很突出的创造。

·文艺复兴时期

文艺复兴时期由于重视对自然的研究，自然科学的进步和新发现，促使许多绘画大师们认真地对待描绘的对象。他们解剖尸体，了解人的解剖结构，画了不少分析图和人物习作，产生了艺用解剖学。在研究空间处理上创造了透视学。

3素描艺术的审美原理

素描决不是照相术，应该说所有素描形象都应该是艺术的再创造，而不是实物的翻版。素描造型要求把对象的认识提高艺术形式美的高度来考察，发现其中的形式美感、视觉刺激的节奏、节律感、形的力式因素，通过你的手段而明确起来，强化起来。科学与艺术的结合。

4素描的工具、材料

包括笔、纸、橡皮、削笔刀、图钉、擦布、画板、画荚等。

笔：包括铅笔、炭笔、铁笔、粉笔、毛笔、圆珠笔和钢笔等。工具的不同关系着素描的艺术效果，也能影响画家的情绪和技巧.铅笔： 铅笔是最简单而方便的工具，初学者素描常从铅笔开始。国产中华牌铅笔的质量信誉较好。型号有6H（硬）、5H、4H、3H、2H、H、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B（软）和速写铅笔（8B）。炭笔：又分为炭笔、木炭条和炭精条等。钢笔：包括美工笔、书写钢笔等。

纸：有洁白、厚薄、质地、纹理之分。常用的有素描纸、铅画纸、卡纸等

橡皮：分为绘画用可塑橡皮和硬方形橡皮。可塑橡皮进口的质量较好；硬橡皮以质地柔软的较好。

画板：以光滑无缝平整为好，有大小型号多种

5、素描的三大面、五大调

三大面：亮面、灰面和暗面

五大调：高光、灰面、明暗交界线、反光和投影（插入图片进行讲解）

（插入图片请同学来指出图片的三大面和五大调）

6、素描的分成

结构素描：这种素描是以线条为主要表现手段，不施明暗，没有光影变化，而强调物象的结构特征。

光影素描：已在线条为主要表现手段的基础上，施以明暗，有光影变化，强调突出物象的光照效果，光影素描的表现在与光暗的描写手法。（插入图片进行讲解）

7、透视

透视原理：人的眼睛观看物象，远近距离不同的相同物象，距离越近的视网膜上的成像越大，距离越远的视网膜上的成像越小。（插入图片进行讲解）

（举例：一条长长的马路、站在高楼下从上看、火车的长长轨道。。。然后请学生举例生活中的透视现象的例子）后加图片欣赏

8、绘画的方式

绘画方式;握笔手势、绘画坐姿现场演练

素描的构成——线条

线的画法：落笔轻，中间重，收笔轻，一气呵成，两头虚中间实。 素描中：线条除了表现轮廓外，一组规则排列线条还可以表现物体表面的明暗关系，恰当的运用还可以表现物体的质感等等；  画素描之前要充分做好各种线条的练习。练习直线（长横线、长竖线下同），平涂（一条线挨一条线，成块），弧线（半月牙形状，成组），回环线练习（一笔连续，成组），还要做线条的由浅入深、由深到浅的成组练习。 一般来讲画线的手法很多，首先要练习的就是水平、垂直的线条，线一定要直，下笔要轻盈，收笔要利落，一定不要打“勾”，长直的线条可以以肘部或者肩部为轴画线，短线以腕部为轴即可。 线组

1、排线时，要方向一致，一笔一笔地画，疏密适当，2、要轻起轻收，使线头两头轻，中间重，不要连笔，3、排线主要还是多练习，没有什么捷径可寻，抓住明暗交接线，就很

容易把物体的层次和立体感表现出来，排线最忌讳打十字线，要让线

条像井字交叉，切忌连线，要一笔一笔的耐心的画。

9、素描起稿步骤

构图：就是将要或一个、或两个或者是一组物体合适的安排在画面上，在视觉上给人以舒适的美感

注意点： 构图不能太小（会让人觉得不饱满，很小气，反之太满的话，会让人感觉拥挤）

2、构图时应注意中心的平衡

3、不能太偏（产生一边倒，构图不稳，不美观）

4、注意透视以及比例关系

总结+作业

1、通过对素描理论知识了解过后，需要同学们在熟悉画图步骤的过程中把我们的最主要的五大面和三大调体现在画图中。

5.机械设计基础教案.doc5 篇五

机械设计基础概论

1.机器、机构及机械 机械：机器和机构的总称。机器：一种能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功或完成能量、物料和信息转换或传递的装置。机构：能传递运动和动力或改变运动和动力参数、运动形式的机械传动装置

2．机器所具有的特征： 它们是人为的实物组合；它们各部分之间具有确定的相对运动；它们用来代替或减轻人类的劳动去完成有用的机械功或转换能量。

3．机器的组成： 原动机（动力部分）、工作部分、传动部分和操纵控制部分。

4．机器的分类（按用途的不同）： 动力机器：实现其他形式的能量与机械能之间的变换（如电动机）。工作机器：做机械功或搬运物体（如轧钢机）。信息机器：作信息获取或变换。5．机构所具有的特征： 它们是人为的实物组合；它们各部分之间具有确定的相对运动； 6．机器与机构的关系：

机器是由一个或若干个机构组成的。7．零件和部件

零件：机器中不可拆卸的制造单元。（如齿轮）

部件；将完成共同任务的一组协同工作的零件分别装配和制造成的一个组合体。（如滚动轴承）

常用机构：各种机械中普遍使用的机构。（如齿轮机构）

通用零件：在各种机器中都普遍使用的机械零件。（如螺栓）

专用零件：只在某些特定类型的机器中使用的零件。（起重机的吊钩）1．1．2本课程的内容、性质和任务

1．内容：以一般工况条件下的常用机构和通用机械零、部件为研究对象，以它们的工作原理、运动特征、结构形式以及设计、选用和计算方法等为研究内容。2．性质：重要的技术基础课。3．任务：

1．培养学生正确的设计思想和创造性思维方法，了解和贯彻国家的技术经济政策和法规。

2．熟悉常用机构和通用零件的工作原理、结构特点和应用场合。

3．掌握通用零部件的选用和设计的基本方法，初步具有正确运用各类标准、规范、手册、图册、CAD及网络信息等工程技术资料，设计简单机械传动装置的能力。4．适当了解机械设计的革新和发展，扩大学生的视野，使所学知识具有时代气息。1.2 机械设计的基本要求及一般程序

机械设计是为了实现机器的某些特定功能要求而进行的创造过程，它可以开发创造出新产品，或对现有机械局部进行创新改革。概括地说，就是设计人员按照所设计的机械需要具备的功能，运用设计理论、方法和技能，通过创造性思维和实践活动，把该机械的系统及其零部件的参数和具体结构用图纸和文字（实物或电子手段）等技术文件表达出来。1.2.1机械设计的基本要求

1.使用要求

2.可靠性和安全性要求3.经济性要求4.其他要求 1.2.2机械设计的一般程序

1.规划和准备阶段2.方案设计阶段3.技术设计阶段4.试验分析阶段 1.3 机械零件设计的基本知识

1．失效：由于某些原因不能在既定的工作条件和使用期限内正常工作；即丧失工作能力或达不到设计功能的现象。2．机械零件的主要失效形式：

断裂：某一危险截面的应力超过零件的强度极限；断裂分为疲劳断裂和过载断裂。表面失效：静和动的关系；表面失效主要有疲劳点蚀、胶合、磨损、压溃、腐蚀；过量变形：过大的弹性变形和塑性变形。

破坏正常工作条件而引起的失效。1．3．2机械零件的工作能力计算准则.工作能力：在不发生失效的形式下，零件所能安全工作的限度。

1、强度：零件抵抗整体断裂、塑性变形和表面失效的能力。

ζ≤〔ζ〕 η≤〔η〕

ζ：

最大计算正应力（MPa），η：

最大计算剪应力（MPa）

〔ζ〕：许用正应力：

（MPa），〔η〕：许用剪应力（MPa）

2、刚度：零件受载后抵抗弹性变形的能力。

f≤〔f〕

f：零件工作时的广义变形，包括挠度、偏转角、扭转角 〔f〕：零件工作时的广义许用变形。

3、耐磨性：指做相对运动的零件工作表面抵抗磨损的能力。1）磨损的过程

（1）磨合磨损阶段（OA段）（2）稳定磨损阶段（AB段）（3）剧烈磨损阶段（BC段）2）磨损的类型

磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损。3）耐磨性计算

p≤〔p〕

p：零件工作表面的压强（MPa）〔p〕：零件工作表面的许用压强（MPa）

pv≤〔pv〕

4、振动稳定性

1．3．3机械零件设计的一般步骤

1、选择材料

2、拟定计算简图

3、工作能力计算

4、机构设计

5、绘制工作图并标注必要的技术条件 1．3．4机械零件的标准化

1.可以简化设计工作，将精力用于关键的非标准零部件的设计上。2.可以组织专门化打规模生产，既保证质量，又降低成本。3.可以减少备品的库存量，具有互换性，从而简化机器的安装和维修。1.4 机械零件的强度

1、载荷及其分类:（1）静载荷：不随时间变化，变化缓慢，变化幅度很小 动载荷：随时间作周期性或非周期性变化的载荷（2）名义载荷：根据名义功率和转速计算的；

计算载荷：载荷系数与名义载荷的乘积；

2、应力及其分类

（1）静应力：不随时间变化的或变化缓慢的应力；变应力：随时间显著变化的应力；

稳定变应力：周期、应力幅度和平均应力都不随时间变化的变应力。稳定变应力的主要参数：最大应力、最小应力、平均应力、应力幅和循环特性。

（2）名义应力：用名义载荷计算出的应力；

计算应力：用计算载荷计算出的应力； 1．4．2许用应力 〔ζ〕=ζlim/S 1．4．3机械零件的静强度 1．4．4机械零件的疲劳强度 1.疲劳破坏过程

疲劳断裂具有以下特征：

1）疲劳断裂的最大应力远低于静应力下材料的强度极限；2）不论脆性材料还是塑性材料，其疲劳断口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂；3）疲劳断裂是损伤的累积； 2.疲劳极限和疲劳曲线 3.影响疲劳强度的因素

应力集中、绝对尺寸和表面状态 4.疲劳强度计算

1．4．5机械零件的接触强度和挤压强度。1．5 机械零件的材料和选用原则 1．5．1机械零件的材料

1、刚：碳素钢、合金钢

2、铸铁：

3、有色金属合金：

4、其他材料：

1．5．2零件材料先用原则

1、使用要求

2、制造工艺要求

3、经济要求。

第3章

平面机构的组成和运动简图

机构的功用：传递运动和动力或改变运动形式、运动轨迹、实现预期的机械运动。机构分为平面机构和空间机构。

3．1．1构件 构件及其分类: 构件：机构运动的最小单元体

原动件：机构中按外界给定的运动规律独立运动的活动构件 从动件：随原动件的运动而运动的其余活动构件 机架：用来支撑活动构件的固定构件

构件的自由度：一个做平面运动的构件有三个自由度

即沿X、Y轴的移动和绕点K的转动。3．1．2运动副及其分类

运动副：两构件直接接触而又能允许彼此产生相对运动的可动联接。运动副的分类

低副：以面接触构成的运动副

回转副：两构件只能在同一平面内工作相对的转动

回转副：固定铰链：有一个构件是固定的活动铰链：两个构件均是活动的。回转副引入了两个约束，保留了一个自由度（2）移动副：两构件只能沿某一轴线作相对移动

移动副也引入了两个约束，保留了一个自由度 高副：以点或线接触构成的运动副 高副引入了一个约束，保留了两个自由度 3．2平面机构的运动简图

机构运动简图：把与实际机构运动无关系的因素抛开，仅用运动副规定的简单符号和代表构件的简单线条，按一定比例定出各运动副的位置，画出的表示机构各构件之间相对运动关系的简单图形。3．2．1构件和运动副的表示方法 3．2．2平面机构运动简图的绘制 3．3平面机构的自由度 3．3．1平面机构自由度的计算

机构的自由度：机构相对于机架具有的独立运动数目

N：构件数

n：活动构件数

n=N-1 PL：低副

PH：高副

F：机构的自由度 F =3 n —2 PL— PH

机构的自由度取决于活动构件的数目以及构件间运动副的类型和数目。3．3．2机构具有确定运动的条件 F=0 没有运动的可能性而不是机构 F=3n-2P-P=3×2-2×3-0=0 F=1 且有一个原动件，机构具有确定的运动

F=3n-2P-P=3×3-2×4-0=1 F=2 有一个原动件，机构无确定的运动 F=2 有两个原动件，机构有确定的运动 F=3n-2P-P=3×4-2×5-0=2 机构具有确定运动的条件，（1）F>0（2）F等于原动件个数

自由度的计算的意义在于自由度数目就标志着机构需要的原动件的数目，即输入独立运动的数目，当F小于原动件个数时，机构就会卡死或损坏，当F大于原动件个数时，机构将会出现运动不确定状态，只有当F等于原动件个数时，机构的运动才完全确定。

3．3．3计算机构自由度的注意事项

1、复合铰链：两个以上的构件在同一处用回转副相联接；

处理：A处有K个构件，则有（K-1）个回转副

2、局部自由度：机构中某些构件的局部独立运动并不影响其他构件的运动。

处理：将局部自由度预先排除

3、虚约束：对机构运动不起实际约束效果的重复约束

处理：虚约束须除去不计 第二篇

常用机构 第4章

平面连杆机构

平面连杆机构：所有构件都用低副联接构成的平面机构。

1．平面连杆机构的优点：

1）低副——面接触——压强小——磨损轻——圆柱面、平面——制造简单——加工精度高。2）易于实现基本运动形式之间的转换。3）可使从动件实现多种形式的运动。2．平面连杆机构的缺点：

1）运动传递线路长，低副磨损后间隙不易消除，运动累计误差较大。2）不宜要求从动件精确实现复杂的运动规律。3．平面四杆机构：具有4个构件的连杆机构。

4．2 铰链四杆机构类型及应用

铰链四杆机构：四杆机构的运动副都是回转副 机架：固定不动的杆。

连杆：不与机架直接相联而作复杂平面运动的杆。连架杆：与机架直接相联的杆。

曲柄：能够绕各自的回转副中心作整圆回转运动的连架杆。整轴副：相邻两杆能作相对整周回转的回转副。摇杆：只能在小于360°范围内摆动的连架杆。

根据两个连架杆是否为曲柄可将其分为三种型式： 4．2．1曲柄摇杆机构

两连架杆：一个是曲柄，另一个是摇杆 连续转动←→往复摆动 4．2．2双曲柄机构 两连架杆都是曲柄

两曲柄不等长：等速转动—→变速转动 4．2．3双摇杆机构 两连架杆都是摇杆 摆动—→摆动

4．3链接四杆机构曲柄存在条件

1、曲柄存在条件

欲使AB杆—→曲柄

必须使BC杆与CD杆不能重合为一直线—→即B、C、D三点不能共线—→BCD始终保持为一个三角形。三角形存在的条件：两边之和大于第三边。

铰链四杆机构有曲柄的条件：

杆长条件：最短杆和最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。最短杆条件：最短杆是连架杆或机架。

2、铰链四杆机构类型的判定 1）在满足杆长条件时

（1）最短杆为机架是双曲柄机构（2）最短杆的对杆为机架式双摇杆机构（3）最短杆的邻杆为机架式曲柄摇杆机构

2)不满足杆长条件时，不论取哪一杆为机架，只能得到双摇杆机构 4．4铰链四杆机构的演化 4．3．1转动副转化为移动副

单移动副机构——对心式曲柄滑块机构、偏置式曲柄滑块机构 两个移动副的四杆机构：

正弦机构：正切机构：双转块机构：双滑块机构： 4．3．2扩大的转动副——偏心轮机构 4．3．3选取不同的构件为机架

1、曲柄摇杆机构

2、对心曲柄滑块机构（1）导杆机构——取1为机架

转动导杆机构

摆动导杆机构（2）摇块机构——取2为机架（3）定块机构——取3为机架 4．5平面四杆机构的基本特征 4．5．1急回运动

1、极位夹角：摇杆在两个极限位置，曲柄两位置所夹的锐角 摆角：摇杆在两个极限位置间的夹角

2、急回运动和行程速比系数

急回运动：曲柄作等速转动，摇杆作变速摆动。行程速比系数：K=V2/V1 θ越大，K也越大，急回特性越明显。4．5．2传力性能

1、压力角和传动角

压力角：该点力的方向与其作用点的速度方向所夹的锐角。压力角越小，有效分力就越大，机构传力性能越好。传动角：压力角的余角，传动角越大，机构传力性能越好。

2、最小传动角的确定

最小传动角：一定出现在曲柄与机架共线的两位置之一 4．5．3死点

在曲柄摇杆机构中，取摇杆为原动件，在连杆与曲柄共线的两位置将出现传动角γ=0°，无论力多大，都不能使曲柄传动。4．6平面四杆机构的设计

平面四杆机构的设计：依据给定的运动条件选定机构的型式，确定机构的运动尺寸。解决问题

（1）实现预期的运动规律

力的作用线通过回转中心，（2）实现预定的轨迹

设计方法：图解法、解析法、实验法。

4．6．1图解法设计四杆机构

1、按照给定连杆的位置设计四杆机构

2、按照给定的行程速比系数设计四杆机构 1）导杆机构： 2）曲柄摇杆机构

4．6．2解析法设计平面四杆机构

首先建立方程式，然后依据已知参数对方程求解。4．6．3实验法设计四杆机构

利用各种模型、模板、线图等，经过反复实验凑出能近似满足要求的机构的设计方法。第6章

齿轮机构

传动原理：靠一对齿轮的轮齿相互啮合来传递空间任意两轴之间的运动和动力。

6．1．1齿轮机构的传动特点

优点：传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定的瞬时传动比。缺点：制造和安装精度要求高、成本高、不宜用于两轴之间距离较大的传动。

6．1．2齿轮机构的类型

按照一对齿轮轴线间的相互位置、齿向和啮合情况，可以分为： 1．平面齿轮机构（两轴线平行）；

1）轴线平行：直齿圆柱齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿圆柱齿轮机构

2）两齿轮啮合情况：外啮合齿轮机构、内啮合齿轮机构、齿轮与齿条机构

2．空间齿轮机构（两轴线不平行）；

1）相交轴圆锥齿轮机构：直齿、斜齿

2）交错轴齿轮机构：交错轴斜齿轮机构、蜗杆机构 3．按轮齿的齿廓曲线形状：渐开线、摆线、圆弧齿轮。6．1．3对齿轮机构传动的基本要求

1、传动准确、平稳

2、强度高，承载能力强 6．2 齿廓啮合基本定律 6．2．1一对齿轮的传动比

传动比：主动轮1与从动轮2的角速度之比，即i12=ω1/ω2 6．2．2齿廓啮合基本定律

齿廓啮合基本定律：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线O1O

2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比 节圆：过节点所作的圆。中心距：两齿轮节圆半径之和。6．2．3共轭齿廓

凡满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对齿轮的齿廓。渐开线、摆线、圆弧线 6.3 渐开线齿廓

6．3．1渐开线的形成和特性

1、渐开线的形成

当一直线l沿半径是rb的圆周作纯滚动时，该直线上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。半径为rb的圆称为基圆； 直线l则称为渐开线的发生线；

渐开线齿轮的齿廓就是由在同一基圆上产生的两条对称的渐开线构成。

2、渐开线齿廓的特性

1）发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的弧长；

2）渐开线上各点的法线必与基圆相切，基圆的切线必为渐开线某点的法线； 3）渐开线上各点的压力角的大小不同，离基圆越远，压力角越大； 4）渐开线的形状取决于基圆的大小 5）基圆以内无渐开线

6．3．2渐开线齿廓的啮合特点

1、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律，能够实现定传动比要求 两基圆的内公切线——法线——不发生变化——有固定的点——节点C

2、中心距具有可分性

一对渐开线齿轮制成后，其基圆便已确定．

中心距的可分性：中心距稍有变化，不改变其瞬时传动比的大小

3、传递压力的方向不变 1）啮合线是一直线

啮合线：两齿廓接触点在固定平面的轨迹

直线N１N２——啮合线——两圆的内公切线——法线为同一直线 N１、N２是理论上的两个极限啮合点 2）啮合角与传力方向不变

啮合角：啮合线N１N２与过节点的两轮节圆公切线 tt 之间所夹的锐角 啮合过程中——啮合角将始终保持不变—— 压力方向不变

四线合一：啮合线、过啮合点的公法线、基圆的内公切线、法向压力的作用线。6．4 渐开线标准齿轮的主要参数和基本尺寸计算 6．4．1齿轮各部分的名称及代号

1、齿顶圆与齿根圆

齿顶圆：轮齿齿顶圆柱面所确定的圆。齿根圆：轮齿齿槽底部圆柱面所确定的圆。

2、齿厚、齿槽宽和齿距

齿厚：齿轮任意圆周dK 上一个轮齿的两侧齿廓间的弧长。齿槽宽：齿轮任意圆周dK 上一个齿槽的弧长。

齿距：在端平面上，任意圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长。在齿轮的同一圆周上，齿距等于齿厚与齿槽宽之和。

3、分度圆和基圆

分度圆：为了便于设计、制造和互换使用，在齿轮的顶圆与根圆之间取一度量齿轮尺寸的基准圆，将此基准圆上的pK/Π值规定为标准值，压力角αK也取为标准值，该圆则称为分度圆。

4、齿顶高、齿根高、全齿高

齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。全齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。齿宽与齿面

齿宽：齿轮轮齿轴向宽度。

齿面：位于齿顶曲面和齿根曲面间的轮齿侧表面。6．4．2齿轮的主要参数

1、模数

模数：分度圆齿距与Π的比值 分度圆直径：d=mZ M越大，p也越大，承载能力越强。

m已经标准化

表6-1，优先选用第一系列，括号内的尽量不用。

2、压力角

分度圆上齿廓的压力角为标准值

渐开线的形状由模数、压力角和齿数决定，最基本的参数。

3、齿顶高系数和顶隙系数

标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。6．4．3渐开线标准直齿轮的基本尺寸计算

1、外齿轮的几何尺寸计算（表6—2）

2、公法线长度和分度圆弦齿厚（自学）6.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 6．5．1一对齿轮的正确啮合条件

当前一对齿轮啮合分离后，后续的齿对已接替进入啮合。相邻两齿同侧齿廓沿法线的距离应相等

两轮的法向齿轮相等是一对齿轮相啮合的正确条件

m1= m2= m

α1=α 2= α i12=Z2/ Z1

6．5．2一对齿轮的标准中心距

标准安装：分度圆与节圆重合，保证无侧隙安装。分度圆和压力角，单个齿轮所具有的参数。

节圆与啮合角：对齿轮副而言，安装以后才具有的参数，与安装中心距有关。6．5．3一对齿轮的连续传动条件 轮1为主动，轮2为从动

啮合的始点A：从动轮的齿顶圆和啮合线的交点A； 啮合的终点E：主动轮的齿顶圆与啮合线的交点E AE是一对齿廓啮合点的实际轨迹，即实际啮合线段。连续传动的条件：AE≥pb

重合度：实际啮合线与基圆齿距的比值。

重合度越大，参与啮合的齿对数就越多，传动就越平稳，每对轮齿承受的载荷就越小。6．6渐开线齿廓的切齿原理 6．6．1仿形法

仿形法是利用与齿轮齿槽形状相同的铣刀（盘形和指状），通过普通铣床直接在轮坯上加工出渐开线齿形。

1、切削运动：铣刀绕自己的轴线oo回转，同时，轮坯沿其轴线方向送进，以便切出整个齿宽；

2、分度运动：铣完一个齿槽之后，轮坯退回原处，分度头将它转过360°/Z的角度，再铣第二个齿槽。特点：成本低，加工简便

精度低，生产效率低，适用于单件小批量生产 6．6．2范成法

范成法：利用一对齿轮相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来切出渐开线齿形。

1、齿轮插刀：

1）范成运动：模仿一对齿轮做缓慢的定传动比回转运动 2）切削运动：插刀沿齿宽方向所做的往复运动 3）进给运动：插刀的径向进给运动

2、齿条插刀

3、齿轮滚刀

6．7渐开线齿廓的根切现象，最少齿数和变位齿轮 6．7．1根切现象与最少齿数

1、根切现象：用范成法加工齿数较少的标准齿轮时，当刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过啮合极限点N1时，将会切去轮齿根部的一部分渐开线齿廓，这一现象成为轮齿的个别切。

问题：抗载能力降低，传动平稳性变差

2、最少齿数：加工标准齿轮时不发生根切的齿数极限值 条件：Zmin≥17

6．7．2变位齿轮简介

1、标准齿轮的优缺点 优点：设计简便，互换性好

缺点：1）被切齿轮的齿数受限，否则出现根切 2）不适合实际中心距≠标准中心距

3）大小齿轮的承载能力不同

2、变位齿轮：通过改变刀具和齿坯相对位置后切制出来的齿轮.xm：变位量。由切削标准齿轮的位置移动的距离 x：变位系数

变位后的齿轮，在分度圆上齿厚与齿槽宽不等 x>0正变位

正变位齿轮

x<0负变位

负变位齿轮 变位齿轮的特点：

变位齿轮的模数和压力角不变，定传动比的性质不变 2）齿厚、齿槽宽、齿顶圆、齿根圆、齿根高都发生变位 6．8平行轴斜齿圆柱齿轮机构

端面：垂直于其轴线的平面

直齿轮渐开面的形成：发生平面S在基圆柱上作纯滚动，平面S上与母线平行的直线KK在空间形成的渐开面。直齿轮传动的缺点：平稳性较差，易产生振动和冲击

6．8．1斜齿圆柱齿轮齿面的形成及特点

斜齿轮渐开面的形成：发生平面S在基圆柱上作纯滚动，平面S上与母线不平行的斜直线KK在空间的轨迹形成的渐开面。基圆柱螺旋角：KK与其圆柱母线所夹的锐角 特点：传动平稳，振动噪声小，适合高速承载传动 6．8．2斜齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸

1、基本参数：

1）螺旋角：分度圆柱面上的螺旋角

斜齿轮按轮齿倾斜方向：分为左旋、右旋 2）齿距与模数 3）压力角：

4）齿顶高系数和顶隙系数 国标规定：法面参数为标准值

2、几何尺寸计算

一对斜齿轮的啮合从端面来看，相当于一对直齿轮的啮合； 斜齿轮的中心距与螺旋角β有关

6．8．3斜齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件与重合度

1、正确啮合条件：mn1= mn2= m

α

2、重合度 直齿：ε 斜齿：ε=εt+ε端面重合度εt 轴向重合度εββ

n

1=α n2= α β1=-β2

特点：重合度增大，且随齿宽b和轮齿的倾斜程度的增大而增大。

运转平稳，承载能力高，产生轴向力。6．8．4斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和当量齿数

以ρ为分度圆半径，以斜齿轮的法向模数mn为模数，取压力角α为标准压力角作一假想的直齿圆柱齿轮，则其齿形与斜齿轮的法面齿形相近，此直齿轮称斜齿轮的当量齿轮。斜齿轮的最少不根切齿数：17cos3β 6．9圆锥齿轮机构

圆锥齿轮用于传递两相交轴间的运动和动力。

两轴间的交角Σ=90°

圆锥齿轮的轮齿均布在一个截锥体上，由大端到小端逐渐变小。单个圆锥齿轮：基圆锥，分度圆锥、齿顶圆锥、齿根圆锥。相互啮合的一对圆锥齿轮机构有节圆锥

圆锥齿轮传动，一对锥顶重合的节圆锥在作纯滚动

理论齿廓应是球面渐开线。

6．9．2直齿圆锥齿轮齿面的形成原理

一个圆心和基圆锥锥顶O相切的圆平面（发生面）S沿基圆锥作纯滚动时，S上任一条与基圆锥母线OA相切的径向直线OK上的点K 在空间展出一条以锥距R为半径的球面渐开线AK，该曲面能满足定传动比要求。6．9．3直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数

1、背锥

便于研究，取背锥代替圆锥

2、当量齿轮与当量齿数

将背锥展开成平面，则成为两个扇形齿轮，将它们补足为完整的圆锥齿轮，此圆锥齿轮称为原齿轮的当量齿轮，此齿轮的齿数称为当量定数。

（1）正确啮合条件：大端模数和压力角分别相等，且锥距也分别相等。（2）一对直齿圆锥齿轮机构的传动比：（3）直齿圆锥齿轮不根切的最少齿数：

6．9．4直齿圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算

1、基本参数

大端模数，压力角为标准值；大端齿顶高系数和顶隙系数分别为1和0.2

2、几何尺寸计算

Σ=90°且节圆锥与分度圆锥重合。

不等顶隙收缩齿圆锥齿轮，齿顶圆锥、齿根圆锥、分度圆锥锥顶

等顶隙收缩齿圆锥齿轮，齿根圆锥和分度圆锥共锥顶，但齿顶圆锥并不与分度圆锥共锥顶。6．10蜗杆机构

6．10．1蜗杆蜗轮的形成

蜗杆机构用于实现两交错轴间的传动，通常两轴交错角Σ=90°。蜗杆与蜗轮的形成：

在蜗杆传动中，常以蜗杆为原动件作减速运动。

蜗杆轮齿的旋向有左旋和右旋之分，常用的是右旋蜗杆。6．10．2蜗杆机构的类型

1、根据蜗杆的外形

圆柱蜗杆机构：制造简单，应用广泛； 环面蜗杆机构：润滑状态好，效率较高； 锥蜗杆机构：啮合性能好，承载能力大，效率高。

2、圆柱蜗杆机构的分类 普通圆柱蜗杆

圆弧圆柱蜗杆

3、普通圆柱蜗杆

阿基米德蜗杆

渐开线蜗杆

延伸渐开线蜗杆和锥面包络蜗杆。6．10．3圆柱蜗杆机构的主要参数

中间平面：垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面

在中间平面，蜗杆与蜗轮的啮合等同于渐开线齿轮与齿条的啮合 在蜗杆传动中，以中间平面上的基本参数和尺寸计算为基准

1、模数和压力角 正确啮合条件

2、蜗杆分度圆直径和蜗杆直径系数

3、传动比i，蜗杆头数z，蜗轮齿数

4、蜗杆分度圆柱上螺旋线的导程角入

5、中心距

6．10．5蜗杆机构的特点

1、传动比大，零件数目少，结构紧凑；

2、传动平稳，啮合的齿对数多，噪声低；

3、具有自锁性，蜗杆为原动件，机构自锁；

4、传动效率低，摩擦大；

5、制造成本高； 第三篇

联接与螺旋传动 第8章

联接

2.概述键、花键、销联接的结构、特点、选择，及其强度计算。

联接：动联接：铰链

静联接：焊接

静联接

可拆联接：不需损坏联接中的任一零件；如螺纹联接、键联接、销联接等。

不可拆联接：不损坏联接中的谋一部分就不能拆开的联接；如焊接、铆接、胶接等。8．1 螺纹

8．1．1螺纹的类型和应用

将一倾斜角为λ的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。

使一平面图形（如三角形、矩形）沿着螺旋线运动，运动过程中此图形始终通过圆柱体的轴线，于是便形成螺纹。按照平面图形的形状：

三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹 按照螺旋线的旋向： 左旋螺纹、右旋螺纹 按照螺旋线的数目：

单线螺纹、等距排列的多线螺纹 按照螺纹加工的位置 外螺纹、内螺纹 按照螺纹的作用： 联接螺纹、传力螺纹 按照螺纹的母体形状 圆柱螺纹、管螺纹 8．1．2螺纹的主要参数

1、大径d：与外螺纹牙顶（内螺纹牙底）相重合的假想圆柱面的直径，即公称直径

2、小径d1：与外螺纹牙底（内螺纹牙顶）相重合的假想圆柱面的直径，强度计算中用作危险截面直径的计算直径。

3、中径d2：外、内螺纹的牙厚与牙间相等的圆柱直径

4、螺距P：螺纹相邻两牙对应点间的轴向距离

5、导程S：同一螺旋线上相邻两牙对应点间的轴向距离

S= nP

n：螺纹线数

6、螺纹升角λ：在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。

7、牙型角α：螺纹轴向截面中，螺纹牙型两侧边间的夹角； 牙侧角β：螺纹牙型的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角 8．2 螺旋副的受力分析、自锁和效率 8．2．1矩形螺纹 受力：滑块沿斜面运动

上升

轴向力Q——外力

水平力F——驱动力

滑块沿斜面等速上升

F=Qtan（λ+ρ）

下降

F=Qtan（λ－ρ）

表明：

当λ＞ρ，在力Q的作用下，滑块有加速下滑的趋势，为使滑块等速下滑，必须施加一个向右（反方向）的水平力F。当λ＜ρ时，F为负，为使滑块匀速下滑，必须在滑块上施加一个向左的水平力F，此时F是驱动力 说明：Q无论多大，如不施加驱动力F，滑块不会下滑—→自锁 8．2．2非矩形螺纹 自锁条件：λ≤ρ’ 螺旋副的效率：

当λ不变，β越大，效率越低。

矩形螺纹效率最高，其次锯齿形螺纹、梯形螺纹，三角形螺纹效率最低。8．3机械制造常用螺纹

机械制造常用的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹在我国均已标准化。

8．3．1三角形螺纹——用于联接 1．三角形螺纹

1）普通螺纹——紧固

粗牙螺纹：螺距最大

细牙螺纹：其余螺距，2）管螺纹——有密封要求

非螺纹密封的管螺纹

螺纹密封的管螺纹

米制锥管纹

8．3．2梯形螺纹和锯齿形螺纹 摩擦小、效率高——用于传动

梯形螺纹——对称牙型——锥面贴紧——不易松动——工艺性好——牙根强度高——对中性好 锯齿形螺纹——外对称——便于对中——只能用于单向受力 8．4 螺纹联接的基本类型和标准联接件 8．4．1螺纹联接的基本类型

1、螺栓联接

2、双头螺柱联接

3、螺钉联接

4、紧钉螺钉联接 8．4．2标准螺纹联接件

1、螺栓

2、双头螺柱

3、螺钉

4、紧钉螺钉

5、螺母

6、垫圈 8．5螺纹联接的预紧和防松 8．5．1螺纹联接的预紧

预紧力：联接在承受工作载荷之前，预先受到一个轴向力的作用。

目的：增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或相对滑动，同时可提高联接强度 预紧应力的大小：80%ζs 方法：测力距扳手，定力矩扳手 8．5．2螺纹联接的防松

一般情况下，可满足自锁、防松的目的是在冲击、振动、交变载荷、高温等情况下出现松动。防松的根本目的在于防止螺旋副相对运动 8．6螺纹联接的强度计算

螺栓的主要失效形式：

螺栓杆被拉断

螺栓杆被剪断或螺栓杆和被联接件外壁被压溃 经常拆卸时，因磨损而发生滑扣现象 螺纹牙的计算是根据等强度原则；

螺纹联接的计算主要是根据螺栓的强度确定螺栓危险截面的尺寸，即螺纹小径d1，然后从标准中确定d及螺距P。8．6．1松螺栓联接

装配时，螺母不需要拧紧，在承受工作载荷前，螺栓不受力 8．6．2紧螺栓联接

1、仅承受预紧力的紧螺栓联接

装配时，螺母需要拧紧，螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态。根据第四强度理论：

2、承受横向载荷的紧螺栓联接

用普通螺栓联接承受横向载荷时，由于预紧力的作用，将在接合面间产生摩擦力以抵抗工作载荷。即：摩擦力>工作载荷

可用各种剪载零件来承受横向工作载荷，包括销、剪载套、键等。用铰制孔螺栓承受横向载荷；

3、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接

情况1：螺母与被联接件接触，但螺栓和被联接件均未受力，二者都没有发生变形 情况2：螺母拧紧，受预紧力作用； 螺栓受预紧力Q0——产生伸长量δ被联接件受Q0——产生压缩量δ情况3：承受工作载荷后

螺栓受力由Q0 增加到Q，螺栓进一步拉伸，则总拉伸量为δ被联接件由Q0减小到Qr，压缩量减少为δc0－Δδ 螺栓和被联接件这种变形可用线图表示： 对Qr 的要求：

8．7 螺栓联接件的下料和许用应力 材料：Q215、Q235、10、35、45钢等； 许用应力：表8—6 8．8提高螺纹联接强度的措施

螺栓的破坏——螺栓杆部分——疲劳断裂——截面小，应力集中处 8．8．1降低螺栓总拉力的变化范围 总拉力在Q0——（Q0＋ΔQ）之间变化

则减小螺栓的刚度kb或增大被联接件的刚度kc，可降低总拉力的变化范围。采取：腰状杆螺栓、空心螺栓

金属垫片、O型密封元件 8．8．2改善螺纹牙上的载荷分布

螺栓受拉而螺距增大，螺母受压而螺距变小，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布不均匀。大部分载荷集中在前几圈，八圈以后几乎不承受载荷 加厚螺母不能提高螺纹联接强度 采用悬置螺母

8．9键联接和花键联接

8．9．1键连接的分类、结构和应用

键是一种标准件，用于实现轴和轴上零件的周向固定以传递转矩，有些键还能实现轴向固定或轴向滑动的导向。键联接：平键联接、半圆键联接、锲轴联接，切向键联接

1、平键联接

键的两侧面为工作面，工作时靠键与键槽侧面的相互挤压来传递转矩。特点：结构简单、拆装方便、定心性好。平键分为：普通平键、导向平键

普通平键：静联接

A型（两圆头）B型（平头）C型（单圆头）A：键在键槽中固定良好，应力集中大 B：应力集中小，键的尺寸较大 C：用于轴端

导向平键：动联接，需固定，并没有起键螺孔。

2、半圆键

b0＋Δc0 b0

δ

以两侧面为工作面

具有良好的定心性，绕其几何中心摆动，装配方便 键槽较深，对轴的强度削弱大

3、锲键联接 工作面：上下表面

键的上表面和轮毂键槽的底部有1：100的斜度

工作时主要靠键的上表面与轮毂间的摩擦力来传递，能承受单向的轴向力。轴和轮毂轴线间会产生偏心和偏移

使用于定心要求不高，传递和载荷平稳的场合。

4、切向键联接

切向键由一对斜度为1：100的锲键组成 键的窄面为工作面

工作时，靠工作上的挤压力和键与轮毂间的摩擦力来传递转矩 一个切向键：单向传递转矩 两个切向键：双向传递转矩 8．9．2平键联接的选择计算

1、平键尺寸的计算

键的截面尺寸：按轴的直径d从有关标准中选取

键的长度：普通平键：键的长度等于或略小于轮毂的长度

导向平键：按轮毂长度及滑动距离而定 注：键长应符合标准规定的长度系列

2、平键联接的强度校核

主要失效形式：工作面得压溃，过载剪断 设计标准：工作面上的挤压应力

导向平键：失效形式：工作平面的过度磨损 设计标准：工作面上的压力

8．9．3花键联接：轴和轮毂孔向均布的多个键齿构成的联接。工作面：齿的侧面

特点：承载能力高，受力均匀，对轴和轮毂的强度削弱小，对中性和导向性好。适用：定心精度高，载荷大，经常滑移的联接 类型： 矩形花键：常用 渐开线花键：承载能力高 三角形花键：使用于薄壁零件 8．10销联接

用途：固定零件间的相对位置，传递不大的载荷，安全过载装置 类型：

圆柱销：过盈配合，多次装拆合，其定位精度和可靠性下降 圆锥销：1：50的锥度

安装方便，定位精度高，可多次装拆 端部带有螺纹的圆锥销：适用于盲孔或拆卸困难的场合。开尾圆锥销：适用于有冲击、振动的场合。

开有纵向沟槽的圆锥销：弹性变形、不易松脱、因而能承受振动和变载荷。材料：35钢、45钢 第四篇

机械传动 第10章

齿轮传动 10．1齿轮传动的特点及类型 10．1．1特点：

效率高：最高达99.95% 结构紧凑：在同样的使用条件下，所需的空间尺寸小 工作可靠：齿与齿的啮合传动 寿命长：长达一、二十年 传动比稳定：i=Z2/ Z1

制造、安装精度高，价格较贵，不适合传动距离过大的场合。10．1．2类型

1、按照工作条件，闭式齿轮传动，开式齿轮传动

2、按照传递的速度：低速、高速

3、按照承载的大小：轻载、重载

4、按照齿轮的材料及热处理工艺：软齿面

硬齿面 10．1．3对齿轮传动的基本要求

1、传动精确平稳（第六章）

2、足够的承载能力（本章重点讲解）10．2齿轮的失效形式及设计准则 10．2．1齿轮的失效形式——主要指轮齿

1、轮齿折断

弯曲疲劳折断：齿根处的弯曲应力最大，交变应力、应力集中；先裂纹、后折断。过载折断：轮齿在短时过载。

局部折断：不准确的安装，制造，轴的变形。

增大齿根处圆角半径，合理的热处理，合理的选择材料及采用变位齿轮。

2、齿面点蚀

长期交应变力——疲劳裂纹——扩展——麻点状小而浅的坑——点蚀

靠近节线处啮合，相对滑动速度低，油膜不易形成，点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。闭式齿轮传动的主要失效形式；

提高齿面的硬度，降低表面的粗糙度，增大综合曲率半径，增大润滑油的粘度。

3、齿面胶合

压力大——温度高——润滑油被挤出——两齿面直接接触，相互粘连——较软的齿面形成沟纹——胶合 提高齿面的硬度，降低表面的粗糙度，合理选用材料，合理选用润滑油。

4、齿面磨损 杂质的进入

开式齿轮传动的主要失效形式

5、齿面塑性变形 过大的应力作用 10．2．2设计准则

闭式软齿面齿轮传动——点蚀——按照齿面接触疲劳强度设计——验算轮齿的弯曲疲劳强度 闭式硬齿面齿轮传动——轮齿折断——按照齿根的弯曲疲劳强度设计——验算齿面的接触疲劳强度 开式齿轮传动——磨损和轮齿折断——按照轮齿的弯曲疲劳强度设计——同时降低许用应力 10．3齿轮的材料、热处理及传动精度 10．3．1齿轮常用的材料

要求：较高的抗点蚀，抗磨损、抗胶合、抗塑性变形、抗折断的能力 齿面要硬，齿芯要韧

常用的材料：碳素结构钢，合金结构钢，铸钢，铸块、塑料、尼龙 10．3．2齿轮的热处理

软齿面（齿面硬度≤350HBS）

调质和正火

硬齿面（齿面硬度＞350HBS）

表面淬火、表面渗碳淬火、渗氮淬火。

1、软齿面齿轮的热处理方法——调质和正火

加热后，空冷或油冷

慢慢降温

小齿轮的齿面硬度>大齿轮的齿面硬度，寿命相近

2、硬齿面齿轮的热处理方法——淬火 10．3．3齿轮传动的精度

齿轮公差分为：传递运动的准确性、传动的平稳性、齿面上载荷分布的均匀性 齿厚极限偏差、等级

10．4直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 10．4．1直齿圆柱齿轮受力分析

受力分析——分度圆上啮合——忽略摩擦力——集中力——作用在齿宽中点——沿啮合线 法向力Fn分解为圆周力Ft和径向力Fr 大小：

方向：

Ft：主动轮与运动方向相反，从动轮与运动方向相同 Fr：分别指向各自轮心 10．4．2计算载荷

载荷沿齿宽分布不均匀，附加动载荷——引入载荷系数K 10．5直齿圆柱齿轮传动承载能力计算

10．5．1直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算

1、齿面接触疲劳强度计算

线接触——受载后——弹性变形——面接触 齿面接触应力——参照弹性力学中的赫兹公式

2、影响齿面接触强度的参数和尺寸 1）系数335只适合钢对钢

如钢对铸铁

335—→285 铸铁对铸铁

335—→250 2）从公式中分析得出：ζ设计时按较小值代入计算 3）降低ζH和增大〔ζH〕可提高齿面接触疲劳强度； H1=ζH2

H1〕≠〔ζH2〕 但当两齿轮的材料及热处理不同时，〔ζ

增大齿宽b或中心距a可降低ζH，b过大，造成载荷分布不均匀，因此提高a可行

结论：改变齿轮的几何参数或提高齿面的硬度可提高齿面接触疲劳强度； 10．5．2值齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲疲劳强度计算

1、齿根弯曲疲劳强度计算

假设：1）将齿轮视为悬壁梁；2）全部载荷仅由一对轮齿承担3）集中力作用于齿顶 危险截面的确定：

30°切线法：作与轮齿对称中心线成30°夹角并与齿根过渡曲线相切的直线，认为两切点的连线是危险截面的位置。法向力Fn分解为：

F1：使齿根产生弯曲应力

F2：产生压应力，忽略

2、影响齿根弯曲强度的参数和尺寸

1）一般情况下，Z1≠Z2，YF1≠YF2，ζF1≠ζF2； 2）YF/〔ζF〕的比值不同

设计时代入较大值;3）提高轮齿齿根弯曲疲劳强度的措施：提高m、b、Z1，但提高m 效果显著 4）开式齿轮传动，（0.7---0.8）〔ζF〕 10．5．3齿轮的许用应力 〔ζH〕=ζ

ζHlim /SH

〔ζF〕=ζFlim：图Flim /SF

Hlim：图10—6；

ζ10—7

长期双侧工作，取0.7的系数。SH、SF：表10—5

10．6直齿圆柱齿轮传动的设计

1、齿数比u与齿数Z1

齿数比u其值恒大于1，而传动比i其值可大于1，也可小于1 当i>1时

u=i 当i<1

u=1/i 一般：u<8 降低小齿轮的啮合次数 当 i≤4.5时，i允许有±2.5% 的误差

I＞4.5时，i允许有±4% 的误差 闭式——软齿面——接触疲劳强度——设计

a一定，降低m，增大Z1，增大重合度，提高传动的平稳性，减小齿顶圆直径和毛坯直径，降低成本。Z1=20——40 闭式——硬齿面——弯曲疲劳强度——设计 Z1=17——20

2、模数

传递动力的齿轮传动，模数m不宜过小；按弯曲疲劳强度设计的m必须取标准值。经验公式：闭式齿轮传动m≈(0.007—0.02)α

开式齿轮传动m≈0.02α 齿宽系数：

轮齿越宽，承载能力也越高，但齿宽过大，载荷分布不均匀，造成偏载。

闭式齿轮传动：ψa=0.3—0.6，常用ψa=0.4（0.35）

开式齿轮传动：ψa=0.1—0.3 10．7斜齿圆柱齿轮传动

10．7．1斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 忽略齿面间的摩擦力 大小：

方向：

10．7．2斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

作用力——法向平面内——当量直齿轮——用直齿轮的方法计算——重合度大，曲率半径大——比直齿轮承载能力大 齿面接触疲劳强度计算

一对钢制标准斜齿轮传动的齿面接触疲劳强度条件；

说明：1）钢对铸铁：260；

铸铁对铸铁：228

2）a圆整为0或5

3）m的确定

4）β的确定

2、齿根弯曲疲劳强度计算 说明：YF按当量齿数查表10-4 10．8直齿圆锥轮传动

10．8．1直齿圆锥齿轮传动的受力分析

将轮齿上的分布力简化为作用于齿宽中点集中载荷。大小：

方向：

10．8．2直齿圆锥齿轮传动的强度计算

1、齿面接触疲劳强度计算

按齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮传动来计算；

说明：1）求出锥距R后，选择Z1、Z2）确定大端模数

3）ψR=0.25—0.3 4）钢对铸铁285，铸铁对铸铁250；

2、齿根弯曲疲劳强度计算

说明：1）YF按当量齿数查表10-4按 2）mm与m的关系 10．9齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率 10．9．1齿轮的结构

1、齿轮轴：将齿轮和轴做成一体

圆柱齿轮：齿根圆到键槽底部的距离e＜2m

圆锥齿轮：小端齿根圆到键槽底部的距离e＜1.6m

2、实心式齿轮：da≤160mm

3、腹板式齿轮：da=160——500mm

4、轮辐式齿轮da＞500mm

说明：齿轮与轴的联接——平键

花键

10．9．2齿轮传动的润滑

齿轮传动——相对滑动——产生摩擦与磨损——效率下降——润滑；

润滑——减小磨损与发热——防锈和降低噪声——工作状态及改变——预期寿命内正常工作 方式：

开式齿轮传动通常用润滑油（脂）人工定期润滑 闭式齿轮传动按圆周速度v确定： v≤12m/s，油池润滑；

深度：圆柱齿轮，一个齿高，不应小于10 mm

圆锥齿轮：浸入全齿宽 多级传动：带油轮

底部距离：≦30——50 mm 2）v＞12m/s，喷油润滑 3）油的粘度的确定：表10-6 10．9．3齿轮传动的效率

功率损耗包括：啮合中的摩擦损耗，搅油损耗，轴承中的摩擦损耗 10．10蜗杆传动

10．10．1蜗杆传动的运动分析与受力分析

1、蜗杆传动的运动分析

目的：确定蜗杆与蜗轮的转向关系及齿面间相对滑动速度 蜗杆主动——利用左右手法则 四指——蜗杆转动的方向

拇指——蜗杆有沿轴线方向运动的趋势 蜗轮——向相反的方向运动 相对滑动速度：

Vs越大，容易形成油膜

齿面间的摩擦因数下降，提高效率，承载能大； Vs过大：易产生磨损和胶合

2、蜗杆传动的受力分析 大小：

方向：

10．10．2蜗杆传动的失效形式，材料和结构

1、蜗杆传动的失效形式和常用材料

失效形式：齿面点蚀，齿面胶合，齿面磨损，轮齿折断；

由于材料和结构的不同，蜗杆螺旋齿部分的强度高于蜗轮轮齿的强度，因而失效总发生在蜗轮。闭式蜗杆传动——蜗轮轮齿——齿面胶合 开式蜗杆传动——蜗轮轮齿——磨损

对蜗杆，蜗轮材料的要求：足够的强度，良好减摩耐磨性，抗胶合能力。蜗杆材料：碳素钢、合金钢

蜗轮材料：铸造锡青铜，Vs=5——15 m/s 铸造铝铁青铜，Vs＜8m/s 灰铸铁，Vs＜2m/s

2、蜗杆和蜗轮的结构

蜗杆——蜗杆轴——蜗杆和轴形成一体

蜗轮：整体式：铸铁蜗轮或d＜100mm的青铜蜗轮

组合式：齿圈用青铜，轮芯用铸铁或钢 10．10．3蜗杆传动的强度计算

失效——胶合、磨损——无完整计算方法 只对蜗轮齿面进行接触疲劳强度计算；

10．10．4圆柱蜗杆传动的效率：润滑和热平衡计算

1、蜗杆传动的效率

功率损耗包括：轮齿啮合的功率损耗、轴承摩擦损耗及溅油损耗。提高效率，可增大导程角λ，即采用多头螺杆；

但λ过大，加工困难；且当λ＞28°时，效率提高很小。当λ≤ρ’自锁，蜗杆传动的效率η＜50%

2、蜗杆传动的润滑

摩擦、磨损、发热易严重——润滑十分重要 油池润滑，蜗杆在下；一个齿高

蜗杆在上：蜗轮半径的1/6——1/3

3、蜗杆传动的热平衡计算

效率低，发热量大，结构紧凑，箱体的散热面积小； 不及时散热——齿面胶合 转化为热量的摩擦损耗功率： 自冷，箱体表面散热功率： 达到热平衡：

超过温度允许值，可采用如下措施

合理设计箱体机构，加散热片，增大散热面积

提高表面传热系数，加装风扇，冷却水管，循环油冷却。第11章

轮系 11．1 轮系的类型

1．轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。

2．轮系的作用：获得大的传动比，变速或换向传动。3．轮系的类型：

1）定轴轮系：轮系中所有齿轮的几何轴线位置都是固定不动。

2）周转轮系：轮系中至少有一个齿轮的轴线是绕位置固定的另一齿轮的几何轴线转动。行星轮：轴线绕位置固定的齿轮的轴线转动。

行星架（转臂或系杆）：支承行星轮的构件。

中心轮（太阳轮）：轴线固定不动的齿轮。11．2 定轴轮系及其传动比

1．一对齿轮的传动比：主动轮与从动轮的角速度或转速之比。

2．轮系的传动比：该轮系首轮与末轮（或输入轴与输出轴）的角速度或转速之比。iab=ωa/ωb=na/nb

3．在计算轮系的传动比时，不但要求出首、末两轮速比的大小，而且需确定两轮的转向关系。当首、末两轮轴线平行，用“+”表示两轮转向相同，用“-”表示两轮转向相反；当首、末两轮轴线不平行，用箭头标注两轮转向关系。4．定轴轮系的传动比计算：

惰轮：不影响传动比的大小，仅用于改变转动方向或增大两轴间距离的齿轮。5．首、末两轮转向关系的确定：

1）轮系中所有齿轮的轴线平行，用（-1）m确定；2）首、末两轮轴线平行，用箭头确定后，用“+”或“-”表示； 3）首、末两轮轴线不平行，用箭头标注两轮转向关系； 11．3 周转轮系及其传动比 11．3．1周转轮系的分类

1．按周转轮系自由度分类： 行星轮系→自由度等于1 差动轮系→自由度等于2 2．按中心轮数目分类

2K—H型：两个中心轮，一个行星架。3K型：三个中心轮。

K—H—V型：一个中心轮，一个行星架，一个输出构件。11．3．2周转轮系传动比的计算

周转轮系→运动的轴线→反转法→固定行星架 周转轮系传动比的计算公式： 说明：

齿轮G、齿轮K、行星架H的轴线必须平行； nG、nK、nH为代数值，有正负之分；

周转轮系中有空间齿轮时，等式右边的正负号必须用画箭头的方法确定； 11．4 复合轮系及其传动比

1．复合轮系：由定轴轮系和周转轮系，或由几个单一周转轮系组成的轮系。2．复合轮系传动比的计算方法：区分定轴轮系和周转轮系，分别计算，联立求解。3．区分定轴轮系和周转轮系的方法： 1）先找几何轴线运动的行星轮；

2）支承行星轮的是行星架，行星架的类型很多；

3）中心轮：几何轴线与行星架回转轴线相重合，且直接与行星轮相啮合的定轴齿轮。11．4 轮系的应用

11．5．1实现远距离传动11．5．2获得大传动比11．5．3实现变速运动11．5．4实现运动的合成与分解11．5．5实现换向运动 第12章

带传动

1．阐述带传动的类型、特点、特性和应用。

2．重点分析带传动的受力、应力和失效形式，据此确定出带传动的设计准则，并介绍普通V带传动的设计计算。12．1概述

1、带传动得组成：主动带轮、从动带轮、传动带组成

2、带传动的工作原理：依靠带与带轮之间的摩擦力拖动从动轮一起转动。

3、带传动的应用场合：两轴平行且转向相同的场合

4、带传动的优点：1）适合中心距较大的传动； 2）结构简单，造价低廉； 3）带具有良好的挠性，可缓冲吸振，传动平稳； 4）过载打滑，防止损坏其他零件；

5、带传动的特点：1）同样功率，传动的外廓尺寸大；2）弹性滑动，传动比不能保证恒定； 3）带的寿命较短； 4）有时需要张紧装置；

6、带传动的主要参数：v=5—25m/s i≤7 η=0.92—0.97 P=700kW

7、带的类型：平带传动、V带传动、多锲带传动，同步带传动。传动带均制成无接头的环行。

平带：横截面——扁平矩形；工作面——内表面；结构最简单，带轮制造容易。V带：横截面——等腰梯形；工作面——两侧面；传动能力大，已经标准化。多锲带：平带与V带的共同优点

8、带传动的张紧：自动张紧、定时张紧

9、带传动中几何参数之间的关系 1）包角：带与带轮接触弧所对得圆心角。2）带长： 3）中心距： 12．2带传动工作情况的分析 12．2．1带传动的受力分析

带传动要有一定的初拉力F0——产生正压力——摩擦力Ff

带工作时：绕上主动轮的一边被拉紧，拉力由F0 增加到F1 —→紧边 绕上从动轮的一边被放松，拉力由F0 减小到F2 —→松边 工作时带的总长不变，则

F1－F0= F0－F

2即 F0=（F1+F2）/2 圆周力（有效拉力）：两边拉力之差，即 Fe= F1－F2 带传递的功率为: 分析：最大有效拉力及影响因素

以平带为例，忽略传动带做圆周运动时所产生的离心力的影响。分析：

1）初拉力F0：Fec与 F0成正比，F0越大，摩擦力越大，传动能力越强，带的寿命短。2）包角α：α与Fec成正比，α越大，总摩擦力越大，传动能力越强。3）摩擦因数f：f与Fec成正比。V带传动：

V带传动的最大有效圆周力大于平带传动。12．2．2带的应力分析

1、拉应力：紧边拉应力、松边拉应力

2、离心力所产生的拉应力 3:、弯曲应力

分析：最大应力发生在紧边绕上小带轮处。

传递：带的应力——交变应力——循环一定次数——疲劳破坏

12．2．3带的弹性滑动和打滑

由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为弹性滑动。

弹性滑动-----从动轮的圆周速度v2 总是低于主动轮的圆周速度v1，其降低值用滑动率ε 表示： 带传动的传动比：

由于ε 很小，一般不考虑：

打滑：工作时，当带传动需要的圆周力超过最大有效拉力Fec时，带与带轮间就会发生显著的相对滑动。12．3普通V带传动的设计计算 12．3．1概述 1.V带的组成及作用。顶胶：承受弯曲时的拉伸。

抗拉体：用于承受拉力，由帘布或线绳组成。底胶：承受弯曲时的压缩。包巾：耐磨的橡胶帆布，保护作用。

2、带的各部分名称和参数：

节面：当V带弯曲时，顶胶伸长，底胶缩短，只有在两者中间的的中性层长度不变。节宽 ：带的节面宽度。带弯曲时，节宽保持不变。相对高度：V带的高度h与节宽bd的比值。

带轮的基准直径：与相配用V带的节宽bd相对应的直径。

基准长度：在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度。V带的公称长度以基准长度bd表示。

普通V带：楔角θ =40°，相对高度为0.7的V带。V带标准化，按截面尺寸的不同，分为Y.Z.A.B.C.D.E Y型带承载能力最小，E型带承载能力最大 12．3．2设计准则及单根V带的基本额定功率 1.带传动的主要失效形式：打滑，疲劳破坏。

2.设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。3.V带的基本额定寿命：

在载荷平稳，包角 =180°、持定长度的条件下，单根V带的基本额定功率值见表12—2 对P0值进行修正，得单根V带所能传递的许用功率。12．3．3普通V带的型号和根数的确定。

1．计算功率： 2．带的型号的确定： 3．带的根数的确定： 12．3．4主要参数的选择和计算。

1.选择带轮直径，验算带速： 2.选择中心距a和带的基准长度、验算小轮的包角： 3.确定带的初拉力： 4.计算压轴力：

总结 设计V带传动的原始数据：传递的功率P、带轮的转速、传动比、传动位置要求、工作条件。设计内容：带的截型、长度、根数、传动中心距、带轮直径、结构尺寸。12．4 V带轮的结构设计

对带轮的要求：质量小，结构工艺性好，无过大的铸造内应力，质量均匀，高的表面精度，轮槽的尺寸和角度具有一定的精度。

带轮的材料：铸铁； 铸钢，高速； 铸铝，塑料，小功率； 结构：实心式 d：轴的直径 孔板式、腹板式 轮幅式： 12．5 其他带传动简介 12．5．1高速带传动。

要求：传动可靠，运转平稳，寿命长。12．5．2同步带传动

优点：传动比恒定，结构紧凑，带速高，传动比大，传递功率大，效率高。缺点：价格高 第14章

轴

1．介绍轴的功用、分类和轴的材料。

2．阐明轴的结构设计、轴的强度和刚度计算方法。14．1 轴的功用和类型

1．轴的功用：用来支承旋转的机械零件并传递运动和动力。2．轴的分类：

1）根据承载性质的不同。

转轴：既传递转矩又承受弯矩

传动轴：主要传递转矩 心轴：只承受弯矩不传递转矩 2）根据轴线的形状不同 直轴：轴线为一直线。

曲轴：轴线为相互平行的直线。挠性钢丝轴：轴线为一曲线。14．2 轴的材料 1．对轴的材料的要求：

具有足够的速度、对应力集中的敏感性小以及良好的工艺性。2．轴的材料：

1）碳素钢：35、45、50、Q235、Q275等 热处理：正火，调质 2）合金钢：20Cr.20CrMnTi 力学性能好，价格高，有特殊要求。

3）球墨铸铁：成本低，吸振性好，对应力集中的敏感性小，强度较高。14．3 按扭转强度初算轴的直径

1．原因：支点间的跨距未知→无法计算弯矩→无法计算当量弯矩

2．轴的设计过程：初估轴的直径→轴的结构设计→确定轴的形状和尺寸→按弯扭合成强度进行强度计算 3．初估轴的直径——最细处的直径——只传递扭矩

圆截面的轴：

对于既传递转矩又承受弯矩的轴，可用上式，但需降低许用扭切应力。得按转矩初算的设计公式：

C：由轴的材料和承载情况确定的常数 14．4 轴的结构设计

轴的结构设计——将轴设计为阶梯形——确定各段的轴颈和长度 轴的结构设计应满足以下要求：

1．轴和轴上零件要有准确的工作位置（定位）

2．轴应便于加工，轴上零件应易于装拆（制造安装要求）3．各零件牢固而可靠地相对固定（固定）4．尽量减小应力集中 14.4.1轴上零件的定位

轴肩：阶梯轴上截面变化处，起轴向定位作用 定位：轴肩、套筒、相关的零件 14.4.2制造安装要求

轴的直径：从一端逐渐向中间增大—→可依次装、拆轴上的零件 倒角：零件易于安装—→轴端和各轴段的端部 砂轮越程槽：轴上磨削的轴段，装滚动轴承处 螺纹退刀槽：车制螺纹的轴段，装圆螺母

要求：轴的形状，尺寸应力要求简单，便于轴的加工，尽量减少轴上零件的数目，减轻重量 轴上与滚动轴承相配合的轴径应符合滚动轴承的内孔尺寸。14.4.3轴上零件的固定 轴向定位

轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈、圆锥面、紧定螺钉、弹性挡圈 说明：

1、采用套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时，应保证轴段的长度小于零件轮毂的长度2-3mm 为了保证轴上零件紧靠定位面，轴肩的圆角半径r 必须小于相配零件的倒角C1 或圆角半径R, 轴肩的高度h必须大于C1 或R。

2、周向固定

键联接、花键联接、过盈配合、紧定螺钉 注意：同一轴上多个键，应加工在同一直线上。14.4.4减小应力集中

零件截面发生突变处—→应力集中

1、各段阶梯的直径变化均匀，避免截面尺寸的剧变。

2、截面变化处采用圆角过渡且半径不应过小。

3、改善结构设计。

14．5 轴的强度计算（弯扭合成法）

绘制零件草图—→轴承的位置、轴上载荷的性质、大小、方向、作用点—→受力分析—→绘出弯矩图、扭矩图—→弯扭合成强度计算。

对于一般钢制的转轴，按第三强度理论。求危险截面的当量应力：

弯曲应力—→对称循环变应力，扭切应力—→脉动循环变应力，二者的循环特性不同，引入修正条件。按弯扭合成强度计算轴径的一般步骤。

将外载荷分解到水平面和垂直面内，分别求出水平面支反力和垂直面支反力。绘制垂直直面弯矩图和水平面弯矩图。绘出合成弯矩图。绘制转矩T图。

弯扭合成，绘当量弯矩图。求出危险截面的轴径。

说明：

1、有键槽，轴径增大4%。

2、d计计算的轴径，d结结构设计的轴径

d计＞d结—→强度不够、修改、重新计算

d计＜d结—→以结构计算为准。14．6 轴的刚度计算

刚度：挠度、偏转度、扭转角 14.6.1弯曲变形计算

1、等直径的轴可按挠曲线近似微分方程式积分求解

2、对于阶梯轴可按变形解法求解 14.6.2扭转变形的计算

1、等直径轴：材料力学中的扭转变形公式求解

2、阶梯轴：可用求和的公式求解

第15章

轴承

轴承的功用：支承轴及轴上零件，保证轴的旋转精度，减小轴与支承之间的摩擦和磨损，并承受载荷。

15．2 滚动轴承的组成、类型及特点

滚动轴承的特点：摩擦阻力小，启动灵活，运转精度高、润滑和维修方便，标准件，价格低。15.2.1滚动轴承的组成

内圈、外圈、滚动体、保持架组成。

内圈与轴颈配合，随轴一起转动，采用基孔制，过盈配合。外圈与轴承孔配合，外圈一般不转动，采用基轴制，间隙配合 滚动体：滚动体沿着滚道滚动；

球形，圆柱形，圆锥形，腰鼓形，滚针形。保持架：把滚动体均匀分开。

材料：内圈，外圈，滚动体—→轴承钢

保持架—→碳钢 15.2.2滚动轴承的类型及特点 结构特性

接触角：滚动体与外圈滚道接触点的法线与轴承径向平面之间的夹角。

接触角α愈大，轴承承受轴向载荷的能力愈大。2）偏位角：轴承内、外圈中心线的夹角。

2、滚动轴承的分类：

1）按滚动体的形状：球轴承、滚子轴承

球轴承：点接触、承载能力低，耐冲击性高，摩擦阻力小，极限转速高，价格低。滚子轴承：线接触，承载能力高，耐冲击，摩擦阻力大，价格高。2）按滚动体的列数：单列 双列 多列

3）按工作时能否自动调心：调心轴承，非调心轴承 4）按所能承受载荷的方向或接触角的不同：

向心轴承：径向接触轴承（α=0°），只能承受径向载荷； 向心角接触轴承（0°＜α≤45°），随α的增大，轴向承载能力也增大

推力轴承：轴向接触轴承（α=90°），只能承受轴向载荷； 推力角接触轴承（45°＜α≤90°），随α的减小，径向承载能力增大

3、滚动轴承的分类 表15-4 15．3 滚动轴承的代号

滚动轴承的代号是表示其结构、尺寸、公差等级和技术性能等特征的产品代号，由字母和数字组成 滚动轴承代号的构成：基本代号、前置代号、后置代号

15.3.1基本代号：

基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸；

基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号、内经代号构成 类型代号：用数字和字母表示.表15-6 尺寸系列代号：由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组成

轴承的直径系列代号是指结构相同、内经相同而外径和宽度方面不同的系例； 用7，8，9，0，1，2，3，4表示 →增大

轴承的宽（高）度系列代号是指结构相同、内径和直径系列相同的轴承，在宽（高）度方面不同的系列 用0，1，2，3，4，5，6表示 →增大 内径代号：表15-8 15.3.2前置代号和后置代号

前置代号：用字母表示成套轴承的分部件 后置代号：

1）同一类型轴承的不同内部结构 2）轴承的公差等级 3）轴承的径向游隙

15．4 滚动轴承的选择计算 15.4.1滚动轴承类型的选择 选择时主要考虑以下因素： 载荷条件：载荷大小、方向、性质 大载荷 冲击载荷 线接触的滚子轴承 小载荷 中等载荷 点接触的球轴承 纯径向载荷：深沟球轴承、圆柱滚子轴承 纯轴向载荷：推力轴承 既受径向载荷又受轴向载荷：

Fr大、Fa小：深沟球轴承、接触角较小的角接触球轴承、圆锥滚子轴承 Fr小、Fa小：接触角较大的角接触轴承 Fa很大：推力角接触轴承 转速条件：极限转速 n↑ 球轴承 装调性能 调心性能 经济型

15.4.2滚动轴承的失效形式及计算准则 失效形式：

点蚀 塑性变形 磨损 计算准则：

①.10r/min＜n＜nlim 主要失效形式是点蚀，以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算

②.n＜ 10r/min 静应力作用，主要失效形式是塑性变形，以不发生塑性变形为准则的静强度计算 15.4.3滚动轴承的寿命计算 基本额定寿命和基本额定动载荷

寿命：轴承工作时，滚动体或滚道出现疲劳点蚀前所经历的总转速，或轴承在恒定转速 下的总工作小时数。可靠度：同一条件下，一组同一型号的轴承所能达到或超过某一规定寿命的百分率。基本额定寿命：一批在相同条件下运转的同一型号轴承，其可靠度为90%时的寿命。

寿命的单位为总转数，用L10表示

寿命的单位也可用工作小时数，用Lh表示

基本额定动载荷：基本额定寿命为L10=10 转时，轴承所能承受的最大载荷。

6用C表示

向心轴承 基本额定动载荷→径向载荷→径向额定动载荷Cr 推力轴承 基本额定动载荷→轴向载荷→轴向额定动载荷Ca 当量动载荷

轴承受径向和轴向载荷的联合作用，转化为等效的当量动载荷P ⑴、对于只承受线径向载荷的向心轴承 2)对于只承受纯轴向载荷的推力轴承

3）对于同时承受径向载荷和轴向载荷的深沟球轴承和角接触轴承

3、滚动轴承寿命的计算 实验—→寿命的计算式

4、向心角接触轴承轴向载荷的计算 1）向心角接触轴承的内部轴向力

向心角接触轴承（3类、7类）—→受径向力—→产生内部轴向力S S的方向：外圈的宽边指向窄边 S的大小：由表15-13确定

问题：如何考虑外载荷Ka 和S的共同作用 2）向心角接触轴承的轴向载荷计算 安装：两个轴承成对使用对称安装 正装：外圈窄边相对（面对面）反装：外圈窄边相背（背对背）计算时应同时考虑S和Ka 的共同作用 计算向心角接触轴承向载荷Fa 的步骤 1）确定S的方向和大小

2）根据S1+ S2+Ka 的指向，确定压紧与放松的轴承 正装：轴向合力指向的一端为紧端 反装：轴向合力指向的一端为松端 3）确定轴承所收的总轴向力 松端——仅为其内部轴向力，紧端——除去本力的内部轴向力后其余各轴向力的代数和，15.4.4滚动轴承的静强度计算

n＜10r/min 静应力作用，主要失效形式是塑性变形，以不发生塑性变形为准则的静强度计算 基本额定静载荷：承受最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时的载荷，调心球轴承：4600MPa、其它球轴承：4200MPa、所有滚子轴承400MPa 向心轴承——径向额定静载荷 推力轴承——轴向额定载荷 当量静载荷 静强度计算

15．5 滚动轴承的组合设计 15．5．1轴承内外圈的轴向固定方法 15．5．2轴承组的轴向固定

1、两端固定

2、一端固定

一端游动 15．5．3轴承组合的轴向调整

1、轴承间隙的调整

1）调整垫片2）调整环3）调节螺钉

2、轴承组合的轴向调整 15．5．4滚动轴承的预紧

预紧：受载前，受到轴向压紧力作用 目的：提高轴承的刚度和旋转精度 方法:磨窄内圈（用于反装）

磨窄外圈（用于正装）15．5．5滚动轴承的配合与装拆

1、滚动轴承的配合

内圈与轴颈—→采用基孔制—→过盈的过度配合 外圈与轴承座孔—→采用基轴制

2、滚动轴承的装拆 安装、冷压装、热装法 拆卸

轴上定位轴肩的高度应小于轴承内圈高度 15．5．6滚动轴承的润滑与密封 1.、滚动轴承的润滑 润滑剂：润滑脂、润滑油 润滑剂的选择：按dn值选择

小：选用脂润滑

特点：易于密封、承载能力高

大：选用油润滑

特点：摩擦因数小，润滑可靠，有散热和清洗的作用。方式：

油浴润滑：适用中、低速的轴承 飞溅润滑：闭式齿轮传动的主要润滑方式

喷油润滑：适用于转速高、载荷大，要求润滑可靠的轴承 油雾润滑：适用于高速、高温的轴承

2、密封

作用：避免润滑剂的流失，防止灰尘进入 方式：接触式、外接触式

第16章

联轴器、离合器和制动器 16．1 概述

联轴器和离合器的作用：主要用来联接轴与轴，以传递运动和转矩，有时也可用作安全装置。

联轴器和离合器的区别：联轴器在机器运转时使两轴不能分离，只有在机器停止转动并将其拆开后，两轴才能分离；离合器在机器运转过程中，可使两轴随时接合与分离。

制动器的功用：使机器迅速停止运转，也可以用来减低或调整机器运转的速度。联轴器、离合器、制动器已标准化 16．2 联轴器

两轴相对位置的偏移：轴向、径向、偏角 联轴器的分类：刚性联轴器、弹性联轴器 刚性联轴器：

固定式刚性联轴器：不能补偿两轴间的相对位移 移动式刚性联轴器：能补偿两轴间的相对位移

弹性联轴器：利用弹性元件的变形来补偿相对位移，还具有吸振和缓冲的能力。16．2．1固定式刚性联轴器

套筒联轴器：结构简单，径向尺寸小，被联接的两轴能严格地同步转动，有安全保护的作用；拆装不方便。凸缘联轴器：结构简单，能传递较大的转矩，对中精确可靠；不能吸振和缓冲，不能消除连轴之间的安装误差。16．2．2可移式刚性联轴器

1、滑块联轴器：可补偿安装和运转时两轴间的位移。

2、齿轮联轴器：具有径向、轴向和角度位移补偿的功能，位移补偿能力强；结构复杂、笨重，制造成本高。

3、万向联轴器：允许两轴间有较大的夹角。

16．2．3弹性联轴器

1、弹性套柱销联轴器：结构简单，装拆方便，易于制造；寿命较短。

2、弹性柱销联轴器：结构简单，装拆方便，寿命长，具有一定的吸振和缓冲的能力。

3、轮胎式联轴器：具有良好的吸振和缓冲的能力，能有效地降低动载荷。16．3 离合器

根据工作原理：啮合式、摩擦式

要求：接合平移，分离迅速而彻底，操纵方便省力，工作可靠，调整维修方便，耐磨性和散热性能好。牙嵌式离合器 摩擦式离合器 电磁粉末离合器 超越离合器

16．4 联轴器和离合器的选用 联轴器、离合器——标准化、系列化

根据机械的工作要求（同心条件、载荷、速度、安装、维修、使用、外形等），选择类型，再按直径、转速和计算转矩选择型号和尺寸，必要时进行强度校核。16．4．1类型选择

低速、重载、要求对中的大刚性轴—→刚性联轴器（如凸缘联轴器）

低速、刚性小、有偏斜的轴—→可移式刚性联轴器或弹性联轴器（如滑块联轴器、齿轮联轴器或弹性套柱销联轴器）高速、变载，启动频繁的轴—→有缓冲及减振能力的弹性联轴器

2、低速、重载、要求对中—→牙嵌式离合器

低速、刚性小、有偏移的轴—→摩擦式离合器 高速、变载、启动频繁的轴，双向传动—→摩擦离合器

高速、变载、启动频繁的轴，单向传动—→超越离合器 16．4．2型号和尺寸选择

6.造型设计基础教案 篇六

(导入)前面我们学习了农业，农业是人类社会最基础的物质生产部门，是我国国民经济的基础。而国民经济的主导产业是工业。

(板书)第八章 中国的工业

(学生活动)

1.从自己身边的日常用品中找出两种工业产品;再找出两种与工业无关的产品。

2.读课本提供的工业作用示意图，说明图中的每一项工业与你的那些活动有关。

7.机械设计基础课程设计教学实践 篇七

1 课程设计目的

机械设计基础课程设计是一个重要教学环节, 也是学生一次综合能力的训练。其基本目的有三个方面: (1) 使学生进一步巩固、深化本课程所学到的理论知识, 并能灵活运用有关先修课程的理论, 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力。 (2) 学习和掌握设计的一般步骤和方法。通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型, 正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料, 以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求, 进行结构设计, 达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。 (3) 进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料手册、图册、标准和规范等。

2 课程设计内容

根据教学大纲及教学计划, 本学期在学习完机械设计基础内容之后, 要进行一次具有实践性的课程设计。机械设计基础课程设计选择圆柱齿轮减速器作为设计题目, 因为减速器的设计基本包括了机械设计基础理论课程的具有典型性、代表性的通用零件。设计内容包括7个部分:总体方案确定、传动方案确定、传动装置的总体设计、零件的设计计算和选择、箱体及其附件的设计、装配图和零件图的绘制和编写设计说明书。

3 实施方式

机械基础课程设计一般安排在学期未进行, 时间为1周, 时间短, 课程设计期间学生还要复习, 参加其他科目的考试, 不能全身心的投入到课程设计中来, 针对目前存在的问题, 我在教学和实践环节进行了一些初步尝试。为避免以往教师指导过细、设计作品千篇一律的弊端, 对课程设计的辅导重点在于方法, 教会学生从原理方案的设计和论证、各系统的实施到系统总成的整个过程能够自主进行, 加深对减速器系统的整体认识, 培养他们的创新设计能力, 充分发挥学生的创新潜能。

3.1 设计前准备工作

由于本门课程理论教学学时数较少, 而且内容抽象, 对于生产实践能力欠缺的学生来说, 激发他们的学习性趣很难, 而课程设计安排在考试前一周内完成。作为指导教师为了使学生能顺利地完成所布置的任务, 在设计过程中要加以指导。在设计开始时, 轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点, 所以对减速器的设计专门进行了一次多媒体授课。首先让学生看减速器设计和制造录像片, 了解减速器产品及其设计过程。然后做减速器的装拆试验, 形象地认识减速器的结构。本课程设计之前, 指导教师根据课程设计指导书进行了具体安排, 并且制定了具体的设计安排计划和详细的设计任务书。对全体学生就设计的步骤、要求、说明书的书写格式等进行总体的指导, 在设计过程中, 指导教师坚持每天都到现场进行指导。

由于课程设计工作量大, 为了确保设计工作的顺利进行, 要求学生制定大致的设计时间分配表, 同时, 指导教师在设计开始时要对学生进行集中讲解和辅导, 帮助学生明白设计任务及要求.同时对学生掌握程度不够的设计工具的使用方法进行集中辅导.本课程设计集中1周进行, 但在实施的过程中发现时间不够, 实际执行时, 应在机械设计基础课程结束后就布置设计任务, 要求学生早做前期准备, 查找相关的资料和手册, 但是从最后的结果来看, 大部分学生都没有做好这部分工作, 都是临到课程设计的一周来做, 结果未能在规定的时间内完成任务。

3.2 结构设计

研究设计任务书, 分析设计题目, 了解原始数据和工作条件, 明确设计内容和要求。结构设计是确定零部件形状和尺寸的主要阶段。重点是设计齿轮的结构和轴的结构, 对于小齿轮的设计, 应采用较小模数和较多齿数, 这样, 即可以增加重合度, 又减少了小齿轮的齿顶圆直径, 从而使箱体外廓尺寸变小, 节省了材料, 减轻了重量。对于轴的结构设计, 为了便于轴上零件的装拆, 轴一般做成中间粗两端细的阶梯轴, 然后设计成合理的形状和尺寸。为了清楚的表达设计意图, 装配草图的绘制尤其重要。该阶段不仅要确定减速器的结构和尺寸, 更重要的是通过装配草图的设计过程体会边计算、边画图、边修改的设计方法。

装配草图设计阶段从时间分配和学生成绩考核方面都占较大比例, 为保证装配草图的设计质量, 学生自检后必须教师签字审核草图, 然后才能在图纸上画图。设计过程中教师严格检查、记录和掌握每个学生的设计进度和质量, 并适时地给予学生指导。学生在设计过程中必须做到: (1) 随时复习教科书、听课笔记及习题。 (2) 及时了解有关资料, 做好准备工作, 充分发挥自己的主观能动性和创造性。 (3) 认真计算和制图, 保证计算正确和图纸质量。

4 几点体会

教师每天到教室指导学生设计、计算、绘图以便及时发现问题和解决问题。要求每位学生在设计过程中充分发挥自己的独立工作能力及创造能力, 对每个问题都应进行分析、比较并提出自己的见解, 反对盲从、杜绝抄袭。在课程设计过程中, 发现学生主要存在以下问题: (1) 学习态度不够认真, 不能按进度计划表执行。少数同学刚开始时, 手忙脚乱, 第二天才进入状态。不能按时在规定的教室设计, 出现迟到, 矿课现象, 虽然一再强调平时出勤记入课程设计总成绩。 (2) 独立工作能力差, 设计时不能或不进行独立思考, 学生的依赖性太强, 碰到什么问题都来问老师。 (3) 图纸质量较差, 特别是标准画法、尺寸标注, 出现问题较多, 表达不清楚。 (4) 说明书内容不够完整、工整。设计说明书是对整个设计过程的总结和提升, 要求文字简明、通顺, 尽量使用专业术语。

5 结语

如何把专业课教学与工程实际联系起来, 一直是工程教育者努力的方向.目前高校的专业课教学存在与工程实际脱节的问题, 坚持理论教学与实践教学并重, 可大幅提高教学效率和教学质量。

参考文献

[1]杨可桢, 程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[2]吴宗泽, 罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社, 2011.

8.造型设计基础教案 篇八

关键词：机械设计基础 课程设计 指导

中图分类号：Ｇ728．8文献标识码：Ａ文章编号：1673－1875（2007）02－082－02

《机械设计基础》课程设计是在该课程学习的结束阶段，对学生进行的一次以《机械设计基础》课程知识为基本内容的实践训练。课程设计的目的是培养学生从事机械设计工作的能力，灵活运用《机械设计基础》及相关课程知识的能力和独立分析、解决工程实际问题的能力，为毕业设计和学生今后独立工作打下良好的基础。由于这一工作要求学生有较好的基础知识和多方面的能力，所以在完成这一教学环节时，学生感到困难，无从下手，这就给我们指导老师提出一个课题：如何指导学生做好《机械设计基础》课程设计，确保质量，提高收效呢？

一、《机械设计基础》课程设计中学生常存在的问题

通过对几届学生进行设计的观察可以发现，学生在设计中往往出现以下一些问题：

（一）把课程设计等同于做习题，缺少创新性。设计过程是一个边分析、边论证、边计算的过程，许多方面比如一些参数的选择、加工工艺的选取等，需要学生自己确定，显然是与做习题是不同的，但是有些学生习惯于用习题的思路、方法来对待设计，既不对具体问题加以具体分析，又不对设计结果加以论证、校核，致使整个设计纸上谈兵，脱离实际，严重时出现错误。如：有的学生在设计齿轮减速箱的齿轮过程中，对齿轮材料的选择只按照书上的设计过程计算一遍，没有对设计过程中的一些具体环节（如：是开式传动还是闭式传动，是低速级还是高速级）仔细考虑，不是所选材料的力学性能不满足使用要求就是所选材料的经济性能不满足要求。

（二）只考虑结构要求，不进行综合分析。《机械设计基础》课程设计是一次综合的技术运用过程，一份好的设计方案应满足结构性能、使用性能和经济性能的要求，但是有些学生在设计中只以结构性能要求为惟一要求，缺少对零件的加工性能以及经济性要求的分析，以及加工设备的正确选择加以探索。虽然结构设计满足要求，但是算不上好的设计，没有达到设计的目的。

（三）团队精神和协同合作意识不强。设计是一项复杂的工作，有时一个设计课题需要多个人共同研究来完成，为了节约时间，提高效率，设计过程中，就要既讲分工又讲合作，分工是为了加快速度，合作是为了集思广益，增加设计的可行性，这方面学生表现出的主要不足有：（1）不会合作；（2）不愿意合作；（3）合作成为抄袭他人成果的借口。

（四）准备工作不充分，只想一蹴而就。要搞好《机械设计基础》课程设计，学生必须做好充分的准备工作，再动手设计，设计准备包括：（1）读懂设计任务书；（2）搜集资料；（3）制定个人设计进度计划。但是有些学生忽视这一环节，设计不查阅资料，遇到问题按自己的理解去进行设计；设计没有计划性，没有一个整体安排，缺少完整的构思，造成设计东拼西凑，设计结束了，感觉什么收获也没有。

二、指导教师的任务和重要性

那么学生课程设计中产生这些问题的原因又是什么呢？我认为这里既有学生综合运用知识能力不够的原因，又有教师在对学生进行能力培养、能力训练方面做得不够的原因；既有学生初次接触设计工作，对设计缺少感性认识、创新意识的原因，又有教师在设计各环节上指导把握不力的原因，而教师的指导，是对设计的好坏起着直接的制约作用的。通过多年的指导实践，我认为要想指导好《机械设计基础》课程设计，必须把握好以下四个环节。

（一）课题贴切 任务明确 课题选择是搞好《机械设计基础》课程设计的基础。课题选择合理可以使后续设计进展顺利，同时又可以收到良好的效果。《机械设计基础》的主要任务是：传动类型的选择和结构设计。《机械设计基础》课程中讲授的齿轮传动、带传动、链传动等均可以选为设计课题，但为了达到效果，选题应遵循以下原则：（1）满足教学要求原则。选题应达到专业培养目标和教学大纲的要求，在此前提下，课题可有多种形式，可以是虚拟题，也可以是结合生产实际的题目，可以一人完成一个课题的设计内容，也可以同一课题多人平等完成。但应注意使每一个学生都熟悉设计的全过程并完成一定的设计任务，这样使学生获得较全面的训练机会。（2）切合实际原则。选题应符合本校或本地区的实际情况，要使学生在本校或本地区能够查阅到有关的资料，同时选题也要符合学生的实际，题目不宜过大，难度要适中，任务量要保证大多数学生在规定的时间内经过努力可以完成。

（二）认真动员 制定计划 《机械设计基础》课程设计是五年制高职机电一体化专业学生首次接触设计任务，学生往往会感到束手无策，为此设计前的动员是必不可少的。动员工作要使学生了解此课程设计的目的、性质、任务和基本要求，对设计思路要多启发和诱导，对设计步骤和方法的介绍要简化；对设计工作态度要提出严格要求，对学生的设计思路和思想少设定框框，必要时可以对设计中可能出现的问题先向学生提出，以减少学生在设计过程中少走弯路。

课程设计是一个系统工程，要制定好个人工作计划。在教师的指导下，明确各阶段应完成的任务，切不可前松后紧，马虎了事。

（三）过程指导 严肃认真 过程指导是《机械设计基础》课程设计中最主要的指导部分，花费的时间最长，涉及的内容最多，可以采用以下方法做好过程指导工作。（1）分段检查。就是将整个设计过程分为若干阶段，学生每完成一个阶段的设计任务就应将草稿交指导老师处检查，教师应将学生的设计情况做好记录，对学生设计中出现的错误给予及时指出，这样，一方面教师能及时了解学生设计的进度，另一方面学生能及时知道所完成的设计部分有无方向性的错误，以免前功尽弃。如，将设计工作可分为制定设计任务书；搜集和查阅资料；设计方案的比较、论证及确定；设计计算和绘制图纸；编写设计说明书。每个阶段指导老师都应认真检查，并做好记载。（2）个别指导。即教师深入学生设计工作场所进行现场指导，但应以学生和学生提出问题为主，教师在回答问题时以启发式为主，指出解决问题的方向，引导学生自我解决问题。过程指导中，教师要抓好以下几个关键问题：（1）检查学生设计方案选取是否满足使用性能和结构上合理的要求；（2）检查学生设计参数确定是否符合国家标准，加工工艺性是否满足要求，是否便于维修且使用安全可靠；（3）检查学生能否运用已学知识对设计过程中加工工艺参数、结构参数进行比较、筛选，能否对已经确定的方案进行分析、论证其优缺点，针对不足之处提出可供改进的设想、措施；（4）检查学生设计说明书编制是否规范和完整；（5）检查学生设计图纸绘制是否符合国家制图标准。这五方面的检查，如果发现问题应及时纠正，这样才使设计达到一定水平，收到真正的效果。

（四）成绩评定 严格标准 《机械设计基础》课程设计的成绩是在学生完成了设计任务规定的内容后，再经过答辩，综合评定出来的，主要从以下几方面考虑：学生平时工作态度，设计说明书编写和计算的质量，设计图纸部分的质量，答辩中回答问题的水平等。具体分数根据各部分工作在整个设计过程中的权重确定，逐项考核。对完成设计工作好的学生，指导教师应该提出表扬，设计资料交学校有关部门建档。对设计中存在欠缺的，答辩过程中或设计工作总结时，指导教师应指出存在问题，并帮助学生提出改进方案，真正使学生的设计能力通过《机械设计基础》课程设计得到锻炼和提高。

总之，《机械设计基础》课程设计的指导工作是一项较为复杂的工作，它要求指导教师不仅要精通《机械设计基础》课程的内容，还要精通《机械工程制图》、《机械制造基础》、《金属材料及热处理》、《计算机绘图》等方面的知识，但是只要我们在指导工作中不断的探索和总结，《机械设计基础》课程设计这项工作是可以圆满完成的。

参考文献：

［1］曾宗福主编．机械设计基础［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，2006．2

［2］曾宗福主编．机械设计基础学习与实验指导书［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，2006．2

［3］曲中谦主编．机械设计基础［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，1991．1