工程设计过程

第Ⅰ部分工程设计过程

第1章引言 1

1.1学习目标 1

1.2工程设计的定义 3

1.3设计层次 4

1.4设计过程 4

1.4.1确定客户需求 8

1.4.2定义目标 13

1.4.3市场分析 13

1.4.4功能建立 14

1.4.5任务说明 14

1.4.6概念设计形成 15

1.4.7可能方案评估 16

1.4.8分析和优化 16

1.4.9实验 16

1.4.10市场营销 17

1.5职业道德和伦理规范 17

1.6习题 21

1.6.1小组习题 21

1.6.2独立习题 22

1.7参考文献 23

第2章设计工具 26

2.1学习目标 26

2.2进度安排 27

2.2.1甘特图 27

2.2.2CPM/PERT 28

2.2.3定义 28

2.2.4网络开发 29

2.3材料选择 31

2.3.1材料分类和特性 31

2.3.2材料选择的程序 33

2.3.3主要加工方法 33

2.4人因 34

2.4.1人类感知能力 35

2.4.2人体测量数据 35

2.5安全考虑 36

2.6技术写作和报告 37

2.6.1撰写报告的步骤 38

2.6.2图解要点 39

2.6.3写作技巧 39

2.7报告风格 40

2.7.1目标 40

2.7.2口头报告的障碍 40

2.7.3口头报告的注意事项 41

2.7.4口头报告的技巧 41

2.7.5问答环节 42

2.8习题 42

2.8.1小组习题 42

2.8.2独立习题 45

2.9参考文献 48

第3章需求和目标 50

3.1学习目标 50

3.2问题定义：需求说明 51

3.3目标树 52

3.3.1目标树：净水器 53

3.3.2目标树：自动咖啡机 54

3.3.3目标树：自动铝罐粉碎机 55

3.4习题 58

3.5参考文献 59

第4章市场分析和信息搜集 60

4.1学习目标 60

4.2怎样进行市场分析 61

4.3相关信息源 63

4.3.1行业信息 63

4.3.2公司信息 64

4.3.3市场信息 66

4.4网络工具 66

4.5市场分析--示例 67

4.5.1问题定义 67

4.5.2潜在客户 67

4.5.3行业现有公司 67

4.5.4SIC码 68

4.5.5行业走向 68

4.5.6市场信息 68

4.5.7专利信息 68

4.6习题 68

4.6.1小组习题 68

4.6.2独立习题 69

4.7参考文献 70

第5章建立功能结构 71

5.1学习目标 71

5.2功能分解 72

5.3功能结构 73

5.3.1总体功能图 73

5.3.2功能模块 73

5.4建立功能结构的步骤 77

5.5主要功能 80

5.5.1确定主要功能指导 80

5.5.2基本特点 80

5.6子功能 80

5.7功能结构--示例 81

5.8习题 82

5.8.1小组习题 82

5.8.2独立习题 82

5.9参考文献 83

第6章设计规范 85

6.1学习目标 85

6.2性能说明方式的步骤 87

6.3设计规范表：自动铝罐粉碎机 90

6.4质量功能配置方式 93

6.5质量屋：自动铝罐粉碎机 100

6.6习题 103

6.6.1小组习题 103

6.6.2独立习题 104

6.7参考文献 105

第7章概念设计 107

7.1学习目标 107

7.2头脑风暴 108

7.3创造性 109

7.4设计开发机械结构 111

7.5根据功能进行概念设计的步骤 112

7.6概念设计--示例 113

7.6.1机械通风口 113

7.6.2轮椅取回装置 115

7.6.3自动铝罐粉碎机 115

7.7习题 117

7.7.1小组习题 117

7.7.2独立习题 118

7.8参考文献 118

第8章概念设计的评估 120

8.1学习目标 120

8.2为可选方案的组合绘制草图 121

8.3决策矩阵 122

8.4概念评估：车间培训工具包 123

8.5概念评估：自动铝罐粉碎机 128

8.6习题 133

8.6.1小组习题 133

8.6.2独立习题 134

8.7参考文献 134

第9章详细设计 136

9.1学习目标 136

9.2产品图纸 138

9.3原料清单 139

9.4设计原型 140

9.5产品分析 141

9.6面向“X”的设计 141

9.6.1面向制造的设计 142

9.6.2面向装配的设计 142

9.6.3面向环境的设计 142

9.7详细设计：机械化蔬菜收割机 142

9.8详细设计：自动铝罐粉碎机 148

9.9习题 148

9.10参考文献 149

第10章成本分析 150

10.1学习目标 150

10.2成本分类 151

10.3成本估算方法 153

10.4劳动力成本 154

10.5产品定价 155

10.5.1损益平衡图 155

10.5.2线性规划 156

10.6习题 158

10.6.1小组习题 158

10.6.2独立习题 160

10.7参考文献 161

第Ⅱ部分设计项目实例

第11章设计项目实例 163

11.1设计项目规则 163

11.2自动铝罐粉碎机 165

11.2.1目标 165

11.2.2设计规范 165

11.3硬币分拣竞赛 166

11.3.1目标 166

11.3.2约束条件 166

11.4太阳能玩具车模型 166

11.4.1目标 166

11.4.2设计规范 167

11.5车间培训工具包 167

11.6购物车 168

11.7机械通风口 168

11.8全地形车 169

11.9袖珍雨伞 169

11.10治疗轮椅模型 169

11.11一次性血泵 170

11.12报纸贩卖机 170

11.13小组项目 170

11.13.1项目 171

11.13.2原料 171

11.13.3机械加工 171

11.13.4项目提交 172

第Ⅲ部分设计实验

第12章实验一：开始设计--团队组建 173

12.1实验目标 173

12.2理论 174

12.3步骤 175

12.4结果样例 178

12.5讨论 179

12.6习题 180

第13章实验二：团队协作 181

13.1实验目标 181

13.2理论 182

13.3步骤 185

13.4习题 185

第14章实验三：建立自己的网页 186

14.1实验目标 186

14.2步骤 186

第15章实验四：用MSProject2000进行项目管理 190

15.1实验目标 190

15.2简介 191

15.3项目日程安排 191

15.4使用MSProject2000 192

15.5使用MSProject--示例 198

15.6习题 202

15.7参考文献 204

第16章实验五：报告风格 205

16.1实验目标 205

16.2建立报告目标 205

16.3口头报告的障碍 206

16.4口头报告的注意事项 206

16.5口头报告的技巧 207

16.6问答环节 207

16.7习题 208

第17章实验六：道德 209

17.1实验目标 209

17.2步骤 210

第18章实验七：原料选择 214

18.1实验目标 214

18.2理论 214

18.2.1密度 214

18.2.2熔点 215

18.2.3线性热膨胀系数 215

18.2.4导热性 215

18.2.5材料强度 215

18.2.6延展性 216

18.2.7疲劳特性 216

18.2.8冲击特性 216

18.2.9硬度 217

18.3习题 217

第19章实验八：人体工程学 219

19.1实验目标 219

19.2实际示例 219

19.3习题 222

第20章实验九：定义几何尺寸和公差 224

20.1实验目标 224

20.2理论 225

20.3步骤 226

第21章实验十：逆向工程 228

21.1实验目标 228

21.2步骤 228

21.3习题 229

第22章实验十一：使用Pro/MECHANICA进行结构分析 230

22.1实验目标 230

22.2支撑梁 231

22.3习题 234 2100433B

本书内容详尽，案例丰富，实用性强，全面系统地介绍了工程设计中的方方面面。全书共发3部分，第I部分针对设计过程进行了介绍；第II部分给出了一些作者曾经开发过的设计项目；第III部分讲述了大量的设计实验案例，以帮助学生切身经历这些设计工作，同时还引导学生如何进行团队工作。

《工程设计过程（第2版）》是工程设计的入门教材，是原著第二版，共包含11章。主要内容包括：导论、基本通用技能、了解需求和收集信息(市场分析)、客户要求、建立功能结构、设计规格、发展概念、初步设计方案评估、具体设计、详细设计、设计项目等。

《工程设计过程（第2版）》可作为机械设计制造及其自动化专业的本科生和研究生教材，也可作为高等职业学校、高等专科学校、成人院校的机电一体化、数控技术及应用、机械制造及自动化等专业的教材，还可作为广大从事现代设计方法研究的工程技术人员和管理人员的参考资料或培训教材。

工程设计过程（原著第二版）

所属类别

科技 >> 机械 >> 工业设计

作者：[美]尤塞夫·海克（Yousef Haik）、塔莫·M.沙新（Tamer M.Shahin） 编著

出版日期：2012年6月 书号：978-7-122-13758-6

开本：16 装帧：平 版次：1版1次 页数：221页

本书是工程设计的入门教材，是原著第二版，共包含11章。主要内容包括：导论、基本通用技能、了解需求和收集信息(市场分析)、客户要求、建立功能结构、设计规格、发展概念、初步设计方案评估、具体设计、详细设计、设计项目等。

本书可作为机械设计制造及其自动化专业的本科生和研究生教材，也可作为高等职业学校、高等专科学校、成人院校的机电一体化、数控技术及应用、机械制造及自动化等专业的教材，还可作为广大从事现代设计方法研究的工程技术人员和管理人员的参考资料或培训教材。

目录

第1章导论1

11教学目标2

12工程设计的定义2

121设计层次2

13工程设计的重要性和面临的挑战3

14系统设计介绍4

15设计过程6

151确定客户需求7

152市场分析(需求)9

153定义目标（需求）11

154功能建立（产品理念）12

155任务说明（产品理念）14

156概念化（解决理念）14

157可能性评估（解决理念）15

158具体化设计15

159分析和优化16

1510实验16

1511市场营销17

16职业精神和伦理规范17

161美国国家专业工程师协会(NSPE)伦理规范17

实验1伦理21

实验2伦理与道德框架25

17习题30

171小组活动30

172个人习题30

18参考文献31

第2章基本通用技能33

21目标34

22团队协作34

221形成一个团队35

实验3破冰——形成团队35

222团队的活力41

实验4团队活力43

23时间安排45

231甘特图45

232关键路径法/计划评审法46

233关键路径法/计划评审法的定义46

234关键路径法或计划评审法

网络开发47

实验5项目管理（微软项目管理软件）49

24研究技巧66

25技术写作和介绍66

251撰写报告的步骤67

252图解指南68

253写作的技术性细节68

26表达方式69

261目标69

262口头陈述的障碍70

263口头陈述的注意事项70

264口头陈述技巧71

265问/答环节71

实验6表达方式71

27问题75

271团队活动75

272个人活动76

28参考文献77

第3章了解需求和收集信息（市场分析）79

31目标80

32定义问题：需求80

33收集信息:明确需求82

34怎样进行市场分析82

341确定问题83

342构思策略84

343组织和核实收集的信息85

35相关的信息资源85

351产品信息86

352工业信息86

353公司信息87

354市场信息88

36网络工具89

37案例研究：自动铝罐粉碎机89

371需求89

372市场调研89

373市场信息90

374专利90

38问题91

381小组活动91

382个人活动91

39参考文献92

第4章客户要求93

41目标94

42确立客户要求94

43划分出客户要求的重要性95

44个案研究：自动铝罐压缩机的要求97

45组织客户要求：构建目标树98

46个案研究：自动铝罐压缩机的设计目标树101

实验7客户需求评估——Kano模型103

47思考105

471团队活动105

48参考文献106

第5章建立功能结构107

51目标108

52功能108

53功能分解与功能结构109

531“边界”与整体功能图109

532功能树110

533功能结构111

54建立功能结构的步骤113

55功能结构示例114

56反向设计116

561反向设计示例：洗碗机117

57反向设计示例：订书机117

实验8反向设计119

58思考120

581团队活动120

59参考文献120

第6章设计规格122

61目标123

62性能说明方式125

63个案研究：自动铝罐压缩机的设计规格表127

64质量功能配置方式128

65质量屋：自动铝罐压缩机133

66思考137

661团队活动137

662个人活动138

67参考文献138

第7章发展概念140

71目的141

72开发工作结构141

73从功能上发展概念的步骤142

74头脑风暴144

741头脑风暴法的原理144

742构思144

75创造性145

751如何提高创造性146

76建立理念——实例147

761机械通风口147

762轮椅取回装置148

763自动式容器破碎机148

77问题150

771团队活动150

772个人活动150

78参考文献151

第8章初步设计方案评估152

81学习目标153

82备选方案的草图设计154

83评价所选设计思路154

831皮尤评价矩阵155

832决定矩阵156

84方案评估：机加工车间套件158

85概念评估：自动瓶罐粉碎机163

86课后问题167

861集体活动167

862个体活动167

87参考文献167

第9章具体设计168

91学习目标169

92产品绘图170

93原型171

94面向X的设计（DFX）172

941面向制造的设计172

942面向装配的设计173

943面向环保的设计173

95安全考虑173

951安全分析技术173

96人的因素174

961人类感应能力174

962人体测量数据175

实验9人体工效学176

97解决的问题181

971团队活动181

98参考文献181

第10章详细设计182

101学习目标183

102分析183

103材料选择184

1031材料分类和特性184

1032材料选择程序185

1033主要加工方法186

104材料选择理论——概述186

1041密度186

1042熔点186

1043线性热膨胀系数186

1044导热性187

1045材料的强度187

1046延展性187

1047疲劳特性187

1048冲击特性188

1049硬度188

105材料清单188

实验10材料选择指南189

106几何尺寸和公差190

实验11几何尺寸和公差192

实验12使用Pro/MECHANICA进行结构分析图示193

107详细设计：机械化蔬菜收割机197

108成本分析203

109成本分类204

1010成本估算方法205

1011劳动成本207

1012产品定价207

10121损益平衡图207

10122线性规划208

1013习题210

10131小组习题210

10132独立习题212

1014参考文献213

第11章设计项目214

111设计项目规则215

112自动铝罐粉碎机216

1121目标216

1122设计规范216

113硬币分拣竞赛217

1131目标217

1132约束条件217

114太阳能玩具车模型217

1141目标217

1142设计规范217

115车间培训工具包218

1151设计规范218

116购物车218

1161设计规范218

117机械通风口219

1171设计规范219

118全地形车219

119珍雨伞219

1110治疗轮椅模型220

1113小组项目221

11131项目221

11132原料221

11133机械加工221

11134项目提交221 2100433B