【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 基于 Pro/E 電腦 椅的設(shè)計 姓 名 所在系部 專業(yè)班級 指導(dǎo)老師 2021 年 5月 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 自動化工程 系 11 屆畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 所在班級 指導(dǎo)教師 題目 基于 Pro/E 的電腦椅設(shè)計 立題依據(jù)（課題價值、研究現(xiàn)狀等） 計算機仿真設(shè)計是制造業(yè)中的新型手段，運用計算機軟件對 運動和動力 學(xué)仿真分析，從而驗證、修改、優(yōu)化設(shè)計方案，使得以前需要組織研究團隊，進行復(fù)雜設(shè)計計算，制造物理樣機驗證結(jié)果的設(shè)計過程大大簡化 ，節(jié)約成本。 現(xiàn)有的畢業(yè)實習(xí)、設(shè)計條件 學(xué)生對機械類課程的學(xué)習(xí)，基本滿足學(xué)生畢業(yè)實習(xí)、設(shè)計的要求。 需解決的主要技術(shù)問題及預(yù)期應(yīng)達到的目標 1. 電腦椅總體參數(shù)設(shè)計 2. 電腦椅零件參數(shù)的設(shè)計 3. 電腦椅的組裝 進度 計劃 起止日期 工作內(nèi)容與要求 ~ ~ ~ ~ ~ 準備階段：畢業(yè)動員。確定實習(xí)地點， 向?qū)W生講解題目的含義及設(shè)計要點和工作程序。 畢業(yè)實習(xí)階段：組織學(xué)生結(jié)合各自題目進行參觀學(xué)習(xí)，了解相關(guān)設(shè)備，查閱資料，提出方案。經(jīng)老師審查修改后確定 設(shè)計階段：學(xué)生必須按規(guī)定的內(nèi)容進行設(shè)計， 完成畢業(yè)論文稿。學(xué)生必須按有關(guān)規(guī)定認真書寫畢業(yè)論文，言簡意賅，論點論據(jù)可靠。 答辯階段：要求回報選題、主要內(nèi)容、主要結(jié)論、用計算機和投影儀進行匯報。 審查意見 教研室主任： 年 月 日 系主任： 年 月 日 注： 本任務(wù)用于指導(dǎo)學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計（論文），內(nèi)容 必須客觀、真實、具體，有利于學(xué)生操作。 本書一式三份，系、指導(dǎo)教師和學(xué)生各一份，作為對畢業(yè)設(shè)計（論文）工作中期檢查及完成后檢查的依據(jù)。 目 錄 第一章 緒論 ????????????????????????????? 4 ??????????????????? 4 ???????????????????????? 8 第二章 電腦 椅的設(shè)計 ????????????????????? 12 椅的設(shè)計調(diào)研 ????????????????????????? 12 椅的設(shè)計方案 ?????????????????????? 12 第三章 電腦 椅的力學(xué)分析 ????????????????????? 16 椅的受力分析 ?????????????????????????? 16 電腦 椅強度條件的建立 ?????????????????????? 19 椅的計算 ???????????????????????????? 24 設(shè)計總結(jié) ?????????????????????????????? 26 第四章 基于 Pro/E 電腦 椅的實體設(shè)計 ???? ????????????? 27 Pro/E 的介紹 ????????????????????????????? 27 Pro/E 的實體設(shè)計 ???????????????????? 29 電腦 椅的裝配 ?????????????????????????? 32 結(jié)束語 ?????????????????????????????? 34 主要參考文獻 ??????????????????????????? 35 致謝 ???????????????????????????????? 36 第 一章 緒 論 一、家具形態(tài)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計 通常，物體形態(tài)的存在必須依賴于物體本身的結(jié)構(gòu)。一切物體要保持自己的形態(tài)，必須要有一定的強度、剛度和穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)來支撐。家具產(chǎn)品的形態(tài)也是如此。結(jié)構(gòu)在家具產(chǎn)品中的地位，如同人體的骨架對人的重要性一樣。一件家具產(chǎn)品，如果沒有像骨架一樣的結(jié)構(gòu)來連接和支撐，也許只是一堆廢料，既不能構(gòu)成產(chǎn)品的形態(tài)，也滿足不了使用功能。 一件優(yōu)秀的家具產(chǎn)品，必然要使用具 有一定強度的材料，通過一定的接合方式來實現(xiàn)其功能和基本要求，同 時 還應(yīng)注重其審美功能和結(jié)構(gòu)的新穎獨特。 家具產(chǎn)品 的結(jié)構(gòu)強度是實現(xiàn)其基本功能的基礎(chǔ)。沒有一定強度的家具產(chǎn)品，無論外表怎么優(yōu)美華麗，也只是虛有其表，根本滿足不了使用功能。 然而家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)構(gòu)成需要通過一定的接合方式才能完成。在家具產(chǎn)品中，除了一些傳統(tǒng)的接合方式仍在沿用外，為適應(yīng)家具產(chǎn)品 “ 可拆裝 ” 的要求，連接件接合是使用最多的方式。 由家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形式特點所決定的家具產(chǎn)品形態(tài)可以稱之為家具的結(jié)構(gòu)形態(tài)。家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)主要表現(xiàn)在兩個方面：一是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而被決定了家具外觀形態(tài)；二是家具的結(jié)構(gòu)形式直接反映在家具的外觀上。 因此，研究家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài) ，可以從以下幾個方面著手：家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形態(tài)的意義；家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)與接合方式；家具產(chǎn)品的內(nèi)在結(jié)構(gòu)形態(tài)與外在結(jié)構(gòu)形態(tài)及其表現(xiàn)形式；家具產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。 家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形態(tài)的意義 家具產(chǎn)品之所以表現(xiàn)出它特有的結(jié)構(gòu)形態(tài)類型，其意義是二：一是創(chuàng)造出家具產(chǎn)品應(yīng)有的使用功能；二是保證家具產(chǎn)品具有足夠的強度和穩(wěn)定性特征。 家具作為一種工業(yè)產(chǎn)品，首先應(yīng)該具有使用功能。家具產(chǎn)品的功能特點是通過人的使用體現(xiàn)出來的，而家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式是體現(xiàn)其功能的具體手段。工業(yè)設(shè)計能否充分體現(xiàn)功能的科學(xué)性、使用合理、舒適、安全、省 力和高效等都反映出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理、造型是否全宜。除了滿足使用功能外，家具產(chǎn)品的某些外部結(jié)構(gòu)還具有審美功能。例如中國傳統(tǒng)家具中椅子腿上的橫檔和矮老，以及桌腿間牙條、牙板和桌腿與桌面間牙頭等的使用，不僅加強了各個零、部件之間的強度，實現(xiàn)其應(yīng)用的使用功能，還起到了很強的裝飾作用。 家具產(chǎn)品要實現(xiàn)基本的使用功能，其結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強度。結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)本身的構(gòu)成形式有著密切的內(nèi)在關(guān)系。首先，結(jié)構(gòu)的強度與家具所使用的材料形態(tài)有著很大的關(guān)系。例如，兩個材料相同，截面積相同的不同形態(tài)的材料，其截面積為方形的強度要比截 面積為圓形的強度高。根據(jù)力學(xué)測定，力對材料的影響主要作用于材料相對的兩端，而材料的中間部分，即中性軸部分，受力的影響相對較少，同樣面積的方形和圓形材料相比較，圓形中性軸上的材料要比方形的多，故圓形材料受力部分要相對少一些。因此，方形材料要比圓形材料的強度高。其次，結(jié)構(gòu)強度 還受受力方向的制約。 結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性對家具產(chǎn)品基本功能的實現(xiàn)也起著至關(guān)重要的作用。如三角形結(jié)構(gòu)形式是一種最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式，很多家具產(chǎn)品都利用了這一結(jié)構(gòu)原理。 然而，在中國，很多家具產(chǎn)品在設(shè)計和制造過程中，企業(yè)和設(shè)計人員并沒有重視對結(jié)構(gòu)的力 學(xué)強度進行合理分析，有的只停留在以往的經(jīng)驗或個人單純的外部感官上，但是隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，設(shè)計者對結(jié)構(gòu)形式的不斷開發(fā)創(chuàng)新，某些過進的經(jīng)驗和個人的感官未必還能奏效。因此，筆者認為，家具產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)注重對結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析，做到結(jié)構(gòu)科學(xué)、強度合理。 家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)與接合方式 對于絕大部分家具產(chǎn)品而言，如果沒有運用一定的接合方式對其零、部件之間進行連接，家具將 “ 面目全非 ” ，毫無用處，更構(gòu)不成家具產(chǎn)品的外觀形態(tài)，對其結(jié)構(gòu)形態(tài)的分析也只能是 “ 紙上談兵 ” 、 “ 天馬行空 ” ，毫無意義可言。 從產(chǎn)品的角度來看，則 于其接合方式的不同，賦予了家具產(chǎn)品不同的形態(tài)。如，傳統(tǒng)家具中的榫鉚接合，形成了獨特的以線、面等形式構(gòu)成要素為主的框式家具形態(tài)；各種連接件的使用又使現(xiàn)代家具形態(tài)有別于傳統(tǒng)家具形態(tài)?，F(xiàn)代家具如板式家具，以面、體的形態(tài)構(gòu)成要素為主，通過部件、單體的形式來構(gòu)成產(chǎn)品形態(tài)（如 32mm 系列板式家具）；而適用于金屬、塑料等材料的焊接、粘結(jié)和膠結(jié)等接合方式又賦予了家具產(chǎn)品別具一格的整體構(gòu)成形態(tài)。 連接件對家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成是至關(guān)重要的，其功能有二：連接和裝飾。連接件的連接功能就如人體骨骼間的 “ 關(guān)節(jié) ” ，連接著各個零、部件，把本 來毫無生機的各種材料組合起來，從而賦予了家具應(yīng)有的功能和使用要求，同時構(gòu)成了各種生動活潑、姿態(tài)萬千的家具形態(tài)，也實現(xiàn)了設(shè)計者的各種創(chuàng)意夢想。 此外，各種連接件的使用，對家具產(chǎn)品的外觀形態(tài)起到了很大的裝飾作用，有 “ 畫龍點睛 ” 之功效。中國古代傳統(tǒng)家具常使用五金件，這些金屬飾件形式多樣，造型優(yōu)美，使傳統(tǒng)家具倍增光彩，如包角、套腿、合葉、吊牌、吊環(huán)的使用。又如，現(xiàn)代家具產(chǎn)品中形態(tài)各異的拉手，由于所使用的材料、造型不同和色彩上的千變?nèi)f化，使家具形態(tài)產(chǎn)生不同的視覺效果。如兒童家具中圓形、三角形等幾何形拉手的使用，加上其 鮮艷明亮的色彩，給兒童家具增添了幾分童趣。 家具產(chǎn)品的內(nèi)在結(jié)構(gòu)形態(tài)與外在結(jié)構(gòu)形態(tài)及其表現(xiàn)形式 家具產(chǎn)品的內(nèi)在結(jié)構(gòu)形態(tài)包含兩個方面的含義：一是指由材料本身的結(jié)構(gòu)特性所決定的，不同材料種類所產(chǎn)生的不同的家具產(chǎn)品形態(tài)。如金屬家具、塑料家具、竹藤家具、充氣家具及軟體家具等都有自己獨特的結(jié)構(gòu)特點和表現(xiàn)形式。這是一張使用玻璃纖維增強樹脂制造而成的，名為 “ 佛羅瑞斯 ” 的兒童椅。設(shè)計師利用材料的特殊性質(zhì)設(shè)計出了這把結(jié)構(gòu)和造型非同一般的椅子。另外，人造板如膠合板、刨花板、纖維板等，由于其材料本身內(nèi)部與天然實木的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大不 相同，因此人造板家具形態(tài)與實木家具也存在著很大差異；二是指隱藏在家具外觀形態(tài)之內(nèi)，不易被人們察覺的家具零、部件之間的連接結(jié)構(gòu)形態(tài)以及由它們所決寂靜的家具造型形態(tài)。此沙發(fā)的外表很一般、很簡單，但隱藏在其外表之后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻比較復(fù)雜。為了達到展開一折疊的使用要求，其內(nèi)部必須運用多個零、部件通過一定的連接方式，及采用一些特殊的連接件才能完成。 家具產(chǎn)品的外在結(jié)構(gòu)，即指外觀結(jié)構(gòu)，它充分暴露在人的視覺范圍之內(nèi)。家具產(chǎn)品的外在結(jié)構(gòu)與內(nèi)在結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別就在于外在結(jié)構(gòu)直接表現(xiàn)在產(chǎn)品的外觀形式上，它在滿足產(chǎn)品基本功能和要求的 同時，還具有很強的審美功能。如，世界著名設(shè)計師華倫 ?普拉特勒（ Warren Platner）在 1996 年設(shè)計的金屬扶手椅系列堪稱經(jīng)典。其史無前例的使用多根棒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光學(xué)效果，使產(chǎn)品外觀表現(xiàn)出很強的現(xiàn)代感，優(yōu)雅而又豪華。椅子和桌子的基座展現(xiàn)出由鋼環(huán)連接著的精細金屬棒構(gòu)成的金屬結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了奇特的光學(xué)效果一波紋效應(yīng)，就像帶水的絲綢，美麗而又富有動感。又如，傳統(tǒng)家具中的榫、鉚結(jié)構(gòu)形式反映了家具外表的結(jié)構(gòu)美；外露的銷、釘?shù)确从吵?“ 點 ” 的特性，拉手反映出“ 線 ” 的特征等，這些都是對家具外表起到了不同程度的裝飾作用。 但是外觀形態(tài)與結(jié)構(gòu)之間并不存在對應(yīng)的關(guān)系。比如同一結(jié)構(gòu)形式，若使用不同的材料和顏色，家具產(chǎn)品將會產(chǎn)生截然不同的外觀效果。 家具產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 古往今來，家具產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計上的求新、求變，其主要途徑之一即是力求結(jié)構(gòu)形態(tài)上的變化創(chuàng)新。家具產(chǎn)品在滿足其基本功能和使用要求的條件下，設(shè)計者就在努力探索如何在結(jié)構(gòu)上進行變化，以求產(chǎn)品功能的拓展和形態(tài)的新穎獨特。 家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)是實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)。因此，家具產(chǎn)品使用功能的開發(fā)與拓展需要進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。這把多功能休閑椅正如它廣告詞所說的 “It extends o n its own” ，它完全依靠其本身結(jié)構(gòu)上的變化來產(chǎn)生各種姿勢。更巧妙的是它只是多使用了一根弧形金屬滑竿和滑套就實現(xiàn)了。 另一方面，通過對家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，還可以提高產(chǎn)品的審美功能，尤其是對產(chǎn)品外在結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。這就是有名的 “ 鉆石安樂椅 ” ，由設(shè)計師阿里托（哈里）伯爾托亞（ Arieto （ Harry） Bertoia）于 20 世紀 50 年代工設(shè)計的。椅背和扶手采用相互貫穿的鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)連成一體， “ 像雕塑一樣主要由空氣組成，空間貫穿在其中 ” 。 然而不可否認，家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形態(tài)上的創(chuàng)新，新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)明起了至關(guān) 重要的作用 。它們的出現(xiàn)和使用家具產(chǎn)品的新結(jié)構(gòu)和新造型從 “ 空想 ” 變成現(xiàn)實。面對現(xiàn)代家具設(shè)計師 “ 異想天開 ” 的杰作，如埃諾 ?阿尼奧（ Eero Aarnio）的 “ 泡沫椅 ” ，“ 佛羅瑞斯 ” 兒童椅，古代家具設(shè)計師也只能望洋興嘆，望塵莫及。又如，隨著人造板的發(fā)明及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展， 32mm 系列自裝配家具以前所未有的新型結(jié)構(gòu)形式誕生了。這種全新的結(jié)構(gòu)形式不僅與以往的框架結(jié)構(gòu)完全不同，還順應(yīng)時代的發(fā)展實現(xiàn)了家具產(chǎn)品的標準化、系列化、通用化以及便于裝配和運輸?shù)墓δ芎鸵?。這些都是人類的不斷探索創(chuàng)新和科技的發(fā)展進步所帶來的。由此可 見，家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的科學(xué)性與合理性能體現(xiàn)出一個時代的科技成果及該時代人們對新的生活方式的追求。 此外，大自然也是物體基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的源泉，它對家具的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新有著很大啟發(fā)性。例如，人類在吸取了大自然中科學(xué)合理的基本結(jié)構(gòu)原理之后，創(chuàng)造出如殼體結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、蜂窩板結(jié)構(gòu)和充分結(jié)構(gòu)等多種多樣的新穎結(jié)構(gòu)。 隨著人類對自然的不斷認識，對生物結(jié)構(gòu)的不斷探索和研究，以及對不斷出現(xiàn)的新材料、新藝、新技術(shù)的使用，家具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式將會越來越多樣化，家具產(chǎn)品也會不斷滿足使用者的生理、心理需求，甚至各種個性需求。 綜上可知，家具產(chǎn)品的 結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計是家具設(shè)計