① 有效利用空间 ② 便于携带 ③ 一物多用（折叠餐桌） ④ 安全（折叠剪刀、折叠刀） ⑤ 降低储运成本 ⑥ 便于分类管理
4.2 契合结构
契合是指两个物件个体互相咬合的一种结构形式。
4.2.1 契合结构的类型
榫卯
契合 拉链
拼图
榫卯——中华民族智慧的结晶，契合结构的典型代表。
拉链——美国人智慧的结晶，人类造物史上的重大发明。
② 有序性是指产品结构各个部分之间的组合和联系是按照一定 的要求，有目的、有规律的建立起来的。
③ 稳定性保障产品的牢固性、安全性、可靠性和可操作性等诸 方面的性能。
1.2、产品结构设计的特点
① 实践性 实践性是结构设计的源泉与归宿。 一方面，有实际的问题需要解决，才有结构设计的必要和改 进。 另一方面，实践经验又帮助设计师优化设计、创新结构。
拼图——以七巧板为代表的益智玩具。
4.2.2 契合结构的价值
① 有效利用材料 ② 有利于组合与排列 ③ 便于归类整理
4.3 连接结构
连接结构的运用几乎存在于所有的产品结构之中。
可拆 连接
插接——皮带扣、纸盒、塑料盒盖等 锁扣——手机盖、电池盖、塑料包装搭扣、包袋扣等
连接
螺旋——器皿盖、管道箍等
平面V 级低副
平面机构是应用最广泛的机构。
点、线接触的平面运动副—平面高副 滚动副 凸轮副 齿轮副
面接触的平面运动副—平面低副 转动副 移动副
构件的类型
原动件(Driving link)—机构中按给定运动规律运动的构件，也称为输入构件 (Input link)。
4.6.2 气囊结构的特性
① 该结构必须具有抗压作用，且不漏气。 ② 结构体内部各个部位的气压必须保持均衡稳定，
从而保证充气后褶皱少，饱满而挺拔。 ③ 结构体内部空间要贯通，以最大限度发挥气囊整
体的支撑作用。
概述
1、绪论 2、自然的结构 3、人造物的结构 4、静态结构 5、动态结构 6、结构创新设计
另一方面，满足一定功能的产品并不仅仅具有特定 的单一形态，从这个意义上说，“形式追随销售”并无 不妥。
这里面深层次的问题是对“功能”的理解。
黄花梨“宝座” 净重：1.6吨 尺寸：主座长2.6米 高1.8米 用材：主座靠背2-3拼，其它全独板 工艺：全手工雕刻 耗时：三年 级别：有可能是中国最大的黄花梨宝座 售价：1800万元人民币
这是结构优化和创新设计的重要前提。 ④ 创新性
市场竞争的必然结果。
1.3、静态产品 & 动态产品
1.4、产品的基本结构分类
产品的基本结构要素可分为以下三种： ① 外部结构——通过材料和形态来体现（静、动态不同） ② 内部结构——往往和复杂的技术有关
1.4、产品的基本结构分类
产品的基本结构要素可分为以下三种： ① 外部结构——通过材料和形态来体现（静、动态不同） ② 内部结构——往往和复杂的技术有关 ③ 系统结构——产品之间及产品与部件之间的关系（分体结构、
保证运动副可靠工作的措施 ● 提高表面硬度 ● 正确选用材料 ● 添加润滑剂 ● 加入中间体,将滑动摩擦改为滚动摩擦
运动副的分类
● 按运动副的接触形式分类 面与面接触的运动副—低副(Lower pair) 点、线接触的运动副—高副(Higher pair)
● 按两构件相对运动的形式分类 平面运动副(Planar kinematic pair) 空间运动副(Spatial kinematic pair)
连杆衬套
螺栓 垫圈
连杆体 轴瓦
内燃机连杆
零件(Part)是机械的制造单元。
螺母
连杆盖
2）运动副（Kinematic pair）
两个构件以一定几何形状和尺寸的表面相互接触所形成的 可动联接。
运动副元素(Pair element)：两个构件上相互接触的表面。 约束(Constraint)：运动副对构件间的相对运动自由度所施 加的限制。
构件的不同接触形式 点接触(Point contact) 线接触(Line contact)
特点：
• 具有较多的自由度，易于构件的自动调整， 保持静定特性。
• 接触应力大，易变形、易磨损、承载能力 低。
• 制造比较困难。 适用场合：
• 结构简单，运动精度要求较高，受力较小。
面接触(Area contact) 特点 相当于多点接触，承载能力较高，应用广泛。 运动副的自由度一般较低，其接触状况对尺寸、形状及相对位 置误差十分敏感，实际接触及受力状况难以准确确定，需要较高的 制造精度。
3.2 生理因素
人们在创造器物的时候，主要是从自身的尺度出 发来设计的。
丹麦著名设计师汉宁森在战后设计了许多新型的PH灯具系列，具有极高的美 学质量，但这种美的造型来自于照明的科学原理，而不是由于附加的装饰，因而 使用效果非常好。特别是他设计的PH-5吊灯和PH洋蓟吊灯取得了很大成功，至今 畅销不衰。
PH灯具的重要特征是：1.所有的光线必须经过一次反射才能达到工作面，以获得柔和均 匀的照明效果，并避免清晰的阴影； 2.无论从任何角度均不能看到光源，以免眩光刺激眼睛； 3.对白炽灯光谱进行补偿，以获得适宜的光色； 4.减弱灯罩边沿的亮度，并允许部分光线溢 出，以防止灯具与黑暗背景形成过大反差，造成眼睛不适。
销连接的结构优化
冲压件的结构优化
1.2、产品结构设计的特点
② 细节性 结构设计是一种细节设计。 与原理方案相比，结构设计是通过细节设计来兼顾产品的 各种设计约束。
结构的合理性存在与细节之中
1.2、产品结构设计的特点
③ 多样性 改变零件本身的结构：形态、位置、数量、尺寸、材
料、连接、运动方式等，可以得到尽可能大的结构设计方 案解空间。
人造物是从远古时期人类的祖先智人打制第一块石器 开始的，一直到现在的先进加工技术，其结构原理却无非 以下三个因素。
3.1 功能因素 3.2 生理因素 3.3 文化因素
3.1 功能因素
对功能因素最具权威的注释就是“功能决定形式”， 从这一点上来看，这是符合当时的社会生产力水平的， 同时也是最朴素的造物观点。
产品结构设计
西北工业大学工业设计系
吴通
结构设计 构型设计 机构设计 机械设计 Configuration Design Structural Design Mechanical Design Product Design
概述
1、绪论 2、自然的结构 3、人造物的结构 4、静态结构 5、动态结构 6、结构创新设计
系列结构、信息结构等）
概述
1、绪论 2、自然的结构 3、人造物的结构 4、静态结构 5、动态结构 6、结构创新设计
2、自然的结构
人类通过认识自然从而改造自然。
概述
1、绪论 2、自然的结构 3、人造物的结构 4、静态结构 5、动态结构 6、结构创新设计
3、人造物的结构
5、动态结构设计
主要研究内容：构件间可动联接（Movable Connector）的 型式及其运动和传力特征。
5.1 机构的组成
1）构件（Link） 机械的运动单元，传递运动和 力的载体。 实例：内燃机中的缸体、活 塞、连杆、曲轴等。
内燃机连杆
一个构件也可以由几个零件刚性联接组成。 实例：连杆由连杆体、轴瓦、连杆盖、螺栓、垫圈、螺母、连杆衬 套等相互刚性联接组成。
● 按接触部分的几何形状分类 圆柱副、球面副、螺旋副、球面–平面副、平面–平面副、球 面–圆柱副、圆柱–平面副等等。
运动副举例
球面–平面副 Sphere-plane pair
空间I 级高副
圆柱–平面副 Cylinder-plane pair
空间II 级高副
球面副 Spherical pair 空间III 级低副
1、绪论
结构是产品设计中应该特别加以重视的环节。 产品的结构决定了产品的功能、同时也丰富着产品的形态。
结构设计是产品设计中技术设计阶段的一个重要环节， 它是在总体设计的基础上，根据选定的原理方案，确定满足 功能要求的零部件结构、尺寸、材料、加工工艺、热处理方 式等。
现代产品结构设计要满足产品的物质功能要求、精神 功能要求、技术要求、工艺要求、经济要求、社会要求等。
折叠
轴心式——折扇、雨伞、瑞士军刀、折叠自行车、折叠沙发等
折
平行式——手风琴、纸灯、皮老虎、拉闸门、机场活动通道
重叠式——一次性纸杯、碗、碟、椅子、脸盆
叠 套 式 ——俄罗斯套娃、望远镜、收音机天线
卷 式 ——钢卷尺、钓鱼线、卷闸门、卷筒纸、布匹、木工 墨斗
轴心式——以一个或多个轴心为折点的折叠结构。
球销副 Sphere-pin pair
空间IV 级低副
圆柱副 Cylindric pair 空间IV 级低副
螺旋副 Helical pair 空间V 级低副
轴承 Bearing
转动副 Revd joint
移动副 Prismatic pair, Sliding pair
4、静态结构
常见的静态结构有以下六种形式。 4.1 折叠结构 4.2 契合结构 4.3 连接结构 4.4 壳体结构 4.5 弹力结构 4.6 气囊结构
4.1 折叠结构
自然的启示，生物通过改变自身形状的尺寸来 满足生存发展的需要：变小为了隐身、保护和休息； 变大为了示威、欺骗、争取资源。
4.1.1 折叠的类型
PH灯具的优美造型正是这些特点的直接反映。
汉宁森1925年设计的PH灯
3.2 生理因素
“风水”
3.3 文化因素
产品结构设计做为人类实践活动中的手段历来被 以“文化”的方式传承下来，并成为了“文化”的组成 部分被传承下去。
概述
1、绪论 2、自然的结构 3、人造物的结构 4、静态结构 5、动态结构 6、结构创新设计
粘接——广泛运用的不可拆卸的连接方式。