人机工程学论文汇总十篇
时间：2023-01-07 08:58:45
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇人机工程学论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
19世纪80年代，英国工艺美术运动领导者威廉?莫里斯提出“设计来源于人民，服务于人民”，明确指出设计是为大众服务的，设计的基础是服务于人。教师在教学过程中通过渗透人机工程学进行教学，能够让学生认识到设计的根本目的。
1.认识人机工程学
人机工程学研究人体各部分结构尺寸、人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉等感官机能等内容，将这些内容融入公共空间设计，能够提升空间的实用性，使空间更好地服务于使用者。但是学生对于人机工程学相关知识了解较少，教师在课程初期通过课堂讲授法为学生传授相关理论知识是有必要的。教师将人机工程学相关理论知识在授课过程中对学生进行渗透，使学生初步认识人机工程学与设计的关系，在思想上转变学生对于设计是“针对造型和颜色进行”的理解，让学生认识到设计的目的在于功能。教师在课堂中讲解人机工程学的相关理论，让学生在公共空间设计中能够运用人机工程学的相关理论，从而培养学生的人本设计理念，使其设计不再盲目追求形式。
2.培养学生自主学习
现阶段普通高等院校的设计专业学生大多在入学前只有一些美术功底，并不具备设计基础，面对设计因为知识匮乏而不知如何下手，在这种情况下，教师成为引导学生的主要力量。为了培养学生自主学习、自主观察的学习习惯，在教学过程中，传授知识点已经不再成为课堂教学的主要目的，教师应引导学生自主学习，让学生学会自学成为一个主要的教学目的。教师要将学生分组，让学生对所在城市的某些空间进行实地调研，走出教室、走进社会，通过自己的观察分析丰富自身的知识结构，完成学习任务。在这个阶段，教师需要为学生布置好调研的主要任务，让学生通过测量、拍照、记录数据，接触设计、感受设计，使其能够通过观察认识到设计应服务于人，优秀的设计应以功能为主要目的。这样既提高了学生自主学习的能力，又培养了学生的观察和总结的学习习惯。
三、交流使学生构建设计思维
环境艺术设计专业学习是系统的、循序渐进的过程，学校制订培养方案，教师通过教学环节让学生接触设计案例进行学习。公共空间设计教学中的实践调研环节，让学生通过调研活动对公共空间形成初步认识。学生在学习过程中构建合理的设计思维有利于设计方案的形成。教师在学生构建思维的过程中起到了举足轻重的作用，将学生在实践调研中统计的数据和收集的设计资料进行汇总，并运用演示法将其展示给学生，学生小组间通过讨论交流数据。教师在这个过程中对学生进行思维引导，把握好学生发散思维的方向，将学生讨论的结果汇总后进行讲解分析，帮助学生构建公共空间设计思维。
篇（2）
人机工程学是指应用人体测量学、劳动心理学等学科的研究方法［1］，起源于欧洲，形成和发展于美国，20世纪50年代开始迅速发展的一门新兴边缘科学。它从人的生理和心里特性出发，研究人、机、环境的相互关系和相互作用的规律，该学科在其自身的发展过程中，逐步打破了各学科之间的界限，以优化人－机－环境的一门科学［2］。国外对垃圾桶设计研究较早，一些发达国家如德国、美国、荷兰等，其垃圾桶的设计大多考虑人机关系［3］，国内的垃圾桶设计与国外相比还存在差距，且对垃圾桶的设计很少考虑人机关系。该设计从垃圾桶的结构和功能出发，主要从垃圾桶外观、结构尺寸、自动打包收紧功能、自动推袋功能等方面进行垃圾桶的设计，力求使用的避免用手接触垃圾，有效防止细菌通过手传播，保持室内空气清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人机工程学原理，色彩能与周围环境相和谐，成为环境的重要组成部分。其总体设计原理如图1所示。
2环保垃圾桶的创新设计
2．1垃圾桶的外形设计(1)外形尺寸设计要使垃圾桶与人之间达到最优化配合，使人不需大幅度改变自己的姿势就可顺利地将垃圾放到垃圾桶里。经研究与垃圾桶有关的人体尺寸有:立姿时的肘高、立姿时手的功能高度、立姿时双手功能上举高，手的长、宽等，见表1［4］。据人机工程数据图2、3，当人投垃圾时，保持身体正直，手腕处于顺直操作，腰部和腕关节处于相对放松的状态。当身体弯曲和腕关节处于一系列别扭状态时，会产生腰部及腕部酸痛、手的力量减小等，如长时间保持这个状态会引起一些腰部及腕部的综合症。根据对多款垃圾桶的调查及垃圾桶的尺寸人机分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度应为400～550mm。考虑到自动打包套袋垃圾桶的功能实现机构主要安装在垃圾桶底部，将会占用一部分空间，占用的高度定位为100mm。所以垃圾桶的高度应取大一些，将垃圾桶的高度定位为500mm。垃圾桶的桶口直径不应过大，在实际生活中一般生活垃圾偏多，考虑到饮料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直径应大于垃圾的投放尺寸，垃圾中废弃饮料瓶的高度一般小于300mm，考虑到自动打包套袋垃圾桶要实现自动打包，在垃圾桶投入口处将会有钢圈等打包机构，将会占用一小部分空间，所以垃圾桶的桶口直径也应取大一些，所以将垃圾桶垃圾投入口的直径定位为350mm。(2)外观设计垃圾桶桶身设计要求外观美观大方，有一定艺术性和观赏性，适合现代绿色环保的理念。在三维设计时，选用主流CAD软件Pro/E5.0，其三维外形图如图4所示。图4(a)垃圾桶的桶身正面设计有一个米老鼠图案。在米老鼠头像的下面，设计为一个内部齿轮传动的保护罩，而上部分就是用来装垃圾的。图4(b)桶身背面设计的图案是一动漫《喜羊羊与灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜爱，给人以温馨幸福的感觉，整个桶身的设计看起来比较新颖，颇有中西结合的感觉。满足现代年轻人的审美需求和有小孩家庭的氛围营造。垃圾桶的桶盖设计为帽子形状，易清洁，很有观赏性，桶盖上有个透视孔，可清楚地看到垃圾是否装满;盖上延伸部分，专门为开盖设计，另外，桶盖上有绿色环保标志，适合现代绿色环保理念。桶身的背面有两个踏板，左边是踏板一，主要控制打包机构，右边是踏板二，主要控制推袋机构。踏板的颜色与灰太狼一家的皮肤的颜色相近，颜色协调。
2．2垃圾桶的功能实现(1)打包收紧机构设计如图5所示，该传动机构由踏板一、连杆、棘轮、锥齿轮，直齿轮等部分组成，当打包踩踏踏板一时，人踩踏踏板的力量通过连杆变为动能，带动棘轮向左运动，从而带动与之相连的锥齿轮向内转动，进而带动后面的直齿轮作对应的方向的转动，最终将运动传递至垃圾桶上部的钢圈收紧部分，其主要零件如图6所示。(2)收紧扎口机构设计运动由上述踏板一传递至垃圾桶上部的钢圈收紧部分后，通过转动将钢圈慢慢收紧，最终收紧好的垃圾口部被挤压到V型卡槽中，对压缩好的垃圾进行扎扣处理，如图7所示。3)推袋机构的设计推袋机构如图8，通过踩踏踏板二，运动由踏板经过各个连杆机构传递至推板上，推板与连杆连接处为间隙配合，由销钉连接，在推出垃圾袋时不会翘起，整个过程保持版面竖直，垃圾也在水平方向被推出，效果图如图9。
篇（3）
各地成人高等教育机构每年都有为数不少的学生通过成人高考并被录取，但因为工作忙没时间、对制度认识不清楚、经济不宽裕、不想读了等各种原因而不能按时报到，有的是放弃了入学、有的是逾期后又申请入学等，使得学籍注册难以管理。
2.学籍异动不规范
成人高等教育学生与普通全日制学生相比，转学转专业、退学等学籍异动情况发生更为频繁，且学生由于远在异地、不了解制度要求等原因甚至不履行办理学籍异动手续，这给教学工作和学籍管理造成很大不便。
3.无故缺课、缺考
成人学生边工作边学习，不能全身心投入工作，经常发生学生不来上课、不参加考试、电话联系不上等情况，以后又要求补考，不想留级，这就使得管理工作无法规范化运行。
4.考前拼，考后混
成人高等教育的学生年龄分布差异大，有的年龄在五十岁以上，只是为了评职称或方便退休安排等原因，“混文聘”的心理在成人高等教育中时有存在，学生态度散漫，不尊重教师，不主动学习，甚至有打架闹事者，这使得学籍管理工作变得复杂。
二、加强和完善成人高等教育学籍管理的具体对策
针对以上存在的主要问题，本文结合国家相关政策法规及工作实际，提出四点对策:
1.端正态度，明确责任
成人高等教育是我国教育的重要组成部分人，有着专业的管理机构、教师队伍和广大的生源，学校应严抓管理，树德育人，从管理者、教师做起，建立一支以捍卫教育、服务学生为宗旨的专业队伍，端正态度、明确职责;同时，应较强学生的思想政治教育，除了文化课，教师应将学习的重要性、尊师守纪等要求传达给学生，动之以情晓之以理，使之消除“考前拼，考后混”的思想，为成人高等教育管理工作奠定基础。
2.制定制度，严抓落实
随着改革开放的不断深入，学籍管理制度应顺应社会的发展有所创新。因此，制定严格而又符合工作实际的管理制度，是做好学籍管理工作重要保障。学校应从学生入学报到、注册学籍、学习管理、学籍异动到毕业管理各个环节制定出明确的制度要求，并编入学生手册，使得每一位学生、教师和管理人员都能清楚明确学籍管理的具体程序和相关规定，自之日起严格执行，这样才有利于学籍管理工作的规范化运行。
3.加大宣传教育，做好咨询辅导
学籍管理中的很多问题，多数是因为学生、教师或管理者对国家、学校的制度要求不了解而造成的，因此，做好有关政策的宣传教育工作，为学生提供一个便捷的咨询辅导平台，如报考指南、专业选择辅导、学籍异动咨询等，这样就会给后期的管理工作减少不必要的烦扰。
4.优化管理手段，基于WEB系统实现信息化、云服务
篇（4）
中图分类号：TB47
文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2013）07-013-03
引言
在工业设计研究中，出现了很多优秀的相关硕士论文，本文从工业设计论文的研究方向以及发表数量等，初步分析出2000—2012年间工业设计发展的趋势与变化，从而了解每个工业设计发展阶段的新趋势，研究成果以及仍然存在的问题。
一、分析方法与步骤
在《中国知网之中国期刊全文数据库》、《万方之中国学术会议文献数据库》分别检索论文以及会议文献题目中包含“工业设计”关键词的文献，在《中国知网之中国期刊全文数据库》以“工业设计”为关键词检索结果，截止到2012年7月19日，为557篇。
二、结果与分析
1.时间分布。考虑到要对现有工业设计趋势进行研究分析，所以选择了较近12年（2000年—2010年）的论文，通过使用“工业设计”为关键词进行搜索发现，2000年没有相关优秀硕士，从2001—2003年相关硕士优秀论文属于发展起步阶段，从2004—2012年每年都会很多优秀硕士，属于迅速发展阶段，相关优秀论文增至557篇，2009年（88篇）是相关数量最高峰点。
经过推断可知，在2009年工业设计的论文达到历史最高的原因在于我国本专科扩招是从1999年开始的，自1997年以后，随着广大群众渴望子女接受高等教育愿望的增加，对扩大高等教育规模的呼声也越来越高。同时，考虑到国家快速发展的需要，1999年我国高等教育开始大规模扩招，当年本专科生招生数与1998年相比增长了47.4%。本专科规模的迅速扩大给高校毕业生的就业带来了更大的压力，而研究生的扩招能够对本科生的就业压力起到一定的缓解作用，因此，硕士研究生的招生规模也不断攀升，录取比例和入学率都在大幅提高。
2.作者分布。在检索到的工业设计方面的优秀硕士论文中，作者主要分布在以下几个学校中，可见相关院校的工业设计发展程度。如表1所示。
小结：由于优秀工业设计硕士论文具有一定的删选性，由表1可以看出工业设计发展较快的院校，并且通过涉及最多的关键词可以看到每所院校所侧重的工业设计发展方向或者是发展程度较深的方向。
3.关键词分布。从2000年到2012年，以“工业设计”为关键词搜索的期刊论文中，论文的关键词主要集中在产品设计、CAID构思与表达、设计教育教学、IDFORCNC（先进制造设备工业设计）、设计管理、绿色设计等。由于搜索分布时采用了关键词“工业设计”，所以这里忽略“工业设计”关键词的数量。所有论文相对较多的关键词如下：可持续发展设计（绿色）、中国传统文化（符号学 语义学）、设计管理/用户研究交互设计、CAID构思与表达、数据库、设计教育、造型语言、工设工程（材料、工艺）、汽车设计、时尚设计、服务设计、品牌PI（产品形象识别）设计、人机工程、可用性、设计史、信息视觉化、故事版/情景设计、设计心理学、体验/情感化设计、IDFORCNC。
其中有代表性的有如下几篇：2010年，北京服装学院屈新波在《现代新材料在产品设计中的应用研究》{1}一文中论述了现代新材料在产品设计中的应用，借助于“需求”将产品设计与材料联系起来。2008年，山东大学张志强在《面向家用健身器材的人机工程理论分析与研究》{2}一文中论述了如何运用人机工程理论对健身器材进行分析，以及针对相关器材人机方面的具体研究。2006年，山东大学吴兰萍在《面向产品设计自动化的人机工程研究与应用》{3}一文中论述了人机工程学的定义以及与工业设计之间的关系，阐述了人机工程学的原理以及产品设计的不同阶段的具体内容，此外还重点分析了现有计算机辅助人机工程软件，例如JACK、SAMMIE、SAFEWORK等。2004年，武汉理工大学刘红在《简论设计项目管理》{4}一文中论述了由于市场竞争的激烈化，用户需求的多样化，项目管理的组织及团队建设的内容与项目管理的执行关键，以及设计项目的生命周期。2007年，西北工业大学韩娟在《CAID系统的用户界面研究及应用》{5}一文中论述了以用户为中心的设计方法，综合认知心理学、人机工程学、计算机信息科学等对CAID用户模型进行分析，将基于用户模型构建的用户界面原型引入到界面设计过程中。
4.影响力分布。在检索到的期刊论文中被引用频次最高的，排在前6位的论文，如表2所示。
通过引用频次最多的文章中发现，关注最多的工业设计方向多为产品设计、交互界面方面。因为产品设计和交互设计的研究较早，所以时间早的被引用的几率就很高。但也充分说明这些优秀论文有一定的借鉴价值。
三、工业设计研究趋势
工业设计从2000—2012年这12年间，发展速度是迅猛的，这一点可以从优秀硕士论文的发表数量日趋增多看出来，并且也是在跟随着社会每一步的发展而发生着变化，从简单地仅仅研究工业设计的表面内容，即“产品设计”，变成研究工业设计更加细节化的方面，是一个从量变到质变的过程。现在工业设计优秀硕士论文中，研究方面数量最多的依次为产品设计、设计管理、设计教育、ID FOR CNC以及可持续发展设计。
李北在2006年中国科协年会的会议论文《未来工业设计的多元化发展趋势》{12}中阐述，现在工业设计呈现多元化发展趋势，并且可以看到，工业设计是一种战略资源，是国家创新战略体系中的重要组成部分。工业设计正在向着跨专业跨学科的综合领域发展。此外通过计算机使用的普及，工业设计信息化也成为主流。
通过对2000—2012年优秀工业设计硕士论文逐年的分析发现，发表的时间与内容和2000—2012年工业设计发展的过程、发展的主题是一致的。通过对这些论文关键词的统计分析，可以看到工业设计在每段时间里发展的内容、重点、趋势，这与社会的需求具有着强烈的联系。
每篇论文的关键词是不变的，在以“工业设计”为关键词搜索到的硕士论文中，通过对新的一年与以往相比较新出现的关键词进行统计，洞察出工业设计每个阶段的新趋势。如表3所示工业设计研究方向从泛泛的大方向上的研究，比如“产品设计”、“可持续设计”等，发展成为细分的研究方向。研究表明，从抽象的工业设计，变为具体的产品设计，后来人们发现工业设计离不开与社会、人的联系，所以研究方向渐渐与社会、人联系起来，最终发展成多方向的、细分的研究方向。这与现有工业设计研究人员对工业设计发展方向的研究结果不谋而合。
2000—2012年有关产品设计、人机工程学以及设计管理等成为研究的主要趋势。此外，还可以发现每年相比前几年新增的研究方向即是工业设计发展中研究趋势的新方向。例如可持续发展（Sustainable Development）是上世纪80年代提出的一个新概念。1987年世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》{13}报告中第一次阐述了可持续发展的概念，得到了国际社会的广泛共识。那么工业设计对此也进行了研究，在2002年第一次出现在相关优秀工业设计硕士论文中。例如2002年湖南大学龚克在《非物质与可持续的工业设计道路》{14}中阐述了有关可持续的工业设计道路的相关内容。
再例如，在现代信息化的大背景下，计算机信息库在工业设计专业得到了广泛的应用，2006年第一次出现有关数据库研究的硕士论文。例如2006年东华大学孙明华发表的《设计艺术学专业建立设计材料数据库的必要性研究》{15}。2009年山东大学郝松发表了《基于产品表象信息库的工业设计构型方法研究》{16}。
同时也发现，由于优秀硕士论文是要在社会需求的大背景下提出，受发表时间和评审的限制，虽然相对滞后，但是也能够体现出近十年间的工业设计的大体研究趋势、新的研究方向。工业设计研究趋势的发展变化受社会发展因素（技术、环境、国情、学科交融等）的影响较大。
四、结束语
2000—2012年，我国优秀工业设计数量以及发表的内容质量都有着质的飞跃，这也说明我国工业设计方面研究的水平日趋深入。但是从近几年发现，已经存在研究过（下转第16页）（上接第14页）热的现象，主要表现在研究课题的重复性，例如人机工程学，此间不乏相关类似课题的出现。
从2000—2012年间优秀工业设计硕士论文中，可以看到工业设计事业发展迅速，方向由单一转为多元化，并且呈现多学科融合趋势。此外，研究趋势受社会发展的因素（技术、环境、国情、学科交融等）影响较大，比如在信息化的大背景下，工业设计专业与计算机应用越来越密切，因此出现了CAID等相关研究。可以看到工业设计的研究趋势在以后会围绕产品设计、计算机辅助工业设计（CAID）、设计管理等热门话题展开。随着工业设计的深入研究，也会出现更多新的设计概念，而这些概念一定是可持续性地围绕用户的人机设计，相信在以后的研究中，会有更多优秀的硕士论文出现。
注释：
{1}屈新波.现代新材料在产品设计中的应用研究[D].北京服装学院，2010
{2}张志强.面向家用健身器材的人机工程理论分析与研究[D].山东大学，2008
{3}吴兰萍.面向产品设计自动化的人机工程研究与应用[D].山东大学，2006
{4}刘红.简论设计项目管理[D].武汉理工大学，2004
{5}韩娟.CAID系统的用户界面研究及应用[D].西北工业大学，2007
{6}吴瑜.人机交互设计界面问题研究[D].武汉理工大学，2004
{7}周睿.基于可用性的手机交互界面设计研究[D].南京理工大学，2006
{8}杨大年.中国民间儿童玩具再设计研究[D].江南大学，2004
{9}王巍.ICAID系统的实现机制研究[D].湖南大学，2004
{10}王军锋.计算机游戏界面设计方法研究[D].西北工业大学，2007
{11}熊湘晖.产品造型设计的外观质量美学评价理论及研究[D].昆明理工大学，2005
{12}李北.未来工业设计的多元化发展趋势[R].中国科协年会，2006
{13}我们共同的未来[R].世界环境与发展委员会.1987
{14}龚克.非物质与可持续的工业设计道路[D].湖南大学，2002
{15}孙明华.设计艺术学专业建立设计材料数据库的必要性研究[D].东华大学，2006
篇（5）
中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）21-0072-01
1 绪论
人机工程驾驶舱设计中的重要性：
科技的发展促使着各行各业都逐渐向自动化、智能化方向发展。在以前需要人为完成的工作在当今时代很大部分都能够由计算机来自动完成，而且比人工完成的速度更快、精确度更好，这就使得人机之间的关系发生了转变。在现今人工智能技术、自动化技术已经被人们熟练的应用机的操作中，但是不管技术如何先进，人依旧是操作的主体，在整个过程中依旧起着决定性的作用。因此，为了更好的将飞机的作用发挥出来，必须要对人的体力、心理、生理等对人们产生影响的因素做到充分的考虑，使飞机驾驶舱设计适合人的要求，构成以人为中心的统一的人-机-环境系统。
2 人机工程在驾驶舱设计中的应用
人机工程学是按照人的特性来设计和优化人-机-环境系统的科学。其主要目的是使人能安全、健康、舒适和有效地进行工作。
人机工程学与航空技术的结合，是人机工程学研究和应用的一个极其重要的方面。在航空技术（如飞机驾驶舱）的人机系统设计中，无论是人机分工、人机界面设计，引入人机工程学的原理和方法，并渗入到航空技术设计之中，进行分析、评价和设计，会进一步提高人机系统整体优化水平。
2.1 人机工程学发展概况
人机工程学作为一门科学，其建立和发展仅50余年。
第一次世界大战至第二次世界大战期间，由于军事的需要，使用了飞机、潜艇等现代化设备，开始重视兵员的选拔和训练，人机关系有所改善，主要是使人去适应已定型的机器装备。
第二次世界大战至20世纪60年代，由于新设计的武器装备不符合人的生理心理特点，即使经过严格训练的人也难以适应，并经常发生事故，从而促使人们把人机匹配的研究方向从过去的由人适应机器转向使机器适合于人。1959年，国际人类工效学学会（IEA）正式成立，标志着人机工程学已发展成为一门成熟的学科。
20世纪70年代后，人机工程已渗透至各个行业，且在高新技术领域中予以应用。1975年，国际标准化组织（ISO）成立了人类工效学标准化技术委员会（TC 159），标志着人机工程学的应用进入了一个新阶段。
人机工程学在我国起步较晚，20世纪70年代末才确立起来并获得蓬勃发展，1989年，中国人类工效学学会（CES）成立，并于1992年被国际人类工效学学会（IEA）接纳为正式成员，标志着我国的人机工程学已进入一个新的发展阶段。
2.2 人机工程设计
人机工程在飞机驾驶舱设计中应用的目的是提高驾驶员操作效率、减轻驾驶员工作负荷，以确保系统的安全可靠。飞机驾驶舱设计对人机性能有两方面的要求：1）客观的人机工程学设计原则;2）对这些设计原则的正确履行，使之在设计中转化为驾驶舱的布局、尺寸、形态等各项指标中合理的人机数据。
2.2.1 人机工程设计原则
人机工程设计中应遵循的原则是安全、高效、舒适，这三个要求是相辅相成的。
安全是人机界面设计的第一原则，评估人机界面的安全性主要从以下几个方面来进行：是否对飞行员有直接的生理伤害;是否易于造成飞行员的错误;提供一个友好的显示界面;飞行员要能够迅速有效地控制各个系统。
驾驶舱人机界面的舒适程度不仅仅关乎于驾驶人员的感觉，同时能够影响到他们的心理及生理。这对于驾驶人员能力的发挥有很大的影响，甚至间接的影响到飞行的安全问题，因此，对此我们必须加以重视。
在设计驾驶舱人机界面的过程中，设计人员通常首先考虑的都是高效原则，将设计的功能和性能作为首要问题进行考虑，而对安全以及舒适度放在了次位，或者没有做到足够重视。其实在整个设计的过程中，这三者之间是紧密相关、互相影响的。因此在设计时应该对三方面通盘考虑，突出重点。同时应该加大科研投入，设计出飞行员喜欢的人机界面。
2.2.2 人机工程在飞机驾驶舱设计中的应用
1）人体尺寸数据库及人体建模。
随着CAD、CATIA等计算机辅助绘图软件的飞速发展，在飞机驾驶舱设计中，越来越多的用到人体模型。人体模型的建立，需要广泛搜集人体尺寸数据，并建立人体尺寸数据库及相关标准。我国在2003年了飞行员专用标准《中国男性飞行员人体尺寸》GJB4856-2003。
利用飞行员的人体尺寸数据，可以在CATIA等软件中构建人体模型，来优化驾驶舱设计，使整个人机系统中的人和机器合理匹配。
2）操纵台、仪表板和座椅等设计。
驾驶员眼位确定后，在进行操纵台、仪表板和座椅等设计时需考虑驾驶员视野要求、驾驶员对操纵器件的可达性要求等。
在驾驶员眼位确定的前提下，应根据驾驶员坐姿身体尺寸设计操纵台、仪表板的位置及倾斜角度，将安全操作所需要进行观察辨认的所有显示器和控制器提供给驾驶员。使他们在需要观察一个控制器或显示器时不需要移去一个障碍物或重新调节座椅，满足第5百分位到第95百分位的驾驶员可视性、可达性要求。
飞机座椅属于工作用座椅，在座椅设计时，通过以往的飞机各元件人机工程设计原理和相关试验，按照驾驶员坐姿身体尺寸设计座高、座宽、座深、座面倾角、靠背、靠背倾角、扶手高度和坐垫，满足第5百分位到第95百分位的驾驶员可达性要求。
3）可达性、可视性评估验证。
采用电子模型与实体模型相结合的方法，供飞行员体验新飞机驾驶舱，对可视性和可达性进行评估验证，提高设计效率和质量。
利用CATIA等软件设计1：1的飞机驾驶舱模型，并用CATIA软件中的人机工程模块进行驾驶姿势评价、视域分析和可达性仿真验证，对驾驶舱的设计进行评估和完善，能够有效的缩短研制的周期并降低研制成本，给飞行员建立一个舒适、安全的飞行环境。
3 未来人机工程在驾驶舱设计中应用展望
尽管目前我们已经将CITTA等软件的人机工程设计与仿真验证应用于设计驾驶舱的过程中，但是就现实情况而言还不能够完全的满足驾驶员体验驾驶舱的要求，而且因为软件中生成的人体模型没有穿着衣物，这样对衣物尺寸的设计会有很大的影响。虚拟座舱的适时出现能很好的解决这一问题。
虚拟座舱是虚拟现实技术在航空领域的重要应用。虚拟座舱有临境性、交互性和想象力的特点，能使人进入一种封闭的虚拟环境，通过人机接口输出3维视觉、听觉和触觉信息，多通道刺激人的感官，从而使人在头脑中形成身临现实环境的感觉;同时，又能接受人的手指动作、话音、头眼指向等多通道控制信息，实现人机交互。
篇（6）
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0094-02
一、概述
人机工程学是一门研究人、物及其使用环境之间相互作用的科学，它的目标是使物、环境更加易用、适用[1]。在人机工程学发展的过程中，主要致力于解决人在劳作过程中的安全性和舒适性问题，许多人机工程的改进都是建立在惨痛的事故教训上，因此，人机工程学的研究和应用需要更为客观、严谨的分析和评价，数据量化成为人机评价和设计中的重要依据和标准。因子分析法正是提供了这样一种客观的、量化的设计分析方法，是将主观的设计评价、设计建议量化的重要工具。因子分析的主要目标是用少数因子来描述许多因素或指标之间的联系[2]，通过量化比对和排序，能够较为客观地描述因子的权重及其相互关联作用。此前，因子分析法被广泛应用于消费者心理学、产品市场分析和产品设计研究领域等，为设计人员和决策者提供了由客观数据描述的评判依据。将因子分析法应用于《人机工程学》的研究和实践教学中，能够提高学生对于产品人机设计因素的理解和认识，掌握客观、量化的人机分析方法，培养科学、严谨的人机研究和设计素养。
二、因子分析法在《人机工程学》课程实践教学中应用的现实意义
在目前国内工业设计专业的《人机工程学》教学中，基本以理论实践相结合的方式展开，其中的实践教学尤以验证性实验和设计性实践为主。验证性实验大多需要借助专业的实验仪器，通过特定的指标和数据测量，来验证基础理论。而设计性实践往往需要学生理性分析产品、环境的人机设计因素，评价其优缺点，根据所学知识和经验给出人机改良的建议。这两类实践各有特点，又互为补充（如表1），是人机工程学课程实践教学的常用项目。
从以上的对比中不难发现，验证性实践重在数据量化，可进行量化对比，但只涉及基础理论，而重在应用理论的设计性实践则更多依靠学生对知识的综合分析评判能力，很难做到量化对比。因此，在实际教学过程中，学生往往会感到理论与实践脱节，发现很难将严谨量化的基础理论的结论应用于实际项目的设计实践中去。在此，引入因子分析法这一量化分析的工具，使得学生能更好地衔接理论知识和应用实践，为产品的人机学分析和改良设计找到更加可靠、量化的评价依据。
三、因子分析法在实践项目中的应用实例
因子分析法在实践项目中的应用，主要目的是评测产品的人机设计因子并根据对比数据提出人机改良的设计方案。经过两轮的教学实践，积累了一些因子分析法在实践教学中应用的较为成熟的案例，在此就“筷子”的人机工程学分析项目为例对应用方法、步骤、注意事项以及可供参考的项目等进行探讨。
1.应用方法与步骤。应用因子分析法进行人机分析实践教学项目的步骤大致可分为以下几步：
a.分小组，确定人员。其中的人员包括组织实验的人员和参与实验的人员。其中组织实验的人员需要在前期准备实验材料，布置实验环境，筛选参与实验的人员，在实验中对参与人员进行引导培训，记录实验数据，以及之后对实验数据进行分析处理和探讨结论等工作。参与实验的人员依据不同的项目而定，其性别、年龄等属性要兼顾该产品使用人群的普遍特征。参与人员越多，实验结论越准确，实验规模越大。以筷子的人机工程学分析项目为例，组织实验人员为3～4人，参与实验的人员为2名男生、2名女生。
b.分析产品的人机设计因子，确定测试因子。一般产品的人机设计因子包括产品形态、材质、重量、表面材质、特定结构、作业范围等，需要根据不同的产品进行具体分析。以筷子产品为例，影响用户使用筷子的因素主要是筷子的截面形状、整体长度、材质和重量等。作为实践教学的项目，宜确定2～3个因子作为测试因子，在此确定为筷子的材质和整体长度作为分析因子展开实验。
c.收集制作被测模型，制定测试流程。根据确定的测试因子，可参照常用的产品类型，收集制作被测产品的模型。根据控制变量的思想，除了测试因子外，其他设计因子应尽量保持相同。以筷子为例，为模拟用户在实际使用筷子时的场景，确定了两个长度、两种材质共四种筷子（如图1）进行测试，筷子的种类和截面形状基本保持一致。
制定测试流程时，重点在于选择合适的测试内容。测试内容的设定要接近产品实际的使用场景。以筷子为例，在使用过程中，用户一般会夹取片状、条状以及球形的物品。
d.开展测试，记录数据。测试数据一般以时间、数量等可以量化的指标为主，但在过程中需要注意记录错误或者失误的次数。以筷子的人机分析项目为例，实验主要记录固定时间内夹取的物品数量，若参与实验人员将物品掉落就记为一次失误。
e.分析实验数据，得出结论。分析实验数据主要采用对比分析的方法，可以绘制线形图、柱状图等进行实验数据的对比。下图即为不同筷子长度对使用的影响。
通过数据的对比，不难发现较长的筷子夹取食物的效率更高，但失误率也更高;两种筷子在夹取片状物品时的准确率较高。究其原因在于较长的筷子控制距离也较长，导致失误率增高，而移动角度相对较小，因子总体的效率更高。
相同的实验过程应用于不同材质的筷子测试，可以发现较为光滑的材质在夹取物品时失误率较高，但效率更高。分析原因在于与手部接触的光滑材质可以在使用过程中较为灵活，但容易使物品在夹取时打滑。
综上所述，在设计筷子时，材质对手部的使用灵活性和夹取灵活性的影响不同，可以考虑增大筷子手部接触部分的摩擦力，而使筷子前段较为光滑;筷子的长度适宜取中间值，这样可以兼顾使用效率和准确率。
2.可参考的实验项目。在设计实验项目时，选择适当的实验对象尤为重要。实验对象可选择人们使用较多的工具、家具、界面等产品，这些产品适宜分析人机因素。经过两轮的实践教学，积累了以下的实验项目：
四、结论
人机工程学作为一门交叉学课，在产品设计、环境设计、机械装备设计、交通工具设计中得到广泛应用，也逐渐发展成工业设计专业必学的重要学科内容。人机工程学的优点在于能够以量化的数据作为依据，准确严谨地改善产品的易用性和适用性。在教学中，要将科学严谨的设计思想传达给学生，需要让学生在理论学习和实践教学中充分理解和实践应用。因子分析法在实践项目中的应用，可以缩小理论学习和实际应用的差距。在实际的教学项目中，因为要在有限的课时内控制实验条件和找到适当的实验对象，实验的规模不宜过大，而重在传达科学的实验过程及严谨的设计理念。
参考文献：
[1]丁玉兰，人机工程学[M].北京理工大学出版社，2011.
[2][美]金在温，米勒.因子分析：统计方法与应用问题[M].上海：格致出版社，2012.
[3]何伟.《人机工程学》实践式教学模式初探[M].科技资讯，2010，（4）.
篇（7）
0引言
TnPM是以最高的设备综合效率和完全有效生产率为目标，以全系统的预防维修为载体，以员工的行为规范为过程，全体人员参与为基础的以设备为主线的管理体系。随着TnPM在南京地铁的推广TnPM，南京地铁科技咨询公司针对地铁的设备房，创新性地提出了以TnPM/TPM的精髓文化现场可视化管理和现场持续改善为核心指导思想的设备房标识系统。
1 设备房标识系统凸显的四“模”特色
在设备房标识系统规划设计过程中，主要围绕四“模”工作进行组织，即由“模式创新”的提出，到为适应创新模式而开创的“模型扩充”，再到实际设计安装过程中分为“模块运作”，直至建造完成。最后经过的项目组科研团队与实践团队的紧密结合，优化整合“模板形成”，从而制定出完整的设备房标识系统标准设计建设规范。
1.1 模式创新
传统设备房的建造遵循的是地铁建造的传统模式TnPM，由设计部门设计出图，到建设部门建造完成、再到安装供货商安装完成、最后交付运营使用管理论文下载。在传统的设备房建设与使用过程中，设计、建设、供货、安装及运营等五方单位之间缺乏充分的信息交流与沟通，各个单位按照自己的标准建造完成后便移交给另一方，属于典型的“缝接式”生产流程如图1所示。南京地铁推行的设备房标识系统在前期规划过程中，充分考虑了传统“缝接式”生产流程的缺陷，创新出“运营前置”的设计模式，即在设计建设前期，由最终用户---运营方提出使用、维护全过程的内在需求TnPM，系统整理后反馈给设计、建设、供货及安装部门。这种从设备房源头起就开始的多方信息的交流与互动模式，强化了每一环节与其上下部门间相互衔接的紧密联系，呈现出“循环连接式”的特征，如图2所示。
图1 传统设备房“缝接式” 图2 新模式下的设备房“循环连接式”
1.2 模型扩充
传统的设备房在设计建造过程中无明确的模型可言，有的仅是体现一些简单的人机工程模型，大多是各专业系统常规性或习惯性地进行部分标识的设计，有的部门甚至缺乏相关标识的现场表现力。
在南京地铁设备房标识系统规划过程中，采用系统论的观点将设备房内各设备的标识进行系统分类，所有的这些分类标识设计过程中标准齐全TnPM，参照统一的模型进行定制。
设备房标识系统规划设计中，集中扩充的模型包括：
系统工程学模型：凸显设备全寿命全周期成本维护、从设备生产制造、使用、维护直至报废为止的全过程；凸显设备房总体从规划设计、建设监理、运营接管、维保商介入等全过程的管理与无缝衔接。
⑴人机工程学模型：凸显设备房标识系统的人机工程学的基本原理，凸显“6A+”设备房的人性关怀，凸显设备操作人与维护人之间的和谐关系。
⑵价值工程学模型：凸显“会创收”的设备房“精细维修”理念，凸显“功能”与“成本”之间的有机协调和平衡，突出现场改善的维修价值和设备最低寿命周期成本之间的关系。
⑶维修工程学模型：凸显设备维修与全员自主管理之间的关系，突出设备维修与设备可靠性之间的关系。
⑷可靠性模型：凸显设备维修价值论，凸显设备房标识系统与RCM（以可靠性为中心的维修）之间的关系论文下载。
1.3 模块运作
南京地铁设备房标识系统在总体规划中将设备房标识系统依据功能一共分为6大类、28中类和77小类。针对每个小类形成大小不一的模块，且每一个小类形成的独立模块除了具有自己特色的设计需求外TnPM，在标识设计过程中必须遵循其相应中类设计的共性原则；而相应的中类设计同样必须遵循其相应的大类设计的共性原则。
依据上述原则对各个模块的标识进行独立成套设计，这样不仅节约了时间成本和经济成本，更能使设备标识语言凸现完整性、清晰性、系统性和准确性。
1.4 模板形成
设备房标识系统在设计、运作、完成的过程中，总结、吸收、提炼，制定出一套设备标识系统设计、制作、安装、培训与维护等标准规范，用标准规范指导南京地铁一号线、二号线各设备房标识系统的推广工作。
标准规范的形成，可进一步促进在地铁沿线各站设备房标识系统模块运作过程中形成相对独立的设计、制作、安装、培训与维护模块集成模板。
2 结语
设备房标识系统是以“一切标识设计全效服务于设备管理维护”为出发点，以改善与提高设备房全系统的预防维修为载体，最高的设备综合效率（OEE）和完全有效生产率（TEEP）为目标，其四“模”的规划组织特色为其在南京地铁的实践与推广打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]南京地铁科技咨询有限公司.南京地铁设备房标识系统[R].南京,2008.
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中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0119-01
0 引言
随着计算机技术的发展，在概念设计阶段使用三维数字化人机工程设计是现代工业设计的必然要求。以人体参数为基础建立的数字人体模型是描述人体形态和力学特征的有效手段，是研究、分析、设计和评价人机系统不可缺少的测量和模拟工具。目前可进行人机工学分析的软件较多，本文尝试以SolidWorks和CATIA这两种三维软件为例来探讨计算机辅助技术在人类工效学方面的应用。
1 建立模型的思路
由于SolidWorks软件基于具体的尺寸绘制草图完成建模，然后通过在装配体文件中添加几何关系组成完整的人体模型。所以在创建之前需要计算出各个人体百分位所针对的主要部位尺寸。笔者首先进行了油田作业工人的人体测量工作，由于人体测量中所得到的测量值，都是离散的值随机变量，大多数都符合正态分布(高斯分布)规律，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数[1]。
通过实际测量，利用上述方法可以计算出对应人体尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5组模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能，所得到的最终模型通过选择不同配置就可以改变各部位的尺寸比例。
CATIA与SolidWorks不同，它具有专门的人机分析模块，还提供了美国、加拿大、韩国、日本和法国的人体模型数据库，遗憾的是没有中国的人体模型。这里笔者依据韩国人人体模型的各部位比例和测量参数，通过修改模型库中韩国人的相关参数[2]，还可以建立针对目标人群的文件来实现，如图1所示，当定义完人体模型相关数据后导入CATIA的人体模型库，然后再确定要建立的人体模型的父系产品、人体模型名、性别、百分数，就能生成中国地区的虚拟人体模型[3]。
2 人机优化方法的不同
使用SolidWorks笔者建立了一个操作平台,这里对于操控域设置为站姿操作方式来进行设计。以空间分析为例，根据人机工学对站姿操作评估的需求，作业面高度同作业姿势有关。一般在站姿作业时，身体向前或向后倾斜以不超过10°～15°为宜，工作台高度一般为操作者身高的60％左右。当台面高度为900mm～1100mm时，台面处于最佳作业区内[4]。以此为依据，可以参考导入的人体模型对平台进行优化，将作业人员所处的作业空间尺寸设定为1100mm*900mm的空间，满足作业岗位中横向活动间距大于1000mm的要求，参考建立的人体模型还可以近一步设定操控台面的最低线距离操作站立面的距离为1135mm，由于操控台平面为坡面，最高处与最低处的高度差为111mm，则可以算得操控平面中线距离作业站立面的高度为1191mm，在身高60%的比例高度稍微偏高处，在软件中完全适合我们所测得的平均身高为1753mm的华北地区作业人员使用。操控台宽度为540mm，与虚拟人体模型肩宽接近，两侧各多出83mm。这样作业者作业时手臂减少横向的施力，可以降低肌肉疲劳。依据以上人机工学评价标准，我们最终完成的操控域的优化设计工作。
这里我们将修井机的操控域设计为室内坐姿作业方式。CATIA也具有独立建模的能力，首先对操控域进行建模，然后导入建立好的人体模型。在对现场作业姿势有了充分了解后，可以利用约束工具进行身体部位与其它虚拟物体的定位，利用干涉检查和终止干涉来避免虚拟人体模型的身体和虚拟物体的重合，使人体模型姿势符合作业姿势。
由于CATIA具有人体模型姿态分析（HPA）模块，所以我们可以直接针对这一坐姿，利用CATIA的姿态评估大腿与小腿夹角的舒适度为92.6%。同理对其他模型部位进行评估。以这一坐姿为依据，我们可以调整操控域的座椅以及作业台的具体尺寸，使得操控域满足作业人机舒适性的要求。
3 结论
在对操作平台操控域两种不同方案的人机优化过程当中我们可以得到以下结论：SolidWorks和CATIA虽然都能进行三维建模，但是在建模方面SolidWorks采用参数化驱动模型，用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程要更加简便易行，当发现不符合人机工学要求的尺寸时可以及时修改。其不足之处是当人体模型建立完成之后没有一个专门的人机分析模块对方案进行智能化分析，需要借助工程图和零件图依据人机工程学的人机评价标准来人工调整。而CATIA虽然在所建立模型的编辑和调整上不如SolidWorks便捷，但是它拥有专门的人体模型构造（HBR）模块和人体模型姿态分析（HPA）模块，可以很快地对所需作业姿势进行优化评价。评价结果以分数来显示清晰明了。
通过以上比较我们可以总结出这样的一个设计思路，如果结合两个软件各自的优势，利用SolidWorks对操作平台进行建模工作，然后使用CATIA软件确定最佳的作业姿势，最终以这一姿势所需要的具体人机尺寸来修改SolidWorks中建立的操控域模型，这样整个设计过程会更加便捷有效。
参考文献：
[1]载敏．基于人机工程的动态人体模型研究和应用．四川大学研究生学位论文．2004（5）：12-13.
篇（9）
优化产品与用户间的界面是人机工程学的研究目的。包括软件界面和硬件界面两部分，软件指控制部分和显示部分等无实体形态的部分，硬件指把手、按钮、旋钮等有实体形态部分。良好的产品界面设计应达到这样的目标：在操作过程中，决不让用户调整自己，不会使用户产生混乱，不能对用户有害。软件部分要简洁、清晰、明了的起到指示作用；硬件部分应保证用户操作的目标实现和保护用户。
一、电冰箱的人机界面分析
电冰箱的人机界面设计首先要考虑人的使用性要求。使用者在操作冰箱过程中，对电冰箱的拉手、电气按钮或旋钮（一般没有）、冰箱造型、零件功能等均有要求，探讨和研究电冰箱人机界面设计就是研究诸如电冰箱的把手、按键、储藏空间、显示界面等内容。
篇（10）
中图分类号： U484 文献标识码： A
一、自行车车架选型
车架是构成自行车的基本部件，它具有载人和承受恶劣环境的功能，人仅仅是载重体，由于内部条件和外部条件的变化，使加在自行车上的载重比车体的自重大好几倍。另一方面，由于人体的自身动力和骑车技能，使自行车向前行驶，车架便成为运载人体安全前进的因素。因此车架应满足如下要求：强度要绝对牢固耐用；形状要便于人体发力；形状还要便于充分人体的控制机能。
车架形状的确定，必须根据前后车轮摆在同一条水平线上并适合人体的身高，这样骑上后才能充分发挥双腿的驱动力。确定选择环形车架结构，这种环形车架结实耐用，对骑车者的安全性有很大的保证，而且结构紧凑，很大程度上增加了车体的美观性，因此现在普遍应用这种车架结构。
二、前叉部分
前叉通常由前叉立管、前叉肩、前叉腿及前叉嘴所组成，前叉立管、叉肩、叉腿一般是用钎焊等方法焊接的。前叉嘴是将叉腿的端部压扁（放进衬片增强）。
前叉立管，其外径安放在车架前管内（本次设计为22毫米），内径与把立管（本次设计为18毫米）配合在一起。还有从力学角度考虑，立管的下端，在下挡附近应力最大，因此立管下部应该加厚。叉肩、叉立管和叉腿分别经过冲压、锻造加工而成，最后再将两者以钎焊形式焊接到一起。
叉腿是悬臂梁，考虑应力的合理分布，把它做成根部大，端部小的形状。这种形状的截面系数是从根部往端部逐渐减小的，并考虑到外力的影响，做成了前后方向呈长轴般的椭圆形。
叉腿的长度及下部弯曲部分的曲率大小是由使用车轮的直径和偏距的大小决定的。前叉部件均与车架材料一样，选用铬钼钢（30CrMo）作为材料。
三、自行车架零部件设计
车架部件由前脸部分，中接头部分所组成，前脸和中接头部分都装有两套轴承，其形式种类虽多，但灵活的转动机能为其必要条件
1.前脸设计
（1）功能
功能方面首先应该考虑的是前叉对车架的转动，即车把的转动灵活向题。为此，必须提高各部件的加工精度，特别是钢珠的滚动面与螺纹要同心，并要进行适当的热处理，力求变形小。
前脸部分不同心，造成前叉组装上的偏心，前车轮与后车轮的不同心，这对车把的装配，影响极坏，因此不仅前脸部分，而且对车架，前脸的加工精度以及组装技术方面，都必须予以充分注意。
此外，在组装上也要注意，前叉挡绝对不可压紧，骑行中前脸部分要从前轮受到反力，有封受到相当大的冲击，必须有足够的强度。
（2）使用要求
它是通过上下各一套轴承连接车架和前叉的部件，对自行车的操纵、稳定性能影响很大，因此必须具备足够的机能和强度。
2.中接头部分
（1）功能
中接头部分是自行车驱动上不可缺少的部件，由中轴和左右中轴碗，形成左右2套主轴承，装进车架的中接头部分内固定起来，为了固定及调整轴承珠道而使用螺纹，但其形式和结构的种类很多，而且螺纹也容易缓和，所以放松问题值得考虑。
（2）使用要求
通常在骑行时，加在脚蹬上左右交错的踏力为534千克，申轴由于左右碗的支承，基本上保持水平转动。其转动速度每分钟为40 60转。必须注意作为特殊球轴承的机能，它承担着以低速转动而变动的交变载荷。即中轴的直度要好，左右珠道部要无偏心，碗的内外径无偏心以及螺纹的精度要高等等，在提高部件加工精度的同时，在车架方面也必须尽力防止螺纹的偏心。
使用与车架一样的材料，用铬钼钢作为中接头的材料。中接头与车架体就是一体的。
四、前后轴零部件设计
前后轴部件与车圈、辐条都是组成车轮的主要部件，它既要承受车轮所受的静的和动的载荷，又要使车轮转动得灵活轻快。它由轴皮和轴棍组成，为了减轻两者之间的摩擦，采用了轴承装置。
自行车轴皮应具备以下功能:
1．必须承受住车轮的静的或动的载荷。
2．通过辐条与车圈结合起来组成车轮，不得影响辐条的寿命和车轮的机能。条盘的间隔、条盘的厚度及其直径的大小，要保证尺寸精度。
3．摩擦要少，转动要灵活。左右轴碗淬大变形，偏心要小。轴挡的外径与螺纹的偏心要小，螺纹的精度要高。珠道要精细加工，轴棍要直，螺纹精度要高。轴挡的位置必须保持端正。
4．轴碗及轴挡的轴承面的强度要大，磨耗要小，不得产生压痕。设计要合理，材料要适当，热处理质量要好。
5．根据各种形式、用途，要求变速机能、刹车机能等都必须良好。
五、中轴零部件设计
中轴是传动机构，传动力通过脚蹬、曲柄、链条、链轮传到后轮，驱动全车前进。
中轴要承受骑车者的脚踏力量，要具有足够的强度与负载荷能力。中轴棍折断荷重不小于19.6KN。
中轴棍选用的是合金钢40Mn，这种材料用于制造在较高应力与磨损条件下的零件，能承受疲劳负荷。适用于中轴这种工作条件的零件。中轴碗由于要与钢珠相接触，而且还会有相对的运动，所以选用的是45钢，这种优质碳素结构钢是高强度中碳调质钢，具有一定的塑性和韧性，较高的强度，切削性能良好，采用调制处理可获得很好地的综合力学性能，尤其是适用于制造较高强度的运动零件。滚珠选用GCr9。
六、车把设计
车把连接着前叉，可以转动前叉，在使用性能上主要是操纵着自行车的行驶方向，并作为骑车者的扶手，支撑着骑车这一部分的重量，并且车把上有车闸和车铃，起到保障骑驶着安全的作用。
车把因装在自行车正前方，要求美观合适，必须能承受一定的颠波撞击性能。车把选用的材料是Q235A。由于车把要求有一定的强度，再从经济的角度考虑就选用了这种材料。
本次设计的自行车三维实体模型如图所示。
七、设计总结
自行车与我们的生活息息相关，虽然自行车不及汽车那样有优势，但自行车符合现在时代的环保主题，应该会朝着一个更好的方向发展，设计人员也在不断的完善与创新自行车这一产业，运用更多先进的技术使其跟上我们时代的发展。
人机工程这门新兴的边缘科学在自行车设计还属探索阶段。作为设计人员在今后的工作中应不断通过：人一自行车一骑行环境，三要素之间的相互关系的规律，使它们更合理的协调，以创造出最适合于各类骑行者、各种路况的自行车，从而获得这一系统的最高综合效能，这是自行车设计者的工作方向。
参考文献
[1] 吴宗则，罗圣国主编.机械设计课程设计手册[M].第二版.北京：高等教育出版社，1999
[2] 李敬杰，孔德音主编.互换性与测量技术基础[M].第三版.天津:天津科技翻译出版公司，2002
