Техническая эстетика и эргономика при проектировании машин и оборудования

УДК 744(075)

Печатается по решению учебно-методического совета 
ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол №   от 10 декабря 2013 г.)

Рецензенты: кафедра землеустройства и ландшафтного проектирования 

ВГАУ им. императора Петра I, заведующий кафедрой, 
профессор, д.э.н. Е.В. Недикова; доцент кафедры градостроительства института архитектуры и градостроительства ВГАСУ Е.И. Гурьева

Гончаров П. Э.
Техническая эстетика и эргономика при проектировании машин 

и оборудования. [Текст]: учеб. пособие / П. Э. Гончаров, И. К. Лукина, 
М. В. Драпалюк, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».– Воронеж, 2016. – 70 с.

Учебное пособие содержит основные понятия, термины и теоре
тические материалы по разделам дисциплины, а также примеры и подробные методические указания для выполнения графических работ. 
Предназначено в качестве учебного пособия для практических занятий 
и самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению 
подготовки бакалавров 15.03.02 – «Технологические машины и оборудование»

 Гончаров П. Э., Лукина И. К., Драпалюк 
М. В., 2016

ISBN …
 ФГБОУ ВО «Воронежский

государственный
лесотехнический университет», 2016

ВВЕДЕНИЕ

Первое, с чего начинается проектирование машины – это рисунок, ча
ще всего в виде быстрого наброска от руки. Выбрав основные формы объекта 
с помощью наброска, приступают к более детальной проработке, используя 
расчеты, компьютерное моделирование и графику. Несмотря на бурное развитие компьютеров и программного обеспечения для выполнения проектирования, пространственное мышление и умение рисовать для проектировщика остается столь же важным. Умение работать со специализированными 
компьютерными программами не отменяет важности навыков рисования, так 
же как и навыков письма или устного счета. Специфика работы инженера состоит в том, что его мысли могут быть заняты проектом и после окончания 
смены и удачное решение может его застать в тот момент, когда под рукой не 
окажется оргтехники и придется запечатлеть схему или рисунок от руки.
Часто приходится делать с натуры эскизы готовых объектов при проведении 
обмеров. Для большой части таких эскизов выполняется пространственное 
изображение объекта. История инженерной науки подтверждает, что все талантливые проектировщики умели неплохо или даже отлично рисовать.

Бакалавр по направлению подготовки «Технологические машины и 

оборудование» может участвовать в проектировании машин, поэтому знания 
правил выполнения графических изображений для него имеют большую 
важность.

Графические работы, рекомендуемые в курсе «Техническая эстетика и 

эргономика при проектировании машин и оборудования», требуют знаний
начертательной геометрии – дисциплины, являющейся теорией графического 
изображения любого объемно-пространственного объекта на плоскости. Помимо этого в этих работах требуется применять приемы рисунка, придающие 
изображениям большую наглядность и выразительность. Предложенные работы позволят освоить средства создания выразительной композиции, возможности линейной, тональной и цветной графики.

Проектирование машин сопровождается графическими изображениями

на всех стадиях, начиная с набросков, эскизов, чертежей в ортогональных 
проекциях и заканчивая рисунком в перспективе или компьютерной визуализацией разрабатываемого объекта.

Знания и навыки, получаемые студентами в результате изучения дис
циплины, необходимы для изучения специальных предметов, для эффективного использования компьютерных технологий проектирования.

1. ГРАФИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Основные виды графики в настоящее время отражают задачи проект
ного процесса и носят название эскиз, чертеж и технический рисунок. Каждый из названных видов графики имеет свою изобразительную специфику, 
отвечает определенным требованиям. Характер процесса проектирования построен таким образом, что поиск идеи осуществляется с помощью эскиза, а 
затем оформляется чертеж и наконец рисунок.

Основными видами графики являются: линейная, тональная и цветная.

Линейная графика – самая простая и основная техника исполнения чертежа, 
эскиза, рисунка, технической схемы.

1.1. Линейная графика
В линейной графике возможна тональная, цветная разработка формы, 

выявление ее освещенности, массы, фактуры. В этом случае применяется 
цветная линия, заливка, линейная имитация тона – штриховка или точечное 
темнение.

Правила нанесения тона в линейной графике следующие:
а) Для линейчатых поверхностей (плоскость, цилиндр, конус) предпоч
тительно использовать нанесение тона в виде линий (рис. 1). Для нелинейчатых поверхностей можно использовать точечное темнение (рис. 2). Для имитации тона на гладких поверхностях лучше использовать линии, на грубых 
поверхностях (например, образованных литьем в песчаную форму) лучше 
использовать точечное темнение.

б) Линии, имитирующие тон, наносятся по форме предмета (рис. 1).
в) Для темных участков используют более жирные линии которые рас
полагают чаще (рис. 3).

г) Для светлых участков используют редкие тонкие или прерывистые 

линии. Все поверхности не тонируют, в пределах самых светлых мест (бликов) оставляют чистую бумагу.

д) Тень на предмете (собственная тень) должна быть темнее, чем тень 

падающая.

е) Не следует забывать про рефлексы – световые пятна от света, отра
женного от других поверхностей и подсвечивающего предмет.

Рис. 1. Примеры нанесения линий, имитирующих тон в линейной 

графике

Рис. 2. Пример нанесения точечного темнения на нелинейчатую 

поверхность.

Рис. 3. Пример нанесения тона на фигуру.

В технике линейной графики студентам требуется выполнить графиче
скую работу№1.

Графическая работа № 1 «Изображение объекта в технике линей
ной графики»

Цель задания – овладение техникой выполнения черно-белого рисун
ка, проработанного тонально.

Методические указания к выполнению графической работы 1
Для выполнения задания 1 лист формата А4 можно расположить как 

горизонтально, так и вертикально. 

Для овладения техникой черно-белого рисунка в качестве объекта ри
сования выбирается машина, инструмент или оборудование, соответствующее области профессиональных знаний. Рекомендуется выбрать объект в качестве фотографии из сети «Интернет», распечатать ее, и до перенесения 
изображения на формат, согласовать с преподавателем уровень сложности. 
При перенесении изображения на формат А4 следует заполнить не менее 50

60% его площади. С фотографии на формат вначале карандашом переносятся 
контуры, затем контуры обводятся черной тушью при помощи пера или 
рейсфедера, либо черной гелевой или шариковой ручкой. Затем выполняется 
тональная проработка с использованием линий, точек или сплошной заливки.
Исходная фотография подшивается вместе с форматом. При выполнении задания необходимо пользоваться чертежным инструментом.

В примере выполнения задания №1 (рис.4) представлено, тонально 

проработанное, изображение лесовозного автомобиля. Для плоских и цилиндрических поверхностей применена штриховка в виде линий, для дутых, нелинейчатых поверхностей сложной формы применено точечное темнение.

Рис. 4. Пример выполнения графической работы №1 «Изображение 

объекта в технике линейной графики»

1.2 Стилизация изображения
Стилизация подразумевает отображение самого главного, существен
ного и одновременное вызывает необходимость отбраковки второстепенных, 
несущественных черт объекта.

Стилизация применяется как неотъемлемый метод декоративного ис
кусства, плаката, силуэтной живописи и графики, прикладной графики и др. 
видов искусства, требующих декоративной ритмичной организации целого.

Стилизация облегчает и одновременно усиливает восприятие образа 

предметов, добавляет определенный налет сдержанного эстетизма.

Использование линии как основного средства изображения уже вносит 

определенную условность, так как линии в природе практически не существует, а в графическом изображении обозначает грань, границу света и тени, 
контур предмета. Поэтому любой линейный рисунок уже в некоторой степени является стилизованным изображением. Если отказаться от нюансов формы предмета и геометризировать ее, то изображение становится выразительнее, поскольку основное внимание уделяется наиболее характерным и специфическим особенностям.

В технике к стилизации часто прибегают при проектировании товар
ных знаков, в рекламе товаров (рис. 5, 6).

Упрощенность, лаконизм - характерная черта стилизованного рисунка. 

Чтобы стилизовать рисунок, нужно отобрать основные, характерные черты 
изображаемого предмета. Ими могут служить характерный объем отображаемого предмета, характерные линии и формы.

Рис. 5. Стилизация фигур животных, использующихся в товарных

знаках

Рис. 6. Стилизация изображения автомобилей

В рисунке при стилизации как правило не работают тоном для выявле
ния объема и перспективы – эту задачу решает воображение зрителя, которое 
само "дорисовывает" объем и определяет пространственное положение. В 
роли пространства выступает бумага, незаконченность и лаконизм при этом 
служат одними из главных средств выразительности.

Графическая работа №2 «Изображение стилизованных объектов»
Цель задания – приобрести навыки выполнения стилизованного изо
бражения.

Методические указания к выполнению графической работы №2
Работа выполняется на листе формата А4 в технике линейной графики 

тушью, фломастером, капиллярными, шариковыми или гелевыми ручками.

Как и для первого задания для стилизации рекомендуется выбрать объ
ект в качестве фотографии из сети «Интернет», распечатать ее, и согласовать 
с преподавателем. При выполнении данного задания в тематике объектов 
студенты не ограничиваются. Изображение на формате А4 должно занимать 
не менее 50-60% его площади. Можно выполнить несколько изображений с 
различной степенью стилизации, а также абстрактное изображение. Исходная 
фотография подшивается вместе с форматом (рис. 7).

Рис. 7. Пример выполнения задания №2

1.3 Тональная графика
Тональная графика – это техника изображения с использованием тона, 

основным свойством которого является ахроматичность, т.е. отсутствие цвета либо монохромность. Практикуется монохромное изображение, например 
в коричневом, синем и др. цвете.

Изображение формы в тоне позволяет передать такие ее качества, как

величина, вес, фактура, текстура, что имеет большое значение для передачи 
многочисленных характеристик объекта. Язык тональной графики легче воспринимается неподготовленным зрителем, так как изображение с использованием тона передает наиболее достоверную информацию о свойствах предмета. Тон играет важнейшую роль в восприятии форм. В этом легко убедиться, если посмотреть негативы старых фотопленок, на которых даже изображения родственников могут оказаться неузнаваемыми. А тем не менее линейная конструкция у негативного и позитивного изображения одинаковая и 
все различие только в тоне. Техника тональной графики существует очень 
давно – с момента изобретения китайской туши и акварельных красок.

С помощью тональной графики развиваются творческое, пространст
венное мышление и воображение. Свобода владения тоном в очень большой 
степени помогает моделировать ситуации, где освещение, положение в пространстве наиболее выгодно выявляют форму проектированного объекта.

Правила нанесения тона рассмотрим на натюрморте геометрических 

тел. Следует учитывать следующие правила:

а) Ближние объекты и их части изображаются контрастнее, то есть 

светлые места светлее, а темные темнее Удаленные объекты изображаются в 
полутонах. Правило необходимо применять, даже при изображении малых
объектов, когда расстояния между ближайшими и удаленными частями незначительно и разница в контрасте не видна на глаз.

б) На границе светлого и темного светлая поверхность должна быть 

светлее, а темная темнее (рис. 8).

в) Поверхности отражают свет. Отраженным светом подсвечиваются 

близлежащие предметы. Отраженный свет на предмете называется рефлексом.

г) Интенсивность тени уменьшается с удалением от предмета.

Рис. 8. Контраст на границе темного и светлого

д) Самые светлые места на предметах – блики не должны быть на всех 

предметах одинакового размера и светлоты. Самые интенсивные блики выполняются на ближайших предметах, составляющих композиционный центр. 
Если предметов много, равная интенсивность бликов на них может привести 
к ощущению беспорядочности и разобщенности композиции.

Тон можно наносить штриховкой карандашом, отмывкой акварелью, 

углем, сангиной, масляными красками и другими материалами.

Рассмотрим классический метод штриховки карандашом. Линии штри
ховки могут быть прямыми или изогнутыми. При нанесении штриховки следует учитывать следующие правила:

а) штриховку следует наносить по форме предмета (рис. 9). Так для 

граней куба не подходит штриховка дуговыми линиями, а сферу нежелательно штриховать прямыми линиями. Пренебрежение этим правилом может 
привести к неправильному зрительному восприятию формы. Так на гранях 
могут видеться выступы, а сфера может казаться граненой.