技術(shù)與設(shè)計 一

第一章? 技術(shù)及其性質(zhì)

一、技術(shù)的巨大作用

1、技術(shù)的起源：源于原始人類尋找、生產(chǎn)食物；制作衣服；與野獸搏斗等生存的基本需要。此時的技術(shù)并不是以科學(xué)知識為基礎(chǔ)的。

2、技術(shù)：是人類改造大自然的工具和方法。

3、技術(shù)和科學(xué)的關(guān)系：

科學(xué)的任務(wù)是認(rèn)識世界，技術(shù)的任務(wù)是改造世界。技術(shù)是從科學(xué)到生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，是把科學(xué)原理轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的橋梁。技術(shù)來源于實踐經(jīng)驗的總結(jié)和科學(xué)原理的指導(dǎo)，特別是現(xiàn)代技術(shù)，它往往是科學(xué)的直接應(yīng)用。

4、技術(shù)的巨大影響

[1]、技術(shù)的影響:在當(dāng)今社會，技術(shù)已經(jīng)滲透到社會的經(jīng)濟、政治、軍事、外交、文化和生活的方方面面，影響并改變著我們的思維方式和生活方式。技術(shù)對當(dāng)今社會影響是巨大的。

[2]、技術(shù)的兩面性：技術(shù)的兩面性是指技術(shù)既能滿足人類需求，為人類造福(正面影響)，同時也會對人類帶來一定的危機、隱患、甚至是災(zāi)難(負(fù)面影響)。如原子能技術(shù)、農(nóng)藥技術(shù)的應(yīng)用。

二、技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新

1、發(fā)明與革新是技術(shù)的源泉

???? [1]、發(fā)明：創(chuàng)造發(fā)明出自然界原來沒有的事物。（電弧燈）

???? [2]、革新：對原來的舊的技術(shù)加以改造和提高。（白熾燈）

???? [3]、發(fā)明和革新的結(jié)果：就是以新的技術(shù)取代舊的和落后的技術(shù)。正是由于技術(shù)不斷發(fā)明和革新推動了技術(shù)及其產(chǎn)品的不斷進(jìn)步與完善。

2、知識產(chǎn)權(quán)內(nèi)容:廣義上包括著作權(quán)、鄰接權(quán)、商標(biāo)權(quán)、商號權(quán)、商業(yè)秘密權(quán)、產(chǎn)地標(biāo)記權(quán)、專利權(quán)、植物新品種權(quán)、集成電路布圖設(shè)計權(quán)、計算機程序著作權(quán)等；狹義上包括著作權(quán)、專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)；

三、設(shè)計是技術(shù)的關(guān)鍵

1、技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑是設(shè)計:技術(shù)的目的是解決實際問題。設(shè)計的目的是研究解決問題的方法.

2、技術(shù)創(chuàng)新的來源:[1]、是來源于有計劃有步驟的設(shè)計，如航天技術(shù)；[2]、是來源于偶然的發(fā)現(xiàn)，如青霉素的發(fā)現(xiàn)；

第二章? 設(shè)計的基礎(chǔ)

一、做一名優(yōu)秀的設(shè)計師

1、正確的思維方式的培養(yǎng)：

[1]、發(fā)散思維：又叫輻射思維，它以思考的問題為中心，從多角度、多個層次來探討解決問題的方法，擴展思路，然后從多個方法中選擇最好的。

[2]、定勢思維：又叫思維定勢，是指人的思想長期被慣例和習(xí)慣所束縛，迫使自己按照常規(guī)的思路和想法去思考問題和處理問題的思維方式。

[3]、逆向思維：又叫反向思維。采用和正向思維相反的方法來思考問題和解決問題的方法。

二、設(shè)計的基本方法和基礎(chǔ)知識

1、技術(shù)設(shè)計的種類

???? [1]、原創(chuàng)性設(shè)計：就是最初的最原始的設(shè)計，也叫開發(fā)性設(shè)計。如：最初的開瓶器。

?????? [2]、改進(jìn)性設(shè)計：在原有的技術(shù)發(fā)明基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使其更加合理、完善。如改進(jìn)后開瓶器。

?[3]、綜合性（組合）設(shè)計：（適當(dāng)了解）

三、設(shè)計和交流中的技術(shù)語言

1、設(shè)計交流的技術(shù)語言及作用

[1]、設(shè)計的技術(shù)語言：口頭語言、書面語言、技術(shù)符號、技術(shù)圖紙、圖樣、圖表、模型、原型、效果圖等都是設(shè)計交流的技術(shù)語言。

2、機械制圖與圖紙的識讀

?? [1]、投影和投影法

①投影：指物體在光線的照射下在地面或墻面上出現(xiàn)影子叫物體的投影。②投影法：是指用物體投影的方法和原理來表示物體的形狀和大小叫投影法。③正投影：投影光線與投影面垂直的投影叫正投影。投影光線必須是互相平行的投影線。④視圖：用正投影法得到的物體的投影叫視圖。

[2]、正投影的特性：正投影有如下特性：1、真實性；2、積聚性；3、收縮性；

[3]、三視圖：三視圖是指用三個相互垂直的投影面中的視圖來表示物體的形狀和大小，叫三視圖。三視圖的規(guī)律：長對正、高平齊、寬相等。

第三章 怎樣進(jìn)行設(shè)計

一、怎樣挑選材料

?1、材料分類及其標(biāo)準(zhǔn)件

??? [1]、材料的分類

天然材料：竹子、木頭、大理石等。優(yōu)點是安全、無害。缺點是生長周期長，破壞環(huán)境和生態(tài)平衡。金屬材料：銅、鐵、金、銀等。優(yōu)點是機械性能好，有韌性、可塑性，容易加工，可大量生產(chǎn)。缺點是冶煉時消耗大量能源，產(chǎn)生廢水、廢氣等污染環(huán)境。

化學(xué)材料：油漆、涂料、塑料等，優(yōu)點是穩(wěn)定、耐用性能好。缺點是生產(chǎn)過程產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，塑料不易降解，污染環(huán)境。復(fù)合物質(zhì)：各類鋁合金、玻璃等。優(yōu)點是有特殊的性能，如鋁合金即輕又硬。缺點是生產(chǎn)制造困難。新材料：指納米材料、高溫超導(dǎo)材料等。優(yōu)點是有新的特性，如超導(dǎo)電性能。缺點是難生產(chǎn)，成本高。

[2]、材料的特性

可塑性：指固態(tài)材料的保持形狀的特性。如金屬、木頭、塑料等。彈性：固態(tài)材料恢復(fù)形狀的特性。如橡膠、鋼材等。耐腐蝕性：指材料的化學(xué)性能穩(wěn)定。如塑料耐酸堿。其它特性：光學(xué)特性（玻璃）、放射性（大理石）、硬度特性（鋼、鉆石）。

[3]、元器件是指在電子和電器產(chǎn)品中，某一功能部件被廣泛、大量使用，人們出于使用方便、簡化制作過程和節(jié)約成本的需求，單獨設(shè)計和生產(chǎn)了這種零部件，稱為元器件。

[4]、標(biāo)準(zhǔn)件：按統(tǒng)一的形狀、大小、公差、技術(shù)要求等生產(chǎn)的零件和部件。如國家標(biāo)準(zhǔn)的螺釘、螺母、墊圈、齒輪等。

?2、材料選擇和資源保護(hù)的要求

選擇材料時要堅持合理、合適的原則。要求不要太高，以免浪費；也不要太低，以免達(dá)不到要求。選擇材料時要盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件和元器件?？梢怨?jié)約成本和能源。選擇材料時要盡量選可再生的資源、再生周期短的資源。

二、技術(shù)試驗

?1、技術(shù)試驗是從技術(shù)角度對材料、元器件及整機產(chǎn)品進(jìn)行測試和試驗。

2、技術(shù)試驗的方法：實物實驗、對比實驗、模擬實驗、計算機仿真實驗。(會舉例)

第四章? 設(shè)計的實現(xiàn)——制作

一、工藝

1、工藝

[1]、工藝是技術(shù)活動中的加工過程和加工方法。

[2]、加工的目的就是改變材料的大小、形狀、特性、外觀等，使其符合設(shè)計的規(guī)格。

2、常用的工藝種類

（1）、零部件加工工藝：

[1]、切削加工工藝：就是用切削工具把壞料上多余的部分去除，以獲得我們需要的幾何形狀、尺寸、表面質(zhì)量的加工方法。如剪紙、線鋸鋸木材等。

[2]、成型加工工藝：就是使用適當(dāng)?shù)耐饬?，利用材料的可塑性，改變材料的外形、大小、形狀等，且改變后材料的質(zhì)量不變，叫成型加工工藝。有折彎、壓制等方法，如石膏雕像制作、鋼筋柵欄。

[3]、澆鑄及模塑加工工藝：利用澆鑄模具成型來生產(chǎn)產(chǎn)品的方法。金屬、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蠟等都適合采用澆鑄或注塑的方法。如塑料相框、蠟燭、石膏像、古代的青銅器等。

（2）、零部件裝配工藝

[1]、零部件裝配工藝概念: 將兩件以上的零部件暫或永久的結(jié)合在一起的加工方法。常用的裝配方法有粘接、焊接、榫接、釘接、鉚接、螺接等。

[2]、零部件接合方式：

1.?? 用膠水、焊條、焊錫等膠合零部件。如用熱熔膠、強力膠乳白膠膠合部件、用化學(xué)藥劑溶解部件接觸表面后接合、用高溫將工件或焊條、焊錫等熔融后接合，如電焊、電路板焊接。

2.?? 用類似于訂書機的方式以機械外力接合部件。如用鐵釘或螺絲釘接合木頭、用榫頭接合木材、用鉚釘接合部件、用鉚釘接合金屬板。

（3）、表面涂飾工藝：是指在工件表面施以保護(hù)性或裝飾性處理的加工方法。如木材表面涂油漆、貼木皮、貼塑料皮處理；汽車表面防銹和噴漆處理；陶瓷表面上釉處理。

二、模型和原型的制作

?1、模型與原型概念

[1]、原型：通常是樣品，有時也是最終的產(chǎn)品。它是第一個能全面反映產(chǎn)品的功能和性能的產(chǎn)品。如設(shè)計一款新型的汽車時通常要制作出一輛汽車的原型，以評估該款汽車的安全性、美觀性、人機工程學(xué)、可制造性、可維護(hù)性等。

[2]、模型：在多數(shù)情況下由于資金、材料、場地等條件的限制不能直接制作出原型，只能使用仿真材料和精密的加工手段，按照一定的比例加工制作出尺寸精確、材質(zhì)逼真的模型。

第五章? 設(shè)計的交流與評價

一、設(shè)計的交流

1、設(shè)計交流的意義：通過交流可以改進(jìn)設(shè)計中的不中之處；消除設(shè)計中存在的隱患；選出最佳的設(shè)計方案；可以將自己的設(shè)計變成產(chǎn)品服務(wù)社會。

2、設(shè)計交流的方式：文本、圖紙、表格、設(shè)計模型、生活中的口頭語言、計算機演示、網(wǎng)頁等都是設(shè)計交流中的常用交流方式。

3、設(shè)計師和用戶的交流：

[1]、產(chǎn)品說明的重要性：設(shè)計師通常不能和用戶直接交流，只有通過用戶手冊和產(chǎn)品說明書向用戶傳遞信息，因此生產(chǎn)商必須為用戶提供用戶手冊或說明書，以防止用戶由于產(chǎn)品信息缺乏而導(dǎo)致利益受損。

[2]、說明書或用戶手冊的編寫內(nèi)容：（適當(dāng)了解）

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技術(shù)與設(shè)計 二

第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計

一、認(rèn)識結(jié)構(gòu)

1、結(jié)構(gòu)的概念：

結(jié)構(gòu)是可以承受一定 應(yīng)力 的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗引起形狀和大小改變的力。

（作用在結(jié)構(gòu)和構(gòu)件上的五種力的形式：拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力）

拉力

壓力

彎曲力

剪切力

扭曲力

構(gòu)件：椅面、椅背、椅腿和橫檔是椅子的組成部分。任何結(jié)構(gòu)都是由許多部件和零件所組成的，在工程中稱這些部件或零件為構(gòu)件。

變形：在外力作用下，結(jié)構(gòu)會發(fā)生幾何形狀的改變，構(gòu)件的形狀和大小也會有改變，這些改變在工程上稱為變形。

2、結(jié)構(gòu)的分類：

根據(jù)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，結(jié)構(gòu)分為實體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)三種基本類型。

實體結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)。其受力特點是：自身承受外力，主要是壓力。如實心墻、大壩等。

框架結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。其受力特點是：通過組成框架的條狀物來承受外力，既可承受拉力，也可以承受壓力。如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等。

殼體結(jié)構(gòu)是指層狀的結(jié)構(gòu)。其受力特點是：通過外殼傳遞力和承受外力，當(dāng)外殼頂部受力，能將力均勻擴散。如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。

二、探究結(jié)構(gòu)

1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：

結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力，就叫做結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如三邊確定的三角形構(gòu)成穩(wěn)定的幾何結(jié)構(gòu)。

2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素：

結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀、支撐面積的大小和重心位置密切相關(guān)。也就是必須做到：結(jié)構(gòu)的幾何形狀科學(xué)合理、結(jié)構(gòu)的支撐面積越大越好、結(jié)構(gòu)的重心越低越好。

3、影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素：

內(nèi)力：結(jié)構(gòu)的強度是通過構(gòu)件和材料實現(xiàn)的，構(gòu)件在外力的作用下會發(fā)生形變，此時構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點之間會發(fā)生相互作用力，這種作用力叫作內(nèi)力。構(gòu)件受的外力越大，內(nèi)力就越大，以維持構(gòu)件的內(nèi)力和外力的平衡。

強度：在工程技術(shù)中不允許構(gòu)件在正常使用的情況下被破壞，要求構(gòu)件和材料具有抵抗破壞的能力，這種能力叫強度。

應(yīng)力：構(gòu)件單位面積所受的內(nèi)力叫做應(yīng)力。

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對應(yīng)的公式→

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在國際單位制中應(yīng)力的單位叫帕，符號是Pa，一般使用MPa；內(nèi)力的單位是牛頓，符號是N；橫截面積的單位是平方米，符號是M2。

流程與設(shè)計

一、了解流程

1、流程的含義：

流程是一系列連續(xù)有規(guī)律的活動，這些活動以確定的方式發(fā)生或執(zhí)行，導(dǎo)致特定的結(jié)果實現(xiàn)。

回家開門的流程：取鑰匙—插入鎖孔—>旋轉(zhuǎn)—>開門—>進(jìn)屋；

2、工作流程和工藝流程

工作流程是反映要完成一件事情、一項任務(wù)而要進(jìn)行的一系列有序的工作或活動的全過程。

郵寄包裹的工作流程：取包裹單—>購買標(biāo)準(zhǔn)包裝箱—>包裝密封—>填寫包裹單—>交寄—>收好回執(zhí)單；

工藝流程是反映了從原料投入到成品產(chǎn)出，通過一系列加工環(huán)節(jié)，順序進(jìn)行生產(chǎn)或制造某種產(chǎn)品的全過程。

蔡倫造紙工藝流程：收集原料—>水浸—>剁碎—>水洗—>浸入草木灰水中—>加熱蒸煮—>漂洗—>搗碎形成紙漿—>用紙模撈取紙漿—>濾水晾干成紙；

二、流程的組成和描述

1、流程的基本組成

任何流程都包括具體的環(huán)節(jié)和時序的關(guān)系。

⑴時序：過程的經(jīng)歷中，各環(huán)節(jié)按照一定的時間順序先后出現(xiàn)、完成。這種時間順序關(guān)系，稱為時序。 （例：買票→?候車→檢票→上車。）

⑵環(huán)節(jié)：活動或事件在其發(fā)展的過程中，依據(jù)某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環(huán)節(jié)。

方框流程圖是指采用預(yù)先約定的幾何圖形和符號來表示流程的各個環(huán)節(jié)，以及各環(huán)節(jié)之間的順序關(guān)系（時序）。方框流程圖的符號如下所示：

流程圖的繪制是指在已經(jīng)確定了流程的環(huán)節(jié)和時序后，利用預(yù)先約定的流程圖的幾何圖形和符號繪制出來的。

第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計

一、認(rèn) 識 系 統(tǒng)

1、系統(tǒng)的含義：

系統(tǒng)：系統(tǒng)是指由兩個或者兩個以上相互聯(lián)系、相互作用的元素所組成的具有一定的結(jié)構(gòu)功能的有機整體。

系統(tǒng)和子系統(tǒng)：系統(tǒng)有大有小，有簡單有復(fù)雜。任何系統(tǒng)都是由子系統(tǒng)組成。子系統(tǒng)各具功能，它們之間相互依賴和相互作用，共同完成系統(tǒng)的整體功能。如人體系統(tǒng)是由呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、分泌系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。

子系統(tǒng)和元素：子系統(tǒng)可以層層分解成元素。元素與子系統(tǒng)是相對而言的。如肺是組成人體呼吸系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是組成人體的元素。

2、系統(tǒng)的分類：

1）、按照系統(tǒng)組成元素的性質(zhì)：自然、人工、復(fù)合系統(tǒng)。2）、按照系統(tǒng)組成元素的存在形態(tài)：實體、概念。3）、按照系統(tǒng)的運動狀態(tài)：動態(tài)、靜態(tài)。4）、按照系統(tǒng)和外部環(huán)境的關(guān)系狀態(tài)：開放、封閉。

二、系統(tǒng)分析的基本方法

1、系統(tǒng)的基本特性：

(1)整體性：是系統(tǒng)的最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。

(2)相關(guān)性：構(gòu)成系統(tǒng)的各元素之間是相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互影響的關(guān)系，是彼此相關(guān)的。例如：人體的各個器官功能實現(xiàn)和人體的整體功能。

(3)目的性：任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的主要標(biāo)志。例如：汽車的速度和耗油量。

(4)層次性：系統(tǒng)各個層次具有獨自的功能，它們又相互聯(lián)系、相互作用共同完成系統(tǒng)的整體功能。例如：人體的功能、自然環(huán)境的綜合治理。

(5)環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境之中，并不斷的與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)的能量的和信息的交換，系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。例如：變色龍的改變顏色、雷鳥的羽毛。?

2、系統(tǒng)分析及其一般步驟：

（1）什么是系統(tǒng)分析？

系統(tǒng)分析是系統(tǒng)思想和分析方法的結(jié)合。系統(tǒng)分析研究的對象多種多樣,沒有統(tǒng)一的模式，但有基本的步驟和原則。

第四單元 控制與設(shè)計

一、了 解 控 制

1、控制的含義：

人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。

2、開環(huán)控制與閉環(huán)控制

能將控制的結(jié)果反饋回來與希望值進(jìn)行比較，并根據(jù)它們的誤差及時調(diào)整控制作用的系統(tǒng)，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。不能將控制的結(jié)果反饋回來，調(diào)整控制作用的系統(tǒng)，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。

3、手動控制與自動控制

控制系統(tǒng)必須在人的直接干預(yù)下才能完成控制任務(wù)的系統(tǒng)叫手動控制系統(tǒng)。

控制過程不需要人的干預(yù)，就可以按期望的規(guī)律或預(yù)定的程序運行的控制系統(tǒng)叫自動控制系統(tǒng)。?

二、控制系統(tǒng)的組成和描述

1、控制系統(tǒng)的組成(書中P117頁圖)

2、控制器：控制系統(tǒng)的控制命令發(fā)出的部分叫做控制器，如上面的離心調(diào)節(jié)器和人的大腦。

3、執(zhí)行器：將控制器的控制信號轉(zhuǎn)換成能影響被控對象的信號的裝置，叫執(zhí)行器。如投擲飛鏢的手。

4、控制量：能夠?qū)刂票豢貙ο螽a(chǎn)生作用，從而使被控量發(fā)生變化的量，叫控制量。如發(fā)動機的進(jìn)油量、施加給飛鏢的力的大小。

5、被控對象：控制系統(tǒng)控制的對象就是被控對象，如飛鏢和發(fā)動機。

6、被控量：就是一個系統(tǒng)實際控制的目的，有時系統(tǒng)的控制目的就是系統(tǒng)的被控量，如飛鏢的落點和發(fā)動機的速度；但有時控制目的和被控量不一樣，如我們控制化學(xué)反應(yīng)的速度時，經(jīng)常是通過控制反應(yīng)的溫度來實現(xiàn)。這時控制量就是反應(yīng)溫度，而被控量就是反應(yīng)的速度。

2、控制系統(tǒng)的框圖表示（書中P117頁圖)

四、控制中的干擾

1、干擾對控制的影響：

干擾會使被控對象產(chǎn)生誤動作。

2、干擾

在實際的控制系統(tǒng)中，常常會有一些變化不定的因素對系統(tǒng)的行為造成不利的影響，這種有害的因素稱為干擾。

3、克服干擾的基本方法

就干擾的性質(zhì)來說，有些干擾是可以避免的，對這類干擾，我們只能在提高控制系統(tǒng)的性能上我下工夫。而對于有些干擾，我們可以采取減弱的辦法?？朔蓴_的基本方法是要分析干擾的性質(zhì)，然后 對癥下藥。