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【终极完整】高中通用技术学业水平考试知识点汇总


地质出版社通用技术知识点串讲

专题一 对技术的认识
基本要求 1.了解技术的发展史,破除对技术的神秘感 2.认识到技术是人的能动性和创造性的表现,是社会发展的主动力 3.全面地理解技术的基本性质 4.分清技术与科学的关系 知识梳理 一、技术的含义 技术是指人类为了满足社会需要,遵循自然规律,在长期利用、控制和改造自然的过程 中,积累起来的知识、经验

、技巧和手段,是人类利用自然、改造自然、创造人工自然或人 工环境的方法、手段和技能的总和。 说明:很难给技术下一个严格确切的定义,但必须知道技术是人类的创造性活动,目 的是为了满足自身的需求和愿望,拓展人的能力,解决我们所遇到的各种实际问题。 二、技术的价值 可以从技术与人、社会、自然等方面分析。 (1)技术可以保护人、解放人和发展人,人因掌握了许多先进技术才使自身变得强大; (2)技术还是推动社会发展和文明进步的主动力; (3)人类可以利用技术来改造自然,并且还需通过发展新技术去解决因使用技术而造成的 负面影响,比如废水、废气的处理等。 都江堰工程把“年年洪灾水患”变为“沃野千里,水旱从人” ;抽水风车的转动使得荷 兰从大海中取得近 1/3 的国土,这些成果都是技术与自然关系的很好的例证。 三、技术的性质 技术的性 质 目的性 相关认识 技术的产生源于人类的需求与愿望 技术具有自然属性和社会属性,任何技 术都必须符合自然规律,同时必然要受 到社会条件的制约 推动了社会进步。技术发明与技术革新 是技术创新的两种形式 补充说明 为了着衣御寒,产生了纺织、印染、 缝纫技术 比如永动机梦想破灭的原因是其违反 了自然规律;新中国防治蝗灾成功还 要靠社会各方面的有力配合 一种是创造发明自然界原来没有的事 物;另一种是对原有技术加以改造和 提高 航天器的设计研究要涉及的学科有: 物理学、计算机科学、天文学、空气 动力学、气象学等 汽车尾气污染;方便袋带来白色污染 知识产权主要包括:公民、法人享有 的著作权(版权) 、专利权、商标使用 权、发明权和其他技术成果权。

双重性

创新性

综合性 两面性 专利性

任何技术都涉及各种知识领域 技术应用又可能带来不理想的负面影响 技术作为创造性劳动的成果,具有社会 和经济价值,时常需要通过获取专利得 到保护

附: (一)全球生态危机 ⑴全球变暖 CO2 ⑵“臭氧空洞” 紫外线
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⑶ 酸雨 硫氧化物、氮氧化物等 ⑷ 有害废弃物质 核废料等 汽车的颜色从安全到不安全的排序:白、红、黄、蓝、灰、绿、棕 (二)专利及其作用 (1)专利具有三个特性 独占性:专利受法律保护,任何人都不得侵犯; 时间性:发明成果只在专利保护期限内受法律保护 。 地域性:该项发明在哪个国家获得专利,就在哪个国家受到法律保护。 (2)专利的种类有三种 发明专利:技术含量高,保护期限 20 年。 外观设计专利:涉及产品形状、图案、色彩等方面的,保护期限 10 年。 实用新型专利:对产品构造、形状的技术改进,保护期限 10 年。 (3)专利申请 先申请原则:专利权授予最先申请专利的个人或单位。 申请步骤:A 申请->B 初步审查->C 公开->D 实质审查->E 授予专利权 A 申请人提供原始技术资料向国家专利局提交申请 B 专利局对项目进行初审 C 初审合格后,需在一定时间内在公报或网站上进行公示 D 进行实质性审查 E 符合条件的将授予专利权,发明者将领取专利证书并缴纳年费及证书费 四、科学与技术的关系 科学 含义 成果 形式 任务 与生 产关 系 联 系 自然界客观存在规律 理论、概念、定律、规则、论 文不具有商业性 认识世界,有所发现 无直接关系 技术 改造利用自然过程中积累起的经验、知识、 物化成果 可商品化的工艺流程、设计图、操作方法 改造世界,有所发明 直接服务于生产

区 别

科学是技术的基础,技术是科学的应用, 科学促进了技术的发展,技术推动了科学的 进步

说明:对科学技术的理解,很多人是认识不准的,虽然都知道科学技术是第一生产力, 其实,科学技术就是科学与技术的统称。 五、技术的发展史 时间 第一次技术革命 第二次技术革命 第三次技术革命 18 世纪 30 年代 19 世纪 19 世纪 70 年代 20 世纪中叶 标志 纺织机械和蒸汽机的发明 内燃机和电机的发明 核能技术、航天技术、生物技术、信息网络 技术的发明、利用、推广

说明:对技术发展史的了解,能够深刻地感受到技术的价值,站在历史的角度看,人们 更应该对未来充满着希望和信心,要享受技术带来的美好,也要为技术的发展做出自己的 贡献。
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六、通用技术 技术所涉及的领域是极其广泛的, 其表现形式是丰富多彩的, 所采用的手段也是各种各 样的。然而,它们还有一些共通的、比个别领域或专业的特定技术更为重要的东西,这就是 我们所学习的通用技术。

专题二 设计有关知识
基本要求 1 了解设计的特点和基本原则 2 理解人机关系和影响外观设计的因素 3 分清设计与技术的关系 知识梳理 一、设计的特点 1.设计课题的源泉是人类的需求 2.设计的本质是创新 3.设计的领域很广泛 服装、交通工具、楼房、城市的规划、大型工程的整体设计等。各行各业都需要设计, 从航空母舰到一个小小螺丝钉,都是设计的结果。 4.设计工作需考虑多方面问题 总体上讲,主要考虑两个方面的内容:一是解决好技术产品中物与物的关系,比如汽车 的气缸与活塞之间的关系、 发动机与传动机械之间的关系等; 二是解决好技术产品与人的关 系问题,建立以人为本的设计价值观念,比如汽车的安全性、舒适性、美观性等。 5.设计需要发挥团队精神 二、设计的基本原则 1.科学性原则 设计必然遵循自然界的科学规律。 如电动机、 发电机要遵循电磁感应的科学原理, 房屋、 桥梁等建筑要以材料力学、结构力学为依据,各种机械都要符合机械原理,飞机、汽车、快 艇的外形都呈流线型等。 2.实用性原则 要求产品简洁、方便、宜人、安全、耐用,能以较小的物质消耗获得更大的效益。实用 的设计,能消足人们生产、生活的实际需要,因而很受到人们的青睐。 物理功能(可靠性 效率精度 构造 性能) 生理功能(方便性 安全性 宜人性) 心理功能(造型 色彩 肌理和装饰诸要素给人以愉悦感) 社会功能(产品象征或显示个人价值兴趣爱好社会地位) 3.创新性原则 创新设计,一般从外形、材料、结构、原理、工艺等方面来考虑,能满足社会发展需要 和人们追求新生活的需求。 4.安全性原则 安全是人类的起码需求,设计工作必须认真考虑这方面的问题。如飞机、汽车、自行车 等都应该有适宜的强度。在产品的使用说明中,应对有可能造成的不安全因素予以说明、警 示,将安全隐患降到最低程度。 5.经济性原则 用较低的成本获得较好的设计产品,可以通过合理选择使用材料,合理制定设计要求, 注意加工工艺过程的经济性等方面的综合考虑,创造相对“价廉物美”的产品。
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6.美观性原则 要运用好美学知识,利用恰当的比例、优美的造型、适宜的色彩、独具匠心的图案等, 使产品外观呈现出迷人的魅力,还要有丰富的内涵,除了形状美、色彩美、材质美等之外, 还应有文化性的美、技术性的美、气质性的美、风格性的美和趣味性的美等。 7.道德性原则 设计者必须具有宽广的眼界和高度的社会责任感,并力求用设计完美的产品奉献社会, 维护、完善社会伦理道德,推进人类文明的进步。前段时间出现的三鹿牛奶事件就是一个严 重违背道德性原则的一个事例。 8.技术规范性原则 各行各业都可能有一些设计的技术规范, 有的是以 “技术标准” 这样的法规式文件出现, 设计时必须按照执行。有的是推荐性的技术规范,如国际标准化组织的 ISO9000、ISO14000 系列质量、 环保标准等。 设计时, 能用标准件的地方应尽量使用标准件, 这样既可降低成本, 也可减少设计工作量。 9.可持续发展原则 在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳人设计之中, 将环境保护作为产品的设计目 标和出发点。 ⑴设计过程的每一个决策充分考虑尽量减少对环境的破坏。 ⑵尽可能减少原料和自然资源的使用,减轻各种技术、工艺对环境的污染。 ⑶在设计过程中最大限度地减小产品重量和体积,精简结构;在生产中减少消耗;在流 通中降低成本;在消费中减少污染。 ⑷改进产品结构设计, 使用过的产品废弃物中尚有利用价值的资源或部件便于回收, 减 少废弃物的垃圾量。 说明:实用性原则和其他几条容易混,主要是从综合性上得出的,或者说是整体的感 觉,比如我们要买一辆实用性的汽车,自然要求价格低廉、外观可以接受、开起来比较舒 服、安全方面说得过去,省油且维修方便等,当然和那些高档的豪华车不能比,也不是只 是一味地追求低价而忽视了安全、耐用等方面的内容的。而经济性、安全性等说的只是一 个方面。 三、设计中的人机关系 1.人机关系 人和周围物品的关系,比如坐车时,身体和座位之间的关系。写字时,手和笔之间的关 系等。 2.实现的目标 高效:在设计中应把人和机作为一个整体来考虑,合理或最优地分配人和机的功能,以 促进二者的协调,提高人的工作效率。 健康:在长期操作或使用产品的过程中,不能对人的健康造成不良影响。 舒适:在使用产品的过程中人们身体和心理上都感到舒适和自然,操作便利。 安全:在使用产品的过程中不能对人的身体造成伤害。 3.怎样合理实现 明确哪些人机关系, 考虑涉及的有关因素,处理好以下关系: “普通、 特殊的人群” ; “静 态、动态的人” ; “生理、心理需求” ; “信息的交互” 。 普通、特殊的人群:比如在车站、洗漱间等设置残疾人通道,公共汽车上设置孕妇专用 座椅等 静态、动态的人:比如公园里座椅的设计、公共交通工具的设计等都要考虑到人员的变 化。
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生理、心理需求:比如房间的装修,既要考虑到有害气体对身体的伤害,考虑到沙发是 否坐着舒服,又得考虑到不同人群的审美要求,对造型、色彩等方面也不能忽视。 信息的交互:比如设计的带屏幕的电话,输入的数字都能显示出来,输入的号码对错自 己就能知道,还有为盲人设计的电话,应该选用发声功能的,输入的号码应该能够读出来。 说明:在设计过程中,人们往往会遇到人机工程学的问题。尤其是设计操作手柄之类 的形状、尺寸、位置时,或涉及人体活动空间、光线环境时,更应认真处理,以达到安全 舒适、操作便利等。 四、影响外观设计的因素 1.造形 正确运用造形知识,设计出理想的物体外观形态, 要了解利用点、线、面的特点 2.色彩 红、橙、黄、绿、蓝、紫、白、灰、黑等色的抽象感觉。 色彩的对比往往可以使设计的物品产生刺激性的效果 希望产生和谐的效果,就应该选用相接近的色彩 3.美感 动感、节奏感、方向感、比例(黄金比例是 1:1.618) 五、技术与设计的关系 1.设计是技术发展的基础 当今极少有产品是偶然被开发出来的。 相反, 几乎任何一项技术都是系统地解决问题的 设计过程的产物,而设计过程就是将设想转变成最终产品的过程。例如,生产流水线需要设 计,而其中的每个零件也都需要进行设计。 技术的根本目的是要解决问题, 设计提供了解决问题的方法。 技术的发展需要发明与革 新,设计催化了发明与革新,从而促进了技术的发展。 2.技术发展为设计创新提供了条件 设计要依赖于技术水平这个重要基础,任何新技术设计都是在已有技术基础上产生的。 技术的发展又为设计的创新提供了新的基础, 使设计进入新的世界。 比如有了电磁感应现象 的发现,才能设计出一些电气化的设备,有了空气动力学理论,才能设计出飞机、导弹等先 进的技术成果。 技术与设计是相互依赖相互促进的,其闪亮的结台点就是创新。

专题三、通用设计的过程及评价
基本要求 1 了解通用设计的一般过程 2 能对设计的过程和结果进行评价与交流 3 掌握常用的技术试验及技术试验方法 知识梳理 一、 设计的一般过程
发现明确问题 制定设计方案 制作原型或模型 优化设计方案 编写产品使用说明书

1、发现与明确问题 问题来源:生活中必然遇到的问题,别人向你提出的问题、设计者自己主动发现的问题 (1)通过对人们的需求和愿望的调查(访谈法、问卷调查),发现与明确值得解决的技术问 题 ( 2)根据设计对象和现有的工作条件列出具体的设计要求 说明:这条很好理解也容易操作,因为每个人都会在生活中发现许多这样的问题
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附:统计分析结果可采取柱状图法、表格法、饼形图法等方式呈现

柱形图能清楚地表示不同类别数据的差异 饼形图能清楚地表示个组成部分在总体中所占的份额 折线图能清楚地表示事物的变化情况或发展趋势 2、制定设计方案 (1)通过各种网络、书报、商店、广播电视等渠道收集处理与所设计产品有关的各种信息, 进行设计参考并进行处理。 (2)根据设计要求选择合适的材料或标准件。 材料选择往往是技术活动中不得不考虑的问题。除了在制作过程中会遇到此问题外,许 多情况下,为了达到某些设计标准,材料就会成为设计方案中的重要因素。在我们进行的设 计项目中, 应该学会认识一些常见材料的物理和化学性质、 工作性能、 美学品质、 市场形态、 成本,以及常用的加工方法等。在现代生活和生产中,标准件越来越多地替代了原始材料。 了解标准件的优越性和适用范围,学会选择,对简化设计和掌握简单的装配、制作技术都很 有好处。 (3)能制定符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案。 设计除了需要考虑使用“头脑风暴法”等方法,充分发挥想象力和创造性之外,还需要 符合科学性、实用性、经济性、美观性、安全性,以及其他许多需要考虑的因素。 (删掉一 段) (4)通过比较和权衡,选定最佳方案,或集中各种方案的优点来改进原有方案。 设计一个方案,需要考虑许多因素。例如,功能与效率的要求,人机工程学和美学方面 的考虑,以及所涉及的家庭、社会、经济、环境、伦理的问题等。迎合某一方面就经常会与 另一方面发生冲突。要解决这些冲突,就必须考虑权衡问题。例如怎样解决高质量的要求与 低成本的愿望发生冲突的问题等。 3、模型或原型的制作 (1)由于条件限制,不能或不必直接制造原型的,可用模型来代替。 模型可以有许多的形式,例如:制造物有形的模拟、计算机程序、数学上的模型等。 (2)通过对直观的模型或原型的分析,可以对方案进行更好的优化。 说明:这条很好理解,在方案还未优化前制造原型也许是很大的浪费。 4、方案优化 (1)根据设计要求使用简单的方法对产品进行测试; (2)在分析测试结果的基础上,提出改进措施或更换方案; (3)优化的过程往往需要进行反复的试验和改进。 说明:优化可以使产品具有更强大的功能和更高的效率。 5、产品的使用说明 (1)会编写简单的产品说明书或用户手册; (2)了解产品常用的维护方法和服务途径。 说明:严格地说,设计过程不一定要包括这部分内容,但它们对每一个消费者来说,又都 是非常重要的。
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附:产品说明书的编写 1.写作要求 ⑴充分考虑用户的阅读需要。 ⑵体现产品的设计特点。 ⑶不求面面俱到、应有侧重。 ⑷语言准确、通俗、简洁,内容条理清楚。 2.一份完整的产品说明书的组成 设计说明、使用说明、注意事项、联系方式。 3.撰写产品使用说明书必须遵循以下几个方面的原则 实事求是、表达准确、通俗易懂。 说明: (1)设计过程的这 5 个阶段,只是一个普遍的过程,并不是一个规定的程序,在实 际的设计过程中,这种次序可能发生变化,也可能产生反复。 二、设计的评价与交流 1.依据一定原则,采用一定方法对设计成果进行简单的技术试验,并进行评价。 2.根据设计过程中每一阶段的要求进行评价,树立质量管理意识。 3.对最终产品进行多方面的评价,找出成功与不足,并写出设计总结报告。 4.能对他人的、现有的技术产品做出自己的评价。 我们不仅应该学会评价自己的设计过程和最终产品,还应该学会评价他人的技术产品, 这里包括古人的、目前市场上见到的,等等。这种评价应该是多角度的。 5.设计的交流方式有口头语言、文本、技术图样、图表、模型、计算机演示等。 三、技术试验及其方法 1、技术试验和科学实验 我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、 检验、 优化等探索性实践活动称为 技术试验。通过技术试验,可以使设计得以改进和完善,将设计的风险和失误降到最低。 而科学实验主要是验证假设,形成结论。其目的在于甄别真伪 2、按应用的范围分有 农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等。 3、根据试验目的分有 性能试验:通过改变所给的条件,测量试验对象的状态变化并分析其原因,明确试验对 象的性能或性能故障,如:对产品的高(低)温试验、振动颠簸试验等。 优化试验:对试验对象进行条件优化或条件组合。 如农业中不同的品种的对比试验。 预测试验:通过试验,预测被试对象状态的变化及产生的后果。 如:天气预测,飞船 的运行、 安全帽超载试验。 信息试验:通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果,如航空测量等。 4.技术试验方法 优选试验法:运用数理统计的方法,选定若干次典型意义的试验,逻辑地推出全部试验 所达到的最佳效果。 如农作物的育种选种、 航天员的选拔等, 目的就是选择最佳的设计方案。 模拟试验法:通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法,如汽车的碰撞试验,在专用 的场所用模拟人来做撞车事故, 以考察汽车的性能。 采用这种方法进行试验, 可以减小风险, 提高效率。 模拟试验法还可以通过缩小(放大)比例来模拟所设计的现场效果。 如为了很好的 把奥运鸟巢建好,人们做了很多的鸟巢模型来反复认证。 虚拟试验法: 利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验, 如飞机的对抗 战,火星探测器模拟登陆动画等。 强化试验法:通过扩大和强化试验对象的作用,以提高试验效率的方法,一般用来测量
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产品的极限值,如钢梁的承受力试验等。 移植试验法: 在相互有差异的事物之间, 将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进 行试验的方法。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验等。

专题四 设计应具备的基本能力
基本要求 了解设计中必须具备的一些最基本的能力 知识梳理 一、识图绘图 1、图纸是工程技术界的“语言” ,用于设计交流的图通常有两种:透视图和三视图。 2、透视图:近大远小规律制作的最具真实感的立体图。分一点透视(常用于室内效果图) 、 两点透视(常用于产品效果图) 、三点透视(常用于建筑效果图) 3、三视图——最常用的技术图纸,度量性好,可以表达清楚物体各表面形状

⑴形成:主视图——由前向后投影,在正面上得到的视图。 俯视图——由上向下投影,在水平面上得到的视图。 左视图——由左向右投影,在侧面上得到的视图。 ⑵特征:主、俯视图中相应投影的长度相等,即主俯视图长对正。 主、左视图中相应投影的高度相等,即主、左视图高平齐。 左、俯视图中相应投影的宽度相等,即左、俯视图宽相等。 4、制图标准 (1)图纸规格和幅面(单位 mm) 幅面代号 A4 A3 A2 A1 A0 幅面尺寸 210×297 297×420 420×594 594×841 841×1189

(2)字体:要端正、写成长仿宋体,字母及数字一般写成斜体(与水平成 75?角) 。 (3)比例:无论采用何种比例,所注尺寸数字均应是物体的真实大小。 (4)图线:粗线宽度应在 0.5~2 mm 之间选择。 粗实线可见轮廓 细实线尺寸线等 虚线不可见轮廓线 细点划线轴线或对称线 (5)尺寸标注 A.三要素:尺寸界线、尺寸线(包括箭头) 、尺寸数字(包括必要的符号) 。 B.标注时,尺寸数字必须是真实大小,数字一般标注在尺寸线上方,水平尺寸的尺寸 数字字头朝上,垂直尺寸字头朝左,倾斜尺寸字头有朝上趋势;标注直径加符号“φ ”标注
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半径加符号“R” ,标注球面时应在“φ ” “R”加“S” 5.其他图 有剖视图、零件图、装配图等 6.会识别简单电路图。 常见电气符号 电池 开关 电阻 电容 接地 二、材料及其性能 1.材料的分类 天然材料:是指取材于大自然且保持着原本特质的材料,加木材、黏土、石材等 合成材料:又称人造材料,是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用而成的材料,其 特质与原料不同,如塑料、玻璃、钢铁等 混合材料:是天然材料与合成材料的综合,如胶合板、纸、混纺料等。混合材料会保持 部分原来的特质 2.材料的性能 强度:是指材料承受外力而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力. 主要有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。 弹性:是指材料受外力作用时改变了形状,当外力消失后又能恢复原来形状的能力,如 橡皮筋、弹簧等。实际上,很多材料如塑料、金属、木材等都具有一定的弹性。 韧性:是指材料抗冲击震动的性能。例如,玻璃的韧性很差,易被敲碎。 硬度:是指材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。例如,制作切削工具用的钢材,其硬度 就比较高。 延展性:是指材料接受折、锻、压等外力,被改变形状或被延伸,而材料没有运受破坏 的性能。例如,铝的延展性好,可以压制成盘、碗等,而木材则不能。 其它:材料具备的物理性能还有耐久性、传热性、导电性等。 3.几种常用材料 (1)木材 质地较软的:杉木、松木等,易加工,变形小。被广泛用于建筑、家俱等行业。 软硬适中的:樟木、槠木、梓木等。木质较硬一些,可用来做高档家具。 人造板材:胶合板、纤维板、刨花板、饰面板等。人造板材面积大,无拼缝,厚薄均匀, 表面光洁平整,加工方便,美观实用,因此被广泛应用于各个行业。 (2)金属材料 金属材料可分为黑色金属(含铁金属)和有色金属(不含铁金属)两大类。 金属材料可以通过添加不同成分冶炼成各种具有特殊性能的合金, 还可以通过热处理的 方法使一些金属的性能按照人们希望的目标改善。 (3)塑料 是一种石油化工产品。有热塑性塑料和热固性塑料两大类。 热塑性塑料:加热时会软化,冷却时,又会回复到原来的形态和硬度。此类塑料可制作 做一般日用品和建筑用品,如瓶类包装材料、水管等。 热固性塑料:加热后变为液体,冷却后凝固成一定的形状,而不能回复到原来的状态。 此类塑料可做机械零件、座椅、工具手柄、电器壳体等。 附:材料之间的连接 焊接、铆接、黏结、螺栓螺母连接、榫接等。 三、工具与设备 1.木工工具及设备 锯子:用来把木料锯断或锯割开的工具。 刨子:用来对木材表面进行刨削,使其光滑、平直的工具。
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凿子:用于凿削榫眼或其他局部形状的铲削。 斧头:用来砍削木料。 墨斗:在木料上画长直线 羊角锤:作敲击工具,还可用来拔钉。 木工最基本的设备:工作凳或工作台,钻孔机、带锯床、平刨机、木工车床等 2.钳工工具及设备 画线工具:画针、画规、样冲、直角尺。 錾子:用来錾削平面,去除毛刺和分割板料等。 锉刀:对不规则部件进行微量加工处理 。 攻丝工具:是加工内螺纹的工具。 套丝工具: 加工螺丝的工具。 钳工设备 钳台:又称钳桌,是钳工专用的工作台,用于安装虎钳并放置工件、工具。 虎钳:是用来夹持工件的,有台虎钳、机用平口钳及手虎钳等。 砂轮机:主要用来磨削錾子、钻头等工具或刀具,也可用来修磨小型零件。 钻床:是用来对工件进行钻孔、扩孔和攻丝等操作的设备。 四、工艺 1.工艺的含义 工艺是生产过程中的程序、方法和技巧,它体现了生产活动中的技术和知识经验,并且 把这种体现分解落实到了每道工序、每个操作步骤。 2.工艺过程 备料、①形成坯件②零件加工③部件制作④总装配⑤表面涂饰。 说明:形成坯件是零件制作的初步。其方法通常有铸造法、锻造法、冲压法等,就是 将材料先做成粗糙的零件模型,然后再进行精细加工,做成需要的零件,比如发动机的汽 缸,就是先将钢材熔化成液体,然后浇注入一定的型腔中做成坯件,再经过精细加工,才 能做成需要的汽缸。 3.常用工艺 木工工艺:包括锯割、刨削、凿削等加工方法,钉联接、榫联接、胶联接、活动联接等 联接方法。 钳工工艺:包括锯、挫、錾、刮、钻孔、攻丝、套丝等加工方法和铆接、粘接、螺栓联 接等联接方法。 机械加工工艺:使用机床设备等对各种零件进行的加工工艺。 车工(加工轴类逥转体) 、刨工(加工平面) 、镗工(加工直径较大内孔) 、铣工(加工 齿轮、阶梯、键槽等异形) 、磨工(工件表面精加工) 焊接工艺:生活中经常用到,也是大型金属件的主要联结方式。 铸造工艺:将铁或其他金属熔化成液体,浇注入一定的型腔中,以获得一定形状的零件 的制造方法,比如用碎铝、易拉罐等制作小平底锅。 锻造工艺: 是将金属材料加热到一定的温度使其软化, 然后通过锤打、 锻压改变其形状, 使其符合预定要求的制造方法,比如铁匠加工铁器。 冲压工艺: 利用冲床结合模具将具有较好延展性的金属冲压成型的制造方法, 例如金属 盘、碗、门扣、铰链等都是冲压成型的。 热切割工艺:用高温熔化金属材料的一种切割加工方法,如氧割、激光加工等 金属材料热处理工艺: 是通过 “加热一冷却” 等操作程序改变金属材料的金相组织结构, 使其物理性能(如硬度、韧性等)得到改变的方法,比如宝剑制作过程中的“淬火” 。
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表面涂覆处理工艺:有涂、喷油漆,涂覆一层金属,如镀铝、镀铬、镀锌等,起到增强 外表美观,防止金属氧化腐蚀等作用。 金属加工工艺:下料→划线(钢直尺、划针)→锯割(远端起锯)→锉削(左手施力大到 小,右手施力小到大,使锉刀平稳而不上下摆动)→画园(筒)中心线 →冲眼→钻孔(不能戴手套,不能直接用手拿工件,不能披头散发)→孔口倒角 →攻丝→倒角→连接→淬火→电镀→喷漆 五、模型或原型的制作 1.原型 第一个能全面反映产品功能的形体,它有利于对设计效果、生产成本进行估算。 2.模型 根据设计图样或构思, 按一定比例或其他特征制成的与实物相似的一种物体, 它可以帮 助分析设计的可能性,并使之具体化。 3.制作模型的一般步骤 选材、加工、装配、表面处理、检验、方案修改、做成模型 。 六、技术产品的维护和保养 1.金属制品的防锈蚀,应保持干燥,适时擦拭。 2.机械产品的部位润滑,应定期施加润滑油,及时调整好间隙。 3.电子产品防水,若不慎遇水淋,切不可通电开机,而应及时将电子元件吹干。 4.对于怕高温、暴晒、冲击、酸碱腐蚀等方面的产品,在搬运和使用中要特别注意。 5.要多学习、勤动手,会用常用的维护工具对品进行日常维护,并能解决一般的小故 障。 6.在无把握情况下勿乱拆乱动,对不能解决的故障,应到指定的维修部门协调处理。

专题五 结构与设计
基本要求 1. 了解结构的涵义,能从力学的角度理解结构的概念和一般分类 2. 能够结合简单的结构案例,分析结构是如何承受应力的 3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素,并写出试验报告 4.能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计图纸,做出模型或原型 5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例 知识梳理 一、结构的涵义 指可承受一定应力的架构形态,结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。 二、结构的分类 实心结构:如砖石或泥砌的墙、大坝等。 框架结构:如大桥、自行车、铁塔等。 壳体结构:如汽车、建筑工人用的安全帽、气罐、油罐等。 三、分析结构受力 1 桥墩、房屋的柱子承受压力;拉索桥的钢丝承受拉力;一根两端被托住的梁,受到弯曲力; 梯子、大坝承受压力、剪切力;当大风或冰雪等外力作用在桥上,桥则受到扭力、拉力、压 力等等。 负载 压力 2 棚室屋架结构分析 ⑴梁的受力:梁的上部,受压力,材料被挤压。 梁的下部,受张力,材料被拉伸。
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防止弯曲变形的方法:增加支撑点。 ⑵拱结构的应用 拱结构:中间高四周低,呈弧形的曲面。 应用:在跨度较大的情况下,建筑物多采用拱结构。好处是有利于承载、美观。 3 对几种力的说明 (1)内力:当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变,产生一 种抵抗的力,称为内力。 (2)应力:构件的单位横截面上所产生的内力。应力达到某一极限值时,结构就会遭到破 坏。 (3)构件的基本受力形式:拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。 说明:剪切力是指两个距离很近,大小相等,方向相反,且作用在同一物体上的平行力。 扭转力是指反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力。 四、结构的强度和稳定性 1、结构的强度 (1)结构的强度:是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 (2)影响结构强度的主要因素:取决于形状、材料以及构件之间的连接方式。 构件形状强度:(最强)工→十→口→L→O→|_|(最弱) (3)结构的连接方式 铰接点:可转动但不能相对移动,比如门和门框、自行车腿和车体之间等。 刚接点:既不能转动也不能移动的,比如常见到的榫接、焊接、胶粘、铆接等。 2、结构的稳定性 (1)结构的稳定性:是指结构在负载的作用下维持其原有状态的能力。 (2)影响结构稳定性的因素: ①重心位置的高低 ②结构与地面接触所形成的支撑面的大小 ③结构的形状,例如,人们利用三角形或由三角形组成的多面体来增加结构的稳定性,支撑 面越大、重心越低结构就越稳定。 (3)结构稳定的基本条件:重心所在点的垂线落在支撑面内。 说明:结构不稳定也有其用途,比如利用倒置的酒瓶的不稳定性作地震警报 五、结构设计 1.选择一个设计对象或项目。 2.先从功能的角度进行强度和稳定性分析,再结合其他方面思考设计方案和选择材料。 3.构思时,要从画草图开始,并与其他人员共同商讨。 4.案确定之后,应绘制出比较规范的设计图纸,并做出原型或模型。 六、从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例 要避免太功利化,除满足人的物质需求外,还要关注人的审美准则、民族特色、生态文 化等。

专题六

流程与设计

基本要求 1.了解流程的涵义及其对生产、生活的意义 2.理解流程中的时序和环节的意义,学会阅读简单的流程图 3.能分析流程设计中应考虑的基本因素,并画出流程设计的框图
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4.能对生活、生产中的简单对象进行流程设计或流程的优化。 知识梳理 一、流程 1.生活中的很多事件以及任何产品的生产过程,都可理解为流程。 2.流程的时序和环节:时序是指随时间变化的发展经历,环节是指事件在发展的过程 中,总可以依据某种特征或方式把它分解为若干个小的过程。 二、流程图 1.生活中,经常有需要读懂流程图的场合,如公共汽车的上行、下行流程图;工厂的生 产工艺流程图,军营里的作战流程图等。 2.流程图的表达有多种形式,有图示、模型表示、动画演示等等。 三、流程设计的基本要求 提高效率、提高质量、保证安全、节省资源、提高管理水平、提高经济效益、注意环保。 四、流程设计中应考虑的基本因素 1.一种是流程的若干环节是显性的,也就是事物发展的规律较容易描述,如邮局邮件 的分检流程设计、快餐配送中心的工作流程等; 2.另一种流程的设计要依据事物的内在属性和规律,需要进行大量的试验和漫长的探 究才能得出的,如合成氨工艺,是经过若干位化学家上万次的实验,才得到现在使用的较为 成熟的工艺流程。 五、流程设计的步骤 1.明确设计的目的和任务、及应遵循的内在变化规律。 2.分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。 3.列出流程涉及的主要事项,并进行初步的排列。 4.分析各事项之间先后顺序,合理地安排流程的时序和环节。 5.选择一个合适的表达方式画出流程图。 六、流程的优化 条件:从外部条件来讲,是建立在设备和工艺水平提高的基础上;从内部条件而言,是 建立在对流程内在机理的进一步研究的基础上。 内容:工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化 工期优化(工序并行,先进设备的使用) 工艺优化(切削改浇铸,标准件的使用) 成本优化(自动化生产,废水循环使用) 质量优化(计算机管理和监控)

专题七 系统与设计
基本要求 1 能从应用的角度理解系统的含义。 2 理解系统的基本特性,初步掌握系统分析的基本方法。 3 理解系统优化的意义,能结合实例分析影响系统优化的因素。 4 通过简单的系统设计案例的分析,初步学会简单系统设计的基本方法 知识梳理 一、系统的含义 系统即由相互依存的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。 系统中的各个 部分都可被看为该系统的子系统。如一台电冰箱、一间多媒体教室,人的身体等都可以看作 是一个系统。
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二、系统的三要素 1.至少要有两个或两个以上的要素。 2.各要素之间互相联系互相作用,有一定的结构。 3.系统的功能是组成要素所不具备的。 三、系统的分类 1.自然系统和人造系统 自然系统:由自然物自然形成的系统,如人体系统。 人造系统:由人建造、加工而构成的系统,如宇宙飞船、楼房、汽车等。 复合系统:由自然系统和人造系统复合而成的,如村落系统等。 2.实体系统和抽象系统 实体系统:由看得见、摸得着的实体为元素构成的,如排水系统、产品加工系统等。 抽象系统:由一些概念、原理、方法、制度、程序等为元素所构成的,如学习计划等。 3.静态系统和动态系统 静态系统:不随时间的推移延续而变化的的系统,如房屋、家庭空调的制冷系统等。 动态系统:结构和状态随条件或某种规律变化发展的系统,如城市系统、生态系统等。 4.开放系统和封闭系统等 开放系统:与环境相互发生联系、交换的系统,如人体系统、商业系统等。 封闭系统:不与环境发生联系的系统,如密闭容器中的化学反应达到一个平衡态。 四、系统的基本特性 1.整体性:系统是一个整体,具有整体的特性功能,而不是各元素的数量相加或简单 集合,系统要求它的局部服从整体,强调整体目标和效益。 ①1+1>2;②要素协作;③局部和整体的关系 2.相关性:构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用的。 3.目的性:每个系统都具有特殊的功能,这是区别不同系统的主要标志。 4.环境适应性:系统必须适用外部环境的变化。 5.动态性:系统也会处在变化发展中。 五、系统分析的基本方法 就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法分析处理问题的基本思路, 整个过程可归 纳为阐明问题、分析研究、评价比较三个阶段。 六、系统分析的主要原则 1.整体性原则:要先分析整体,再分析部分。 2.科学性原则:尽可能运用科学方法和数学工具进行定量计算。 3.综合性原则:要综合分析,统筹兼顾,不可顾此失彼,因小失大。 七、系统最优化 为了使系统达到最优的目标所提出的各种解决方法, 称为最优化方法。 通常是指在一定 人力、物力和财力资源条件下,使经济效果达到最大,并使投入的人力和物力达到最小的方 法。 原则:1.要用定性和定量分析相结合的方法。 2.坚持系统整体的最优化,如舍卒保车等。 3.不间断地寻求系统最优化,最优是相对的。 八、简单系统设计的基本方法 首先对所设计的系统进行比较详细的定性分析,画出分析简图并写出定性的分析报告, 其次,作出系统设计的技术框图和技术设计报告,再次,根据设计方案尝试实现这一系统的 设计。
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专题八

控制与设计

基本要求 1 理解控制的含义及其在生产和生活中的应用。 2 熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。 3 能画出一个简单的闭环控制系统的方框图, 理解其中的控制器、 执行器等环节的作用, 熟悉反馈环节的作用。 4 能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素,并作分析。 知识梳理 一、控制的含义及应用 人们按照自己的意愿改变条件,使事物向着期望的目标发展,就形成了控制。 二、控制系统的组成 一个控制过程的实现,往往要经过若干个环节,这些环节就构成了一个系统 一般的有传感器、比较器、控制器、执行器、被控对象等组成,还要了解简单控制系统 的输入量、输出量、控制量、被控制量等。 三、开环控制系统 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。 如电风扇的风速控制,通过改变电机的转速来控制实现,给电风扇设定风速档位,电机 就以一定的转速带动扇叶转动,输出预定的风速。风速控制是该控制系统的输入,扇叶转速 是该控制系统的输出。所以,扇叶转速不会影响风速档位。 常见的还有:电子门铃、电子手表、调光台灯、普通洗衣机、遥控电视机等。

输入量:控制系统的给定量。 控制器:对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。 执行器:直接对被控对象进行控制的装置或元件 控制量:执行器的输出信号。 被控对象:控制系统中所要控制的装置或生产过程 输出量:控制系统所要控制的量。 四、闭环控制系统 把系统的输出量返回到输入端,并对控制过程产生影响。 如恒温箱控制系统,给恒温箱输入设定温度,通电后,电热器加热,使恒温箱的温度达 到设定温度, 当温度超过设定温度, 恒温箱的双金属片断开, 温度下降, 温度低于设定温度, 恒温箱双金属片连接,温度上升。这样,可以使恒温箱保持设定的温度。

闭环电子控制系统具有检测和反馈功能,可以提高控制的精度,实现控制的自动化。 常见的还有空调机、电冰箱、高级电饭煲等。
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五、疑点分析 1、我们常见的简单控制系统一般都是开环控制系统。 比如电灯的开关、家用水龙头、电视机的开关、煤气灶、摩托车的油门控制、电风扇、 电子门铃、普通电炉子、普通煮饭锅、太阳能热水器等系统的控制都是开环控制系统。 2、不要认为自动控制系统就是闭环系统。 比如交通的红绿灯控制系统、自动开门系统、楼梯的声控灯、光控自动路灯等都是开环 控制系统,因为他们都不带反馈环节,比如红绿灯的控制,那是事先设置好的程序,系统只 是按时间自动运作罢了, 光控路灯系统也是按照事先设置好的光的亮暗标准自动地控制路灯 的开关,由于不带反馈环节,所以系统无法感知自己的输出情况,比如声控楼梯灯,即便由 于灯泡坏了,该系统仍然会根据声音的情况启动灯泡的供电系统的,只是灯不亮而已。 3、不要认为闭环控制系统就一定复杂。 有许多电器上就只是增加了一个双金属片开关, 比如电熨斗的温度控制系统等, 即便是 前面分析过的开环控制只要稍加改造也会变成闭环控制的, 比如在普通煮饭锅里加一个水位 感应器,当豆浆上升被感应器感知时,就会关闭电源或者变成小功率加热,致使豆浆不会溢 出而成为闭环控制系统的。 若将自动路灯控制系统改进一下, 将其感应系统由感应外面的自 然光变成感应自己灯发的光,这就是一个很好的亮度控制系统,是一个标准的闭环控制,因 为其反馈的是自己的输出情况,而原来感应的是自然光,与自己的输出情况没有关系,这种 改进很可能只是将光敏器材的方向转转就行, 当然只是在室内或对光的要求比较严格的地方 才有使用价值。 五、系统运行的主要干扰因素 在控制系统的设计中,对干扰因素的分析是重要的。确定一个系统的控制方案的前提, 往往是建立在对影响系统稳定的干扰因素分析的基础上。 只有知道了有哪些干扰因素, 其干 扰的情况大体怎么样,我们才能采取相应的应对措施,使系统能够尽量稳定地工作,比如风 速对飞机的影响、环境温度对人体温的影响等,为了增强系统的抗干扰性,一般常采取闭环 控制系统。 六、简单控制系统的设计 首先要分析这一系统中,需要控制的参数是什么,通过改变什么参数来实现控制,是采 用开环控制还是采用闭环控制来形成控制设计方案,然后要能画出这一系统的方框图。 实例分析:在结构上,抽水马桶的水流控制由进水阀和出水阀组成,实际上可以看作是 构成抽水马桶的两个 “子系统” ——进水阀系统、 出水阀系统。 进水阀系统所完成的功能是: “根据水箱中水位的高低,适时控制阀门开闭,自动补充水量” ,这个控制过程是很典型的 闭环自动控制类型;而出水阀系统则是人工开环控制类型。 在进水阀系统中,传感器是浮子,控制器是连杆机构,执行器是阀门,控制对象是水箱 (包括水箱内的水) ,给定水位为输入量,实际水位为被控量,即输出量,阀门开度为控制 量

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