《技术与设计1》复习基础知识归纳.docx
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《技术与设计1》复习基础知识归纳
技术与设计1基础知识归纳
概述
通用技术是指具有基础性、通用性并与专业技术相区别的技术。
第一章技术及其性质
第一节技术的性质及其巨大作用
1、技术的内涵：
☆技术有别于科学
科学的任务是认识世界，技术的任务是改造世界
技术是从科学到生产的中间环节，是把科学理论转化为生产力的桥梁
技术来源于实践经验的总结和科学原理的指导
2、技术的性质
性质
具体释义
例证
实践性
技术源于实践
综合性
每一门技术都可以看成由多学科的知识综合而成
制造技术是一门以机械为主的交叉性学科，
与光学、电工、电子、材料、管理、艺术及
社会科学等学科密切相关
技术的形式是由多种多样的要素综合而成的
技术的形式包括人类发明的产品，人工制品，
创造某种产品需要的知识体系、技术产品的
开发过程、协议、程序……
创新性
在原有技术的基础上，人们依据一定的技术原理和社会需要，有计划，有目的地进行应用研究和生产发展的技术开发活动
今天，除了在家用电器博物馆外，人们在业看不到几十年前设计的过时的洗衣机了
相关性
一项技术的发展需要其他技术的支持；与此同时，一项技术的发展又可以带动其他相关技术的发展
半导体技术的发展，就大大促进了电视技术和计算机技术的发展
价值性
技术本身的价值性所决定。
技术的应用可以产生社会效益，也可以产生经济效益
医疗队下乡义诊，就产生巨大的社会效益；医疗技术在医院中的作用，除产生社会效益外，还产生经济效益
保密性
技术的发明创造，需要付出艰辛的劳动，为了保护发明者的合法权益，许多技术需要保密
新发明的技术申请专利保护
3、技术的影响力
回顾过去：
技术的起源和发展
①技术最早起源于人类寻找、生产实物，制作衣服和野兽搏斗等生存的基本需要。
②许多技术的进步源于人们改变自身生存条件、改造自然的愿望。
③技术可以用来定义一个社会或一个时代，每一个时代的命名反映了那个时代的的技术特征，按时间顺序依次为：
石器时代以石头为工具使用的时代
青铜器时代以青铜为材料来制造工具、用具以及武器的时代
铁器时代能冶铁和制造铁器的时代
蒸汽机时代蒸汽机广泛使用的时代
电气时代以电为能源的时代
信息时代以电子信息业的突破与迅猛发展为标志的时代，这一时期的技术主要包括信息技术、生物工程技术、新材料技术、海洋技术、空间技术五大领域。
④技术至少引起了3次重大的历史变革
时间
变革原因
变革后果
第一次变革
14000年前
农业的出现和发展
人类由游牧生活变为定居
第二次变革（工业革命）
18世纪
蒸汽机的发明和其他许多重要机器的研制，以及第一批工厂的建立
人口迅速从乡村向城市集中出现了企业家阶层和工人阶层世界进入了现代文明时代，食物供应和物质产品生产
第三次变革
20世纪末
功能强大的计算机和高速通信网络的发展
人类方便快速地存储、处理和传递信息，极大地促进了教育、娱乐以及商业和科学的发展
立足今天：
技术的巨大影响
①当代社会，技术无处不在。
技术已充分渗透到社会政治、经济、军事、外交、文化和日常生活的方方面面。
Eg:
计算机与因特网技术，空间技术，农业技术，电冰箱的产生
②两面性在应用过程中，技术的应用具有两面性，而技术本身并没有两面性
Eg:
Ⅰ一件工具，一种炸药，其本身并没有两面性，只有它的应用才有两面性
Ⅱ空调：
降暑防寒\空调病
B超技术：
及时发现病症\男女比例失调
汽车：
出行便捷快速\引发能源、交通堵塞、环境等一系列问题
展望未来：
技术的推动作用
Eg:
机器人的普及；人类对外太空的探索
第二节技术发明与技术革新
1、技术的源泉
发明和革新是技术的源泉，因为它们都实现了用新的技术取代陈旧落后的技术
①发明指的是创造发明自然界原来没有的事物
②革新指的是对原有技术加以改造和提高。
Eg:
洗衣机技术的进步
手洗→人力洗衣机→电动洗衣机→自动洗衣机→电脑控制的全自动洗衣烘干机→“DIY
模糊型”全自动洗衣机→不用洗衣粉的智能洗衣机
通信技术的发展
手动电话机→自动电话机→卫星通信、移动通信、光纤通信
技术革新从来源上分为两类：
一是源于有计划、有步骤的设计。
如航天技术
二是源于偶然的发现。
如抗生素药物的发现
2、影响技术发明和创新的诸多因素
①主体因素
包括发明者本身的素质，文化水平，生理、心理因素及其他条件
②社会因素
发明者所处的社会（含微观社会和宏观社会、社会的群体状况、社会的经济能力及社会制度对发明的促进或制约
③科技文化因素
包括主体所在环境的科技文化水平，可以使用的设备及条件
④社会和机遇等
3、技术创新的保护制度——知识产权
①知识产权
知识产权
定义
是指对智力劳动成果享有的占有使用、处理、收益的权利，是一种无形的财产权，是从事智力创造性活动取得成果后依法享有的权力
范围
广义
著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、产地标记权、专利权、植物新品种权、集成电路布图设计权、计算机程序著作权等
狭义
著作权、专利权、商标权
影响
保护了发明者的创造，使发明者能设计创造出更多的新产品
②专利及其意义、种类
专利：
专利通常指专利权。
是一种独占权，指国家专利审批机关对提出专利申请的发明创造，经依法审查合格后，向专利申请人授予的、在规定时间内对该项发明创造享有的独占权。
专利的意义：
保护技术创新，防止科技成果的流失，进而有利于科技进步和经济发展。
专利种类
定义
审查制度
保护期限
发明专利
对产品、方法或改进所提出的新的技术方案
早期公开、延迟审查
20年，自申请之日起算
使用新型专利
对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术发案
初步审查
10年，自申请之日起算
外观设计专利
对产品的形状、图案、色彩所作出的富有美感并适于工业上应用的新设计
初步审查
10年，自申请之日起算
③专利的申请步骤：
提交申请→受理→初审→发明专利申请公布→发明专利申请实质审查→授权
申请包括直接申请和委托代理申请
第三节设计是技术的关键
1、技术的关键是设计：
通过设计→解决问题→将解决问题的方法加以总结→技术
2、设计的定义：
是指基于预定的设想和目标，遵从相关的原则和规范进行的构思和规划，最后用某种形式（模型、图纸、图表、文字文本等）表达出来的活动。
3、设计需要不断改进
Eg：
我国的工程师在钢铁生产的流程设计中通过技术的革新，流程的改进，大大提高了钢产量。
4、设计需要多种知识
Eg：
汽车设计与制造技术需要用到燃烧学、机械学和力学、材料学等多学科知识。
第二章设计的基础
1、思想和感情基础
⑴培养良好的基本素质
1善于观察和思考，善于实验和实践
Eg：
鲁班发明锯子
2兴趣和好奇心→丰富的想象力→大胆的猜测和假设→实验证明
Eg：
蝙蝠和雷达
⑵养成正确的思维方法
1发散思维\辐射思维
2定势思维
3逆向思维\反向思维
4其他如：
抽象思维、形象思维、联想思维、移植思维、类比思维、逻辑推理思维
⑶早期开发智能
1发现创造法
充分利用被发现的某种现象进行发明创造，有了发明构思后，尽可能想办法去实现
Eg：
蜂窝煤的发明
2改进创造法
对已有的事物、技术或专利进行研究，找出不足之处进行改进，并产生一种新的事物或技术
Eg：
爱迪生发明白炽电灯
3主体附加法
在原有事物或技术的主体上，附加另一种技术或事物，而构成新的技术或事物
Eg：
在洗衣机上附加定时器、在大门上附加门铃、在香烟上附加过滤嘴
4联想创造法
把各种技术和事物连在一起思考，从中创造出新的技术和事物
Eg：
播种机关枪、酒味西瓜、毛衣起球去除器
⑤其他创造发明法，如组合法、分解法、反向突破法
2、知识和方法基础
⑴设计的种类
1原创性设计\开发性设计
Eg：
第一台电子计算机
2改进性设计
在总是方案原理不变的情况下，对已有的设计进行局部的变更改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要
Eg：
台式电脑→笔记本电脑
3综合（组合）性设计
应用现有技术及原理重新进行组合，使其系统化、综合化，产生新的优点、特色，创造出新的功能
综合性设计的种类又可分为：
外形组合设计Eg：
多功能小铁锤（空心手把里可装进几把十字形螺丝刀）
性能组合设计Eg：
铁芯铜线（铁的抗拉性+铜的良好导电性）
原理组合设计Eg：
喷气式飞机（喷气原理与燃气轮机技术的组合）
功能组合设计Eg：
汽车（内燃机与传动、制动、转向、照明的组合）
模块组合设计Eg：
文艺晚会的表演（是由每一个文艺节目模块组成的）
系统组合设计Eg：
通信系统、办公系统、安全防范系统
⑵设计的方法
1常规设计法
包括借鉴法、应用标准器件法和技术（或工程）试验法三个部分
借鉴法：
从已有的技术发展历史中寻找可参考的技术，从最新的国内外情报中去找新产品、新技术、新思想、新动向，从而开阔视野，广开思路
应用标准器件法：
查找和应用已有的成就、稳定的优秀的结构元件和器件、标准件，可最快获得优秀的设计方案
技术（或工程）试验法：
通过技术（或工程）试验，检验或探索某些机制、效应、性能，或对某几种对象进行对比，或寻找未知的原因，或以相似理论对模型（或原型）进行试验。
如：
汽车防碰撞设计性能试验
2系统设计法
技术设计必须是系统化的，因为解决一个问题要同时考虑许多部分，以及它们之间的协调问题
3功能设计法
在设计过程中，将设计对象的功能区分为基本功能和辅助功能
4工效学设计法
设计中必须考虑人的心理和生理特征，适应人的生理、心理要求，从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标
5可靠性设计法
包括抗热、抗震、抗干扰，能在规定的环境（可能是恶劣的）下工作
6最优化设计法
包含3层意思
一是问题的解决方案可以是多种的，而且从不同角度看问题会有不同的评价，设计者必须综合各种因素，权衡利弊，从综合角度（或是最主要方面）选取最优方案
二是方案选定之后，可以建立数学模型，在满足各种约束条件的前提下，合理地设计其变量值，从而求得最优化的数据和结论，并据此进行设计
三是设计应该是一个反复进行的过程。
设计实施后，通过检测、试用、评价之后发现新的问题，在反过来修改设计，最后得到比较满意的设计，才可以正式应用或投产
7计算机辅助设计法CAD（computeraideddesign）
借助计算机进行设计或仿真，可以用最快的速度获得结果
⑶设计的原则
1科学性原则
2创新性原则
3需要和实用性原则
4经济性原则
5最优化原则
6可靠性原则
7安全性原则
8工程心理学和生理学原则
9法律、道德规范原则
10通用性、标准性原则
时效性原则
可持续发展原则
⑷人机关系
1是指人与“机器设备”及其所使用的“一切物品”之间的关系，包括使用时与所在的环境之间的关系
2人机关系中所指的“机”除了人们通常所说的机器外,还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等。
3人机关系要实现的目标：
高效（如美国学者F·B基尔斯的砌砖作业试验）、健康、舒适、安全（如儿童座椅前的护栏设计）；还可考虑美观、成本、实用等目标
4实现合理的人机关系设计中需注意
Ⅰ、普通人群与特殊人群（如
）
Ⅱ、静态的人与动态的人（如课桌、椅的设计考虑听课、拿东西、活动等方面）
Ⅲ、人的生理与心理需求（视觉、听觉、味觉、触觉、嗅觉）
Ⅳ、信息交互（如司机与汽车的信息交互中，往往通过驾驶员看汽车上的仪表完成的）
⑸设计依据的标准
1对产品的设计，国内外制定了相关的技术标准和规范：
国际标准、国家标准、部颁标准、行业标准和企业标准等。
2我国的国家标准前两个代码是：
GB（“国标”二字的汉语汉语拼音首字母）
3要了解一些常用标准件和重要的产品标准认证标志
ISO9000是指质量管理体系标准
ISO1400是环境管理体系标准
3C认证（中国强制性产品认证）可回收标志节能质量安全中国环保
⑹设计的一般过程
第一步：
遇到问题，发现问题
这个问题能否解决？
是否值得解决？
第二步：
确定课题
第三步：
调查、收集设计所需的信息、数据、资料
第四步：
制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案
第五步：
进行具体、详细的设计
第六步：
实施设计，产品研制，并在制作过程中不断进行检测、评价和改进
第七步：
对成品进行检测、总结、评价，找出优缺点和提出修改意见
第八步：
进一步修改设计，优化设计，若有必要，甚至要重新进行技术实验，重新调整搜索新的信息和数据后再进行设计，直到产品（或项目）达到最优为止。
⑺初步掌握设计的技术语言
1设计的技术语言：
口头语言、文本语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、网页和计算机演示
2技术语言的内容包括：
设计项目名称、设计目的、解决的关键技术问题、依据的标准规范、达到的功能和技术指标，以及零件图、装配图、装配调试工艺等。
3模型分为物理模型和数学模型两种。
4学会绘制草图和简单的三视图，学会识读一般的机械加工图、效果图和线路图，对设计有很大的帮助。
3、机械制图及识读基础
⑴投影和投影法
1投影：
在阳光或灯光的照射喜爱，物体在地面或者墙面上就会出现它的影子，这就是物体的投影。
2将光线叫做投影线，将影子所在的平面叫做投影面，将物体的影子叫做投影。
⑵正投影的基本特性
1真实性
当物体上的平面（或直线），与投影面平行时，它的投影反映实形（或实长）
2积聚性
当物体上的平面（或直线），与投影面垂直时，它的投影积聚为一直线（或一点）
3收缩性
当物体上的平面（或直线），与投影面倾斜时，它的投影缩小（或缩短），并产生变形
⑶机械制图的常用图线线型
图线名称
图线宽度
基本线型
一般应用
粗实线
d
轮廓线
细实线
d/2
尺寸线，尺寸界线
细点画线
d/2
轴线，对称中心
细虚线
d/2
不可见轮廓线
⑷图线画法：
1在同一张图纸中，同类图线的宽度应一致
2绘制圆的对称中心线时，应超出圆外2~5mm，圆心应为长画的交点，细点画线首末两端应是长画而不是点
3在较小的图形上绘制细点画线有难度时，可用细实线代替
4细点画线、细虚线和其他图线相交时，避免在间隔或点处相交
5两条平行的轮廓线之间距，不得小于0.7mm
6尺寸线必须单独画出，不能与其他图线重合或在其延长线上，一般采用箭头作为尺寸线的终端
⑸二视图
⑹三视图
⑺尺寸标注
1图形的尺寸数据以真实大小为依据
2图形中的尺寸单位一般为毫米，不需在图形中标明。
3标注圆的直径、半径的尺寸必须通过圆心
4尺寸数字一般标注在尺寸线的上方，且不可被任何图线穿过
5标注尺寸时尽量使用符号和缩写词。
如：
直径Φ，半径R，球直径SΦ，球半径SR
6尺寸标注不应闭合
7标注角度的尺寸数字一律写成水平方向，并注写在尺寸线的中断处。
尺寸线应画成圆弧
8尺寸应标注在图形最明显的位置，同一位置的尺寸在视图中只能标明一次而不能重复
9半圆或不足半圆的圆弧要标注半径
⑻机械制图符号说明
1零件图常见的符号说明
符号
解释
φ30-0.08
基本尺寸稳直径3mm，上偏差为0，下偏差为-0.08
R4
圆弧半径为4mm
φ3±0.2
基本尺寸为直径3mm，上偏差为+0.2mm，下偏差为-0.02mm，公差为0.4mm
◎
φ0.03
C
箭头指示面轴线相对于C面轴线的同轴公差为0.03mm
⊥
0.05
C
4－φ4.4EQS
HT15－33
16
45#
M20
IT12
HPb59－1
Cu/Ep·Ag15
2表面粗糙度符号
3Ra值
Ra值数据表
4Ra值与表面粗糙度获得的方法及应用举例
⑼识读零件图
1读标题栏了解零件的名称、比例、图号，制造该零件的材料及数量
2分析视图，想出零件的形状
3分析尺寸
4了解技术要求如表面粗糙度、材料、表面涂覆、尺寸公差与形位公差等
5综合考虑把该零件的形状、结构、尺寸和技术要求综合起来考虑，使头脑中对零件
有个整体轮廓
⑽草图及其画法
①三种主要绘图手段：
仪器绘图、计算机绘图、徒手绘图。
②草图：
按目测比例徒手画出的图样，称为草图或徒手图
③草图绘图要求：
画线要稳，图线要清晰；目测尺寸要准，各部分比例匀称；绘图速度要快；标注尺寸无误，字体工整
3直线的画法（理解，不用背此处）
手腕贴着纸面，沿着图线方向移动，眼睛要注意终点方向，便于控制绘图线，并将直线画直。
画短线时，用手腕运笔，画长线则以手臂动作带动手腕运笔
4徒手画圆
当画较小的圆时：
当画较大的圆时：
⑥圆角、椭圆及圆弧连接的画法
尽量利用正方形、长方形、菱形相切的特点，其画法见图：
4、电路图的识读
⑴常用元器件符号
⑵电路图识读
1先找出各电路有哪些功能单元组成，并定性分析各功能单元的工作原理
2找出该电路的主要信号是什么，然后找出该信号的流向，一般的规范画法是输入信号在左方，输出信号在右方
3找出供电电路（直流电源或交流整流滤波电源）供电。
从供电电源的开始端到给每一单元电路时如何供电的
4用总体框图进行整体分析。
每个功能单元电路用一个功能框图来表示，并在每个框图中用文字、公式、波形注明。
然后再根据信号流向、相互关系将各单元功能框图连接起来，即可从整体上识读
5定量做分析或估算。
第三章怎样进行设计：
设计的准备工作
1、确定要设计的问题
⑴问题的来源：
人们的需求和愿望
⑵明确设计要解决的技术问题
就是要弄清楚要设计的技术问题的所在，进而判断：
问题能否解决？
是否当前可以解决？
是否值得解决？
1判断问题能否解决？
就是判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和客观规律。
凡是伪科学的或反科学的问题都不应徒劳地设计
2判断问题是否当前可以解决？
是指判断这个问题是否超出了当前的能力与条件。
如果当前是当前科学技术水平无法解决的问题，就不宜进行设计；对超出当前物质条件和工作条件（人力、物力、资源等）的问题，也不宜进行设计
3判断问题是否值得解决
⑶明确解决设计问题的能力
1什么是设计能力？
是指解决问题的技术能力。
它既可以指一名设计者个人的能力；也可以指一群设计者能力的综合
2影响设计能力的因素：
社会发展水平、科学技术水平
3从哪些方面评定解决设计问题的能力？
要解决的设计问题的实际情况、设计者本人（或团队）的设计知识、技能与经验
4评定设计能力的意义：
可以对设计作出一个预测和判断：
是否有能力完成这个设计？
是
否需要增加设计力量
5对于公开竞标的设计问题，设计者还需要做出设计标书，详细说明自己的资历、能力和经验，充分表明自己有能力胜任这个设计
⑷明确解决设计问题的条件
1设计者的设计知识和技能
2时间条件
3经费条件
4设备条件
5其他条件，如需要特殊材料等
⑸明确设计的标准
1什么叫设计标准
又称为设计规范，是指设计中依据的某一公认的法规和示范。
2设计标准的分类
有总的标准，如国家标准、国际标准、企业标准
有各部分或各方面的标准，如产品或部件的功能、
③
⑹明确设计的限制
2、技术实验
3、制定设计方案
升级会员 