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第二章 设计的基础
第三节 设计和交流中的技术语言
本节课需要学生有一定的空间概念和思维能力，高一学生在初中学习了平面几何，因此在机械制图方面学生学习起来应该不是很困难的事。但是机械制图是一门专业知识，和数学中的几何作图是有区别的，所以要让学生以科学严谨的态度对待机械制图有一定难度。
【教学目标】
1、知识与技能
理解投影法的基本概念和方法；掌握正投影法的方法、特性及三视图成图原理和规律；掌握三视图的一般绘图规则。
2、过程与方法
通过实物图样对照进行观察、思考、练习，掌握简单的三视图的绘制方法。
3、情感、态度与价值观
感受技术交流中技术图样的作用，养成细致、严谨的态度。
【教学重点与难点】
1、重点：掌握三视图成图原理和规律；掌握三视图的绘制。
 2、难点：能规范绘制简单三视图
【教学理念和方法】
通过本节教学，使学生能够较熟练地绘制简单的三视图。可从学生的现有知识和经验出发，按照直观感知、操作确认、思辨求证的认识过程展开，建构正投影与三视图的知识体系。
【教学过程设计】
1、教学内容的组织与呈现方式
2、本节内容专业性强、比较抽象，在进行本节教学设计时就如何化难为简、化专业为通俗等问题采取的方式是运用探究式与启发式教学方法，通过视频导入，使学生对设计产生兴趣，为后面的三视图内容铺垫。通过实物案例教学，提高学生对通用技术相关的学习兴趣。
【教学过程】
【引入】向同学们介绍法国埃菲尔铁塔，埃菲尔铁塔屹立在巴黎市中心的塞纳河畔，高320多米，相当于100层楼高，埃菲尔铁塔从1887年起建，分为三楼，分别在离地面57.6米、115.7米和276.1米处，其中一、二楼设有餐厅，第三楼建有观景台，从塔座到塔顶共有1711级阶梯，共用去钢铁7000吨，12000个金属部件，259万只铆钉，极为壮观华丽，4个塔墩由水泥浇灌，塔身全部是钢铁镂空结构，共有1万多个金属部件，用几百万个铆钉连接起来。埃菲尔铁塔是世界上第一座钢铁结构的高塔，就建筑高度来说，当时是独一无二的。1884年，为了迎接世界博览会在巴黎举行和纪念法国大革命100周年，法国政府决定修建一座永久性纪念建筑。经过反复评选，居斯塔夫·艾菲尔设计的铁塔被选中，建成后铁塔就以艾菲尔的名字命名。艾菲尔的设计非常高明，在两年多的施工过程中，从未发生过任何伤亡事故；在组装部件时，钻孔都很准确地和上，这在建筑史上是很了不起的。铁塔共有4层，每层有一个平台，在铁塔塔顶可以观赏巴黎全城迷人的景色。
【总结】得出技术语言的定义：在技术活动中进行表达、交流、的工具，如图形、表格、声音、手势、标志等，我们统称为“技术语言”。
技术语言包括：口头语言、文本语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、网页、计算机演示等
【案例】向同学们介绍各种技术符号：城市天气预报符号，体育运功符号，交通信号符号；技术图纸：各种零件加工图纸；技术图样：福娃的图样；图表 ：股市和房价的图表
【过度】引入房屋和汽车模型；
得出模型的分类：
物理模型 :有与原型一样的物理性质，能给出所研究对象完整的物理概念。
数学模型：在设计和交流中起着不可替代的作用
【课件展示】房屋模型、航模、船模、效果图、用来呈现效果的图纸或照片
【拓展】尺寸公差：为保证零件的互换性，必须将零件的实际尺寸控制在允许变动的范围内，这个允许的尺寸变动量称为尺寸公差。例如：上偏差值为0mm，下偏差值为—0.08mm，尺寸公差为多少？
尺寸公差为0 —（-0.08）=0.08
形位公差：指零件的形状、位置公差，它是指对零件上某个要素的几何形状和要素与要素之间的相互位置要求。形位公差表示方法展示。
配合公差：指两个零件的配合（例如轴与轴承）所允许的公差范围。配合公差展示
封闭尺寸：指尺寸标注采用的一种方式
表面粗糙度：是指零件加工表面上所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，用轮廓算术平均偏差Ra值来评定表面粗糙度 。
1.Ra值在取样长度l内轮廓偏距绝对值的算术平均值 。计算方法
2.表面粗糙度符号及其意义
3.表面粗糙度在图纸上的运用
4.表面粗糙度与加工方法的关系
机械制图与识读基础---三视图
一、投影和投影法
1、什么是投影线、投影、投影面？
2、平行投影：在机械制图中常用互相平行的光线做投影线，来得到物体的投影。
【练习】太阳光照射到人的身体，在地上得到一个人的影子，这个人影是否可以称为视图？为什么？
【答案】不能叫做视图.因为视图是有正投影所的到的物体的投影。
二、正投影的基本特征
正投影的基本特征：
真实性：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)。
积聚性：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)。
收缩性：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)。
三、二视图：在正面的基础上，再增加一个与正面V相垂直且水平放置的投影面叫做水平面H。
1.在正面得到的视图叫主视图
2.向水平面作正投影，在水平面得到一个新的视图，叫俯视图
3.注意主视图与俯视图之间的关系。
【案例】观察图2－15中三个物体，其正面上的投影（主视图）是否都一样？想一想其俯视图是否一样？如何体现其不同？
四、三视图：设置一个与正面、水平面垂直的新投影面，叫侧面，从左向右正投影，得到一个左视图。
【案例】将三个互相垂直的投影面的视图放在同一张图纸上，得到三视图。
【讲解】主视图和俯视图都反映了物体的长度，而且长对正
主视图和左视图都反映了物体的高度，而且高平齐
俯视图和左视图都反映了物体的宽度，而且宽相等
五、选择主视图
主视图是主要视图，应选择最能反映该组合体形状特征和位置关系的视图作为主视图。
同时兼顾其他两个视图虚线尽量少
【练习】请同学们画出下面6个图的主视图
【练习】练习：已知物体三视图的外轮廓，构思该物体。
【解答】构思过程及其结果展示
【问题】根据图形回答问题
1.这是三视图中的哪一种图？
2.一个方向的投影能不能完整地表达物体的形状和大小 ，能不能区分不同的物体？
【答案】1.主视图2.不能
【案例】形体结构的三视图
【案例】模型房的结构与三视图
模型房的构成特征为：
(1)由一个长方体和一个三棱柱共同构成，前后对称；
(2)在长方体的正中央开设门洞，其结构左右对称。
【案例】下面是一些立体图形的三视图，请根据视图说出立体图形的名称.
【解】（1）该立体图形是长方体；（2）该立体图形是圆锥
【案例】下面是一个物体的三视图，试说出物体的形状.
【过度】行业不同,表达设计者设计意图的方式也不完全一样.技术图样是设计者的设计方案正确实施的保证和依据,是使用最广泛、基本的技术语言。常见的技术图样有机械制造业的机械图、线路图等。
二、机械加工图的识读
机械图包括零件图和装配图。表示机械零件结构、大小及技术要求的图样称为零件图，是制造和检验零件用的图样。
（一）读零件图的作用、方法、步骤；读零件图就是根据图样想象出零件的结构形状，搞清零件的大小、技术要求和零件的用途及加工的方法
1、读标题栏
【案例】图框右下角一般有标题栏，如图所示的格式。标题栏中文字方向为读图方向。
【解读】从标题栏中，可以了解零件的名称、比例、图号，制造该零件的材料及数量已对零件有一个初步的了解，必要时还可了解一下零件在部件中位置及作用。
【练习读标题栏】同学们，从标题栏中你能了解有关此零件图的哪些信息？
2、分析视图，想出零件的形状
弄懂零件的形状，是读零件图的主要环节。通过对视图表达方案的分析，大致弄懂该零件的结构特点，然后再通过形体分析和线面分析，结合剖视图的剖切位置和投影关系，逐步弄懂形状。
【例】轴套类零件，如图所示：结合本零件图并参考课本53页中的表格回答以下问题
1、图中Ø7的默认单位是什么？又代表何意义？
2、此零件共有多少圆柱体组成？
3、分析尺寸
了解零件图上标注的尺寸，就能知道零件的大小。首先分析长、宽、高3个方向的基准；从基准出发，找出主要尺寸，在以零件形状结构分析为线索，找出个部分的定形尺寸和定位尺寸。在找定位尺寸时，应搞清它的定位基准。通过尺寸分析，对零件的构造、作用等多方面情况可进一步加深理解。
【思考】
1、图中所有圆柱体的直径和高分别是多少？
2、此零件的总长是多少？
4、技术要求
图形和尺寸看懂以后，就要了解零件有哪些技术要求；如：表面粗糙度、材料、表面涂覆，尺寸公差和形位公差等
5、综合考虑
最后把该零件的形状、结构、尺寸和技术要求综合起来考虑，是头脑中对零件有个整体轮廓。
【案例】据图回答问题
1.此零件共有多少圆槽组成？它们是如何分布的?且各圆槽的直径和高又是多少?
2.此圆槽内壁的表面的粗糙程度Ra值是多少?
3.零件此处表面的粗糙程度Ra值又是多少?
4.零件此处的表面Ra又是多少?
5.小孔间的距离是多大？
【练习】
如左图，你能否从千斤顶的剖视图和俯视图看出其是由哪些部件组成？
(二)线路图的识读
线路图是指导电子产品生产的技术图样,包括系统图、框图、电路图、接线图、逻辑图、印刷版图、说明书用图等。
读电路图，必须了解《电器图用图形符号（GB4728)》中的详细规定，并掌握常用元器件的图形符号、文字符号、项目代号、导线和接线端子的标记符号，名词术语等。
读图步骤：
1、找出该电路有哪些功能单元构成，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。
3、找出供电电路供电。
4、用总体框图进行整体分析。
5、定量作分析后估算
【例】电饭煲电路的识读
(1)功能元件介绍
如图：
SA-1为限温器开关，SA-2为控温器开关，FU为保险丝，电流太大时会自动断开；
EH2 为主加热器，主要用于煮饭；EH1 为副加热热器，主要用于保温
HL2 为EH2 工作时的指示灯（在煮饭状态时发亮）， HL1 为EH1 工作时的指示灯（在保温状态时发亮）。
R2 为EH2 的限流电阻，调节R2 的阻值大小，可以将流过EH2 的电流大小调到适合的程度；R1 为EH1 的限流电阻，调节R1 的阻值大小，可以将流过EH1 的电流调到适合的程度 。
XP1 、XP2 为接入220V交流电的插头，PE为接地线插头（连接电饭煲的外壳，起安全保护作用），它们一起构成一个三脚电源插头 。
(2)信号流向分析
A、煮饭过程
XP1 、XP2接220v交流电源，设某瞬间XP1为电源正端，XP2为负端，按下SA按键，此时SA-1开关接通，SA-2断开。
电源流向为：XP1 FU SA-1 EH2 XP2
饭过程分析：此时EH2主加热器发热，使锅内温度升高，锅内的米经过吸水，旺火加热至沸腾，并使锅内温度在100℃的水沸温度保持20min左右，热量充分对流，水分不断蒸发，直到饭熟水干时，锅内温度迅速升高。当锅底米饭温度达到101~105℃时，SA-1自动断开，切断了主加热器EH2的电源，煮饭过程完成。
煮饭指示灯：当SA-1接通时，SA-2断开。
电源流经指示灯流向为：XP1 FU R2 HL2 EH1 XP2
B、保温过程
当锅底米饭温度达到101~105℃时，SA-1自动断开，SA-2自动接通，220V交流电电流流向为：XP1 FU SA-2 EH1 XP2
EH1保温（副）加热器开始通电发热，由于副加热器功率较小，所以只起到保温作用。
保温指示：由于SA-1开关断开，所以A、B两点不再被短路，220V交流电电流流向为：
XP1 FU R1 HL1 B EH2 XP2
HL1由于通电而发亮，显示工作状态为保温状态。同时，由于SA-2接通，A、C两点被短路，HL2两端无电压，煮饭指示灯熄灭。
(3)功能框图分析
【练习】灯泡两度可调电路的识读
(1)对图中的功能元件分析
(2)信号流向分析

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