SAASTE 技术/模块/机械系统 9 年级
| SAASTE 技术 |
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| 关键概念 |
| 4 年级 - 5 年级 - 6 年级 - 7 年级 - 8 年级 - 9 年级 |
| 模块 |
| 加工 8/9 年级 - 机械系统 9 年级 - 结构 5 年级 - 结构 8 年级 |
| 活动 |
| 导体和绝缘体 - 电子电路 - 与门和或门 - 电路/系统图 - 液压 - 液压和气动 - 技术产品 - 保存 1 - 识别材料 - 材料性能 - 保存 2 - 电镀 - 调理-强化/防水 1 - 调理-强化/防水 2 - 成形 - 成型 - 力 - 结构类型 - 机构工作表 |
帮助守卫远离雨水
- 技术流程
场景
- 测试
- 实践
- 了解并应用技术流程来解决问题，满足需求和愿望。
- 以道德和负责任的方式应用一系列技术知识和技能。
- 尺子、铅笔、纸板条、图钉或大头针。
- 您对系统和控制（杠杆）的知识和理解
- 您识别问题、需求和愿望的能力。
- 您考虑一系列可能的解决方案的能力。
- 您做出明智选择的能力。
- 您制定设计说明书的能力。 * 您沟通的能力。
它是一种能够做机械功的装置。机器将改变（转换）或传递（传输）能量。机器由许多称为机构的工作部件组成。所有机构都基于古代哲学家所说的五大机器。这五种简单机器构成了整个历史中发展的所有其他机器的基础。
机器无法自行工作。它们需要能量，以及有人或某物来操作它们。一些机器由计算机控制。（例如，自动洗衣机）。机器使用的能量称为输入。这种能量输入的结果称为输出。
三大机构包括：1. 杠杆 - 围绕一个点旋转的杆。
2. 齿轮 - （轮轴）带齿的轮。
3. 滑轮 - （轮轴）带槽的轮。
因此，杠杆可以被描述为一种旨在提升负载或产生（或传递）运动的机构。它使用一个围绕一个点旋转（转动）的刚性杆。这个点叫做支点。
以下符号代表杠杆系统中的不同元素。
杠杆有三种类别，它们由支点（枢轴）相对于力点和负载的位置决定。
负载位于一端，力点位于另一端，支点位于两者之间。例如，剪刀
负载位于力点和支点之间。例如，独轮车
支点位于一端，负载位于另一端，力点位于两者之间。例如，镊子 文件：SA NC Saaste 模块 9.png
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输入运动 |
支点位置 |
测量的输出距离 |
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向下推 |
A 橡皮擦位于 50 毫米刻度 |
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向下推 |
B 橡皮擦位于 100 毫米刻度 |
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向下推 |
C 橡皮擦位于 150 毫米刻度 |
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结果：哪个示例提供了最大的输出？
- ...............................................................................................
结论：支点位置对输出距离有什么影响？
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三个例子中哪一个最能体现距离倍增？
- ................................................................................................
机构用于使工作更轻松。（例如，输入运动小于输出运动）。这被称为机械优势。机械优势有两种类型，例如距离倍增和力倍增。杠杆的机械优势是可以计算的。机械优势越大，抬起物体就越容易。
计算机械优势的公式为：MA = 负载/作用力
研究以下示例并完成计算
始终将质量转换为力，50 kg x 10 m/s² = 500 N
用独轮车抬起 50 kg 的负载需要 20 N 的作用力。独轮车产生的机械优势是多少？
机械优势为：MA = 负载/作用力
MA=______
九年级.....B..........
姓名 .snethemba.....................
1. 杠杆系统的支点是什么？
- ............................................................................................................
- ............................................................................................................/3
2. 用什么符号表示支点？...................... /1
3. 杠杆系统中作用力与负载有何不同？ /3
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
4. 使用下图，识别支点、负载的位置。 /2
5. 命名图 1、2 和 3 中所示的杠杆类型。 /6
6. 计算使用杠杆在负载中获得的机械优势 /5 公式：MA = 负载/作用力
总计 [20]
联动机构：通过将杠杆连接在一起形成的机构。
联动机构旨在
- 改变力的方向或运动方向，
- 允许两个部件同时移动，
- 使物体以相同的方式移动
以下图形符号有助于理解联动机构的工作原理。
以下图纸显示了联动机构中杠杆的不同组合：在输入处填写 I，在输出处填写 O
- 完成下一页的实际活动。
此活动必须以小组形式完成。（2/3 名学生）
使用老师提供的机构套件，构建上一页所示的所有联动机构系统。在小组中讨论运动的输入和输出方向。完成下表。
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观察和绘制包括固定和松动的枢轴 包括输入和输出方向 |
写下输入和输出方向。（相同或相反方向） |
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反向联动机构 |
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推拉联动机构 |
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均衡联动机构 |
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懒人钳 |
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平行联动机构 |
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滑轮是一个带有凹槽的轮子，例如
- 使用您的机构套件构建上述示例。
- 准确地绘制您所做的事情。
- 使用方框图指示输入和输出方向。
- 提供两个滑轮在建筑行业中应用的例子。
齿轮是带齿的轮子，例如
使用机构套件并构建至少 3 个齿轮示例（您可以在一个齿轮系统中使用超过 2 个齿轮）。
- 准确地绘制您所做的事情。
- 在每个示例中使用方框图指示输入和输出方向。
- 提供 2 或 3 个儿童玩具中使用齿轮的例子。
以 3 人为一组进行工作
您受雇于城市办公大楼的工程师，该大楼在进出时使用升降杆。您已经注意到，在雨天高峰时段，保安人员必须站在雨中抬升和下降升降杆。使用一种或几种简单的机械系统来抬升和下降升降杆，使其可以从保安办公室内部操作。
- 讨论您不理解的词语。
- 圈出最重要的词语。
1. 用您自己的话写下您认为的问题是什么。尽量用两句话来表达。
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
2. 写下设计概要、几个规格和两个针对上段最后一句话中所述问题的约束条件。
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
- ...........................................................................................................
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3. 在您的小组中，思考可能解决上述情况中所述问题的解决方案。手绘两个不同想法的草图。
- ...........................................................................................................
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4. 从您所识别和绘制的两个解决方案中，选择您认为是最佳解决方案的方案。说明您选择该方案的一个理由。
- ...........................................................................................................
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5. 制作一份用于演示的二维工作图。工作图应包括尺寸和为实现该解决方案而必须使用的材料类型。
6. 制作模型。将根据模型中使用机构的有效性进行评估。
7. 准备一份正式演示，向全班推销您的想法。您的演示应向全班解释您在活动 3 中设计机构的工作原理。
- 产品可以在 A4 纸上制作二维效果。
- 将纸张分成两半（一半用于展位内部，另一半用于展位外部）
- 瓦楞纸板是一种用途广泛且廉价的资源
- 单面瓦楞纸板可用于齿轮齿和齿条。
- 热熔胶枪非常有效（粘合力强且速度快）
- 纸质紧固件使用方便快捷（例如，固定和松动的枢轴）
注意：相关术语已分组，因此未按字母顺序排列。
杠杆：具有负载、支点和作用力的刚性杆，用于机械优势
联动机构/联动杠杆：两个或多个杠杆连接在一起形成的杠杆系统
输入：启动系统的动作。（例如，力、开关等）
输出：系统动作产生的结果。（例如，运动、灯亮等）
机械优势：机械优势用于机器中使工作更轻松。类型：力的变化、距离和速度
力倍增：发生在机构的输出力大于输入力的位置。
距离倍增：发生在机构的输出距离大于该机构的输入距离的位置。
齿轮 : 用于传递和改变运动、力与速度的机构
齿轮系 : 两个或多个齿轮连接在一起的系统
主动轮 : 齿轮系统中提供输入的齿轮
从动轮 : 齿轮系统中的输出齿轮
惰轮 : 通常放置在主动轮和从动轮之间的齿轮，使它们朝着相同的方向旋转。
锥齿轮 : 改变齿轮系统中运动的平面（角度）（例如，风车在垂直平面上旋转，而抽水的轴在水平平面上旋转，即运动方向改变了 900 度）。
蜗轮 : 这是一种与蜗杆啮合的普通齿轮（蜗轮）。
蜗杆 : 一种带有螺纹的圆柱形齿轮（蜗杆与蜗轮啮合）。
齿条和齿轮 : 带有齿的刚性杆，与小齿轮（齿轮）的齿啮合。
啮合 : 齿轮齿的啮合。（当齿轮相互接触时，它们啮合在一起。）
轮子 : 任何围绕轴旋转的圆形物体
轴 : 支撑轮子并使其运动的轴。
曲柄 : 弯曲的轴（例如，从轮子上突出）。（曲柄旋转以使轴/运动。）
凸轮 : 它是一个非圆形的轮子。用于改变与其相接触的物体（从动件）的运动方向。（例如，椭圆凸轮旋转，而从动件上下移动，即往复运动）
滑轮 : 轮缘上带有沟槽的轮子，用于绳索，用于提升重物或施加力。
液压系统 : 用流体压力工作的封闭系统
主缸 : 液压系统中的输入缸
副缸 : 液压系统中的输出缸
连杆机构中预期从学习者那里得到的图形类型的示例（必须清楚地标明输入和输出。必须遵循固定和松动枢轴的约定）
作者：Alison Fowkes & Deon Khan（编辑­ Johnny Freese）
作者感谢：Osman Sadeck — 来自 www.wcape.school.za/sadeck/ 的数据表的用法 NdoE — 适应九年级：CTA（技术） - 2003