SAASTE 技術/模組/機械系統 9 年級
| SAASTE 技術 |
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| 關鍵概念 |
| 4 年級 - 5 年級 - 6 年級 - 7 年級 - 8 年級 - 9 年級 |
| 模組 |
| 加工 8/9 年級 - 機械系統 9 年級 - 結構 5 年級 - 結構 8 年級 |
| 活動 |
| 導體和絕緣體 - 電子電路 - 與門和或門 - 電路/系統圖 - 液壓 - 液壓和氣動 - 技術產品 - 儲存 1 - 識別材料 - 材料效能 - 儲存 2 - 電鍍 - 調理-強化/防水 1 - 調理-強化/防水 2 - 成形 - 成型 - 力 - 結構型別 - 機構工作表 |
幫助守衛遠離雨水
- 技術流程
場景
- 測試
- 實踐
- 瞭解並應用技術流程來解決問題，滿足需求和願望。
- 以道德和負責任的方式應用一系列技術知識和技能。
- 尺子、鉛筆、紙板條、圖釘或大頭針。
- 您對系統和控制（槓桿）的知識和理解
- 您識別問題、需求和願望的能力。
- 您考慮一系列可能的解決方案的能力。
- 您做出明智選擇的能力。
- 您制定設計說明書的能力。 * 您溝通的能力。
它是一種能夠做機械功的裝置。機器將改變（轉換）或傳遞（傳輸）能量。機器由許多稱為機構的工作部件組成。所有機構都基於古代哲學家所說的五大機器。這五種簡單機器構成了整個歷史中發展的所有其他機器的基礎。
機器無法自行工作。它們需要能量，以及有人或某物來操作它們。一些機器由計算機控制。（例如，自動洗衣機）。機器使用的能量稱為輸入。這種能量輸入的結果稱為輸出。
三大機構包括：1. 槓桿 - 圍繞一個點旋轉的杆。
2. 齒輪 - （輪軸）帶齒的輪。
3. 滑輪 - （輪軸）帶槽的輪。
因此，槓桿可以被描述為一種旨在提升負載或產生（或傳遞）運動的機構。它使用一個圍繞一個點旋轉（轉動）的剛性杆。這個點叫做支點。
以下符號代表槓桿系統中的不同元素。
槓桿有三種類別，它們由支點（樞軸）相對於力點和負載的位置決定。
負載位於一端，力點位於另一端，支點位於兩者之間。例如，剪刀
負載位於力點和支點之間。例如，獨輪車
支點位於一端，負載位於另一端，力點位於兩者之間。例如，鑷子 檔案：SA NC Saaste 模組 9.png
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輸入運動 |
支點位置 |
測量的輸出距離 |
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向下推 |
A 橡皮擦位於 50 毫米刻度 |
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向下推 |
B 橡皮擦位於 100 毫米刻度 |
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向下推 |
C 橡皮擦位於 150 毫米刻度 |
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結果：哪個示例提供了最大的輸出？
- ...............................................................................................
結論：支點位置對輸出距離有什麼影響？
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三個例子中哪一個最能體現距離倍增？
- ................................................................................................
機構用於使工作更輕鬆。（例如，輸入運動小於輸出運動）。這被稱為機械優勢。機械優勢有兩種型別，例如距離倍增和力倍增。槓桿的機械優勢是可以計算的。機械優勢越大，抬起物體就越容易。
計算機械優勢的公式為：MA = 負載/作用力
研究以下示例並完成計算
始終將質量轉換為力，50 kg x 10 m/s² = 500 N
用獨輪車抬起 50 kg 的負載需要 20 N 的作用力。獨輪車產生的機械優勢是多少？
機械優勢為：MA = 負載/作用力
MA=______
九年級.....B..........
姓名 .snethemba.....................
1. 槓桿系統的支點是什麼？
- ............................................................................................................
- ............................................................................................................/3
2. 用什麼符號表示支點？...................... /1
3. 槓桿系統中作用力與負載有何不同？ /3
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
4. 使用下圖，識別支點、負載的位置。 /2
5. 命名圖 1、2 和 3 中所示的槓桿型別。 /6
6. 計算使用槓桿在負載中獲得的機械優勢 /5 公式：MA = 負載/作用力
總計 [20]
聯動機構：透過將槓桿連線在一起形成的機構。
聯動機構旨在
- 改變力的方向或運動方向，
- 允許兩個部件同時移動，
- 使物體以相同的方式移動
以下圖形符號有助於理解聯動機構的工作原理。
以下圖紙顯示了聯動機構中槓桿的不同組合：在輸入處填寫 I，在輸出處填寫 O
- 完成下一頁的實際活動。
此活動必須以小組形式完成。（2/3 名學生）
使用老師提供的機構套件，構建上一頁所示的所有聯動機構系統。在小組中討論運動的輸入和輸出方向。完成下表。
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觀察和繪製包括固定和鬆動的樞軸 包括輸入和輸出方向 |
寫下輸入和輸出方向。（相同或相反方向） |
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反向聯動機構 |
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推拉聯動機構 |
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均衡聯動機構 |
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懶人鉗 |
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平行聯動機構 |
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滑輪是一個帶有凹槽的輪子，例如
- 使用您的機構套件構建上述示例。
- 準確地繪製您所做的事情。
- 使用方框圖指示輸入和輸出方向。
- 提供兩個滑輪在建築行業中應用的例子。
齒輪是帶齒的輪子，例如
使用機構套件並構建至少 3 個齒輪示例（您可以在一個齒輪系統中使用超過 2 個齒輪）。
- 準確地繪製您所做的事情。
- 在每個示例中使用方框圖指示輸入和輸出方向。
- 提供 2 或 3 個兒童玩具中使用齒輪的例子。
以 3 人為一組進行工作
您受僱於城市辦公大樓的工程師，該大樓在進出時使用升降杆。您已經注意到，在雨天高峰時段，保安人員必須站在雨中抬升和下降升降杆。使用一種或幾種簡單的機械系統來抬升和下降升降杆，使其可以從保安辦公室內部操作。
- 討論您不理解的詞語。
- 圈出最重要的詞語。
1. 用您自己的話寫下您認為的問題是什麼。儘量用兩句話來表達。
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
2. 寫下設計概要、幾個規格和兩個針對上段最後一句話中所述問題的約束條件。
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
- ...........................................................................................................
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3. 在您的小組中，思考可能解決上述情況中所述問題的解決方案。手繪兩個不同想法的草圖。
- ...........................................................................................................
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4. 從您所識別和繪製的兩個解決方案中，選擇您認為是最佳解決方案的方案。說明您選擇該方案的一個理由。
- ...........................................................................................................
- ............................................................................................................
5. 製作一份用於演示的二維工作圖。工作圖應包括尺寸和為實現該解決方案而必須使用的材料型別。
6. 製作模型。將根據模型中使用機構的有效性進行評估。
7. 準備一份正式演示，向全班推銷您的想法。您的演示應向全班解釋您在活動 3 中設計機構的工作原理。
- 產品可以在 A4 紙上製作二維效果。
- 將紙張分成兩半（一半用於展位內部，另一半用於展位外部）
- 瓦楞紙板是一種用途廣泛且廉價的資源
- 單面瓦楞紙板可用於齒輪齒和齒條。
- 熱熔膠槍非常有效（粘合力強且速度快）
- 紙質緊韌體使用方便快捷（例如，固定和鬆動的樞軸）
注意：相關術語已分組，因此未按字母順序排列。
槓桿：具有負載、支點和作用力的剛性杆，用於機械優勢
聯動機構/聯動槓桿：兩個或多個槓桿連線在一起形成的槓桿系統
輸入：啟動系統的動作。（例如，力、開關等）
輸出：系統動作產生的結果。（例如，運動、燈亮等）
機械優勢：機械優勢用於機器中使工作更輕鬆。型別：力的變化、距離和速度
力倍增：發生在機構的輸出力大於輸入力的位置。
距離倍增：發生在機構的輸出距離大於該機構的輸入距離的位置。
齒輪 : 用於傳遞和改變運動、力與速度的機構
齒輪系 : 兩個或多個齒輪連線在一起的系統
主動輪 : 齒輪系統中提供輸入的齒輪
從動輪 : 齒輪系統中的輸出齒輪
惰輪 : 通常放置在主動輪和從動輪之間的齒輪，使它們朝著相同的方向旋轉。
錐齒輪 : 改變齒輪系統中運動的平面（角度）（例如，風車在垂直平面上旋轉，而抽水的軸在水平平面上旋轉，即運動方向改變了 900 度）。
蝸輪 : 這是一種與蝸桿齧合的普通齒輪（蝸輪）。
蝸桿 : 一種帶有螺紋的圓柱形齒輪（蝸桿與蝸輪齧合）。
齒條和齒輪 : 帶有齒的剛性杆，與小齒輪（齒輪）的齒齧合。
齧合 : 齒輪齒的齧合。（當齒輪相互接觸時，它們齧合在一起。）
輪子 : 任何圍繞軸旋轉的圓形物體
軸 : 支撐輪子並使其運動的軸。
曲柄 : 彎曲的軸（例如，從輪子上突出）。（曲柄旋轉以使軸/運動。）
凸輪 : 它是一個非圓形的輪子。用於改變與其相接觸的物體（從動件）的運動方向。（例如，橢圓凸輪旋轉，而從動件上下移動，即往復運動）
滑輪 : 輪緣上帶有溝槽的輪子，用於繩索，用於提升重物或施加力。
液壓系統 : 用流體壓力工作的封閉系統
主缸 : 液壓系統中的輸入缸
副缸 : 液壓系統中的輸出缸
連桿機構中預期從學習者那裡得到的圖形型別的示例（必須清楚地標明輸入和輸出。必須遵循固定和鬆動樞軸的約定）
作者：Alison Fowkes & Deon Khan（編輯­ Johnny Freese）
作者感謝：Osman Sadeck — 來自 www.wcape.school.za/sadeck/ 的資料表的用法 NdoE — 適應九年級：CTA（技術） - 2003