Моделирование механизмов технических систем 6 класс конспект урока

Обновлено: 05.07.2024

Техника
Для облегчения труда, увеличения его
производительности
люди
используют
технику. Техника совершенствовалась на
протяжении многих веков - от простейших
ручных инструментов первобытного человека
до современных машин. Каждый вид техники
представляет собой сложную систему.

Технические системы
• Исторически технические системы произошли
из орудий: инструментов и приспособлений.

Установите
соответствие
между
инструментами
и техническими
системами,
которые
появились в
результате их
технического
развития.

Техническая система
• - составной объект, состоящий из группы
связанных между собой частей. При этом
свойства технической системы существенно
отличаются
от
свойств
отдельных
составляющих её частей. А если убрать какойто элемент системы, то она будет не такой
эффективной, перестанет нормально работать
или даже не сможет действовать.

• Так, например, детали самолёта -крылья,
двигатели, шасси - сами летать не могут,
но собранный из них самолёт обладает
способностью летать.
Самолёт - техническая система

• Основное предназначение технической
системы - это преобразование предмета
труда в продукт труда с требуемыми
качествами,
свойствами,
формой
или
величиной.

• Самыми распространёнными техническими машинами
являются технологические машины: станки, установки,
устройства, агрегаты, с помощью которых осуществляется
обработка предмета труда и получение конечного продукта.

• Техническая система, соответствующая всем
необходимым требованиям, состоит из рабочего
органа, передаточного механизма (трансмиссии),
двигателя и органов управления.

Рабочий орган - это орудие,
которое выполняет работу.
Техническая система
Орган управления
Рабочий
орган
Источник
энергии
Техническая система

Двигатель - это силовой источник в
технической системе. Двигатель получает
энергию от какого-то внешнего
источника энергии.

• Любой автомобиль является технической
системой. Рабочим органом автомобиля
являются колёса, а органом управления рулевой механизм.
Автомобиль - техническая система

• Рассмотрим подробнее рабочий орган. Рабочий орган
предназначен для выполнения полезной для
человека работы. Устройство рабочего органа зависит
от назначения и условий работы машины. Все
остальные части машины - двигатели, передаточные
механизмы, устройства управления предназначены
для того, чтобы рабочий орган мог выполнять свою
работу.

• Иногда рабочий орган может состоять из нескольких
элементов. Например, у швейной машинки к
рабочему органу относится пять элементов:
игла,
челнок,
нитепритягиватель, прижимная лапка и зубчатая
рейка для продвижения ткани.

• У транспортных машин рабочие органы
обеспечивают их движение. У винтовых
самолётов
рабочим
органом
служит
пропеллер. У реактивного самолёта - сопло
двигателя, откуда вылетают с большой
скоростью раскалённые газы. Сопло служит
рабочим органом и для ракеты.

Для наземных транспортных средств рабочим
органом может быть колесо, гусеница или
шнек (винт Архимеда).

• В машинах и устройствах рабочими органами могут
быть не только конкретные детали машины.
Например, в водяной пушке - устройстве, которое
предназначено для выброса воды под большим
давлением рабочим органом является мощная струя
воды.

• Для того, чтобы техническая система могла создавать
или преобразовывать предмет труда в готовое
изделие, в большинстве случаев нужна механическая
энергия. Эту энергию даёт двигатель. Двигатель,
мотор - это устройство, преобразующее какой-либо
вид энергии: механическую,
гидравлическую, химическую и т.д. в механическую
энергию.

• Раньше человек сам выполнял роль двигателя
- он рубил топором, ковал молотом железо,
крутил жёрнов ручной мельницы. Для
облегчения своих усилий люди использовали
различные механизмы.

Позднее в качестве двигателя стали
использовать животных. Животные выполняли
роль двигателей для транспортных средств,
приводили в движение различные механизмы
и устройства для выполнения механической
работы.

Двигатель является одним из самых важных
компонентов любой машины, так как именно он
приводит машину в действие.
Все двигатели можно разделить на два вида первичные и вторичные двигатели.

Первичные двигатели
преобразуют различные виды природной энергии в
механическую энергию, электрическую энергию или
работу.
Примеры первичного двигателя - это ветряное
колесо, использующее энергию ветра, водяное
колесо, которое приводится в движение движущейся
водой, устройство, совершающее работу за счет
использования внутренней энергии, превращающее
тепло в механическую энергию. К ним относят
двигатели
внутреннего
сгорания,
реактивные
двигатели, паровые турбины и тому подобное.

• Вторичными двигателями называют двигатели,
которые работают на произведенной
человеком энергии. К ним относят
электрические моторы,гидравлические
двигатели и тому подобное.

Вопросы:
1. Что представляет собой техническая система?
2. Какие основные части составляю техническую систему?
3. Что служит основным органом швейной машины?
4. Назовите основные узлы велосипеда как
технологической транспортной машины.
Ответы как всегда я жду :
[email protected]

Вы уже знаете из 5 класса, что машина — это устройство, предназначенное для выполнения какой-либо работы путём преобразования одного вида энергии в другой. Важнейшая особенность каждой машины — наличие трёх основных частей: двигателя, передаточного механизма и рабочего (исполнительного) органа.

Например, в автомобиле есть двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия топлива превращается в энергию движения. Рабочими органами являются ведущие колёса автомобиля, а между двигателем и колёсами расположены передаточные механизмы.

Для управления работой любой машины существуют устройства управления: рычаги, педали, кнопки. Некоторыми машинами управляют автоматические устройства, сигналы которым поступают с компьютера.

В 5 классе вы изучали некоторые механизмы передачи движения — винтовой и фрикционный механизмы, а также ремённую передачу. Мы рассмотрим ещё несколько механизмов передачи движения, являющихся составными частями машин: цепной, зубчатый, реечный (табл. 9).

Таблица 9

Виды механизмов (передач)

Цепной механизм передачи движения имеется у велосипеда. Он состоит из цепи и двух звёздочек.

Зубчатый механизм (зубчатая передача) есть у ручной дрели. Механизм состоит из двух зубчатых колёс, которые вращаются в разных направлениях. Меньшее из двух находящихся в зацеплении колёс называют шестернёй. Зубчатые колёса могут быть цилиндрическими или коническими (как у дрели).

В реечном механьише при вращении зубчатого колеса 1 рейка 2 перемещается поступательно, и наоборот, при поступательном движении рейки 2 колесо 1 вращается. Например, в настольном сверлильном станке при повороте рукоятки подачи (с закреплённым на ней зубчатым колесом) шпиндель со сверлом (связанный с рейкой) движется поступательно.

В механизме, состоящем из двух звеньев (зубчатых колёс, звёздочек и др.), одно звено является ведущим, а другое ведомым. Ведущее звено передаёт движение ведомому звену. Например, звёздочка цепной передачи велосипеда, которую вы вращаете педалями, является ведущей, а звёздочка, которая закреплена на оси заднего колеса, ведомой.

Отношение диаметра ведомого колеса к диаметру ведущего называют передаточным отношением i:

где D₁ — диаметр ведущего колеса;

D₂ — диаметр ведомого колеса.

Шестерни зубчатой передачи, звёздочки цепной передачи, шкивы ремённой передачи обычно насаживают на валы. Для их надёжного закрепления на валу и передачи вращательного движения применяют шпоночное соединение (рис. 57, а). В шпоночном соединении в валу вырезают шпоночный паз, в который помещают шпонку — небольшой металлический брусок. Возвышающаяся над поверхностью вала часть шпонки входит в паз, прорезанный в шестерне, шкиве или звёздочке, и таким образом соединяет их с валом. Шпоночное соединение применяется, например, в соединении вала электродвигателя со шкивом ремённой передачи токарного станка для обработки древесины.

Рис. 57. Соединение шестерни с валом: а — шпоночное: 1 — вал: 2 — шпонка: 3 — шестерня: 4 — шпоночный паз; 6 — шлицевое: 1 — шлицевой вал: 2 — шлицы; 3 — шестерня

Иногда необходимо, чтобы зубчатое колесо могло не только передавать вращательное движение, но и перемещаться вдоль вала. В этом случае применяют шлицевое соединение (рис. 57, б). Для такого соединения на поверхности вала прорезают продольные канавки. В результате этого на валу образуются выступы — шлицы. А в отверстии колеса прорезают продольные пазы, в которые эти шлицы входят. Шлицевое соединение применяется, например, в шпинделе настольного сверлильного станка.

Практическая работа № 13

Изучение составных частей машин

Ознакомьтесь с механизмами, имеющимися в школьной учебной мастерской. Запишите в рабочую тетрадь их названия и назначение.
Замерьте диаметры зубчатых колёс ручной дрели и определите передаточное отношение этой зубчатой передачи.

Выполните поиск в Интернете, какие ещё механизмы, кроме имеющихся в мастерской, применяются в современных машинах. Расскажите о них на следующем уроке.

Новые слова и понятия

Основные части машин: двигатель, передаточный механизм, рабочий (исполнительный) орган; механизмы: цепной, зубчатый (зубчатая передача), реечный; шпонка, шлиц.

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Определения Техническая система (ТС) – созданное человеком (автоматом) устройство, предназначенное для удовлетворения определенной потребности. Любая ТС является носителем какой либо главной полезной функции (ГПФ). Реальным носителем ГПФ является инструмент (рабочий орган (РО)). Для его функционирования к нему подстраиваются другие элементы, образующие ТС (двигатель, трансмиссия, источник энергии, орган управления). Каждая ТС кроме ГПФ, ради которой она существует, может выполнять дополнительные функции. Среди дополнительных функций выделяют вспомогательные функции (ВФ), облегчающие выполнение ГПФ, и сопутствующие функции (СФ), которые ТС может выполнять кроме основной. Таким образом функциональность ТС можно представить: Функциональность ТС = ГПФ+ВФ+СФ

Слайд 6

Определения Структура ТС – неизменная в период функционирования совокупность элементов и связей между ними, которые определяются физическим принципом действия, выбранным для осуществления ГПФ. Элемент структуры – относительно минимальная единица структуры, способная к выполнению элементарной функции и остающаяся неизменной во время функционирования. Основные типы структур ТС: 1. Корпускулярная. Состоит из слабосвязанных элементов. Примеры: газ, рыболовная артель. 2. Плотная упаковка. Состоит из однотипных жестко связанных элементов. Пример: кирпичная стена, пчелиные соты. 3. Цепная. Состоит из одинаковых шарнирно связанных элементов. Пример: поезд. 4. Сетевая. Состоит из разнотипных элементов, связанных между собой или непосредственно, или транзитом через другие элементы, или через центральный узловой элемент. Пример: телефонная сеть, система теплоснабжения. 5. Многосвязная. Элементы системы связаны множественными связями друг с другом. Пример: Интернет. 6. Иерархическая. Состоит из разнородных элементов, каждый из которых входит в структуру более высокого уровня иерархии и имеет горизонтальные и вертикальные связи. Пример: автомобиль, структура управления.

Слайд 7

Задачи урока: научить определять передаточное отношение механической передачи, распознавать ведущее и ведомое звено в механической передаче.

Оборудование: образцы механизмов и соединений, столярный верстак, компьютер, проектор, экран или интерактивная доска.

1.Организационный момент.

Цели: подготовить обучающихся к эффективной работе на уроке посредством приготовления к уроку (тетрадь, канцелярские принадлежности, учебник).

Задачи: ознакомить обучающихся с целями и задачами урока; подготовить к восприятию нового материала.

Методы обучения: рассказ.

На данном этапе урока учитель организует деятельность обучающихся к эффективной работе. Обучающиеся должны приготовиться к занятию: у каждого на столе должен быть учебник, рабочая тетрадь, канцелярские принадлежности. Учитель сообщает цели и задачи данного урока.

2.Опрос учащихся по заданному на дом материалу.

Задачи: добиться усвоения изученного материала всеми обучающимися.

Методы обучения: фронтальный опрос, беседа.

Учитель заранее подготавливает оценочный лист (приложение 1), в котором оценивает ответы обучающихся по пройденной теме.

Далее учитель производит фронтальный опрос с элементами беседы:

1.Что такое машина? (Ответ: это устройство, предназначенное для выполнения какой-либо работы путём преобразования одного вида энергии в другой).

2.Что такое механизм? (Ответ: это устройство, имеющее несколько деталей, в котором при движении одного элемента (звена) другие звенья выполняют определённые согласованные движения).

3.Какие виды механизмов (передач) вы знаете? (Ответ: винтовой механизм, фрикционный механизм, ремённая передача).

4.Какие виды соединения деталей вам известны? (Ответ: подвижные и неподвижные).

5.Приведите примеры простых и сложных деталей. (Ответ: например, простые детали – болт, гайка, шайба; сложные детали – станина, зубчатое колесо).

3.Изучение нового учебного материала.

Задачи: сообщить обучающимся тему урока; теоретически подготовить к работе по определению передаточного отношения механической передачи, распознаванию ведущего и ведомого звеньев в механической передаче.

Методы обучения: демонстрация наглядных пособий, механизмов, соединений, беседа, рассказ, работа с книгой.

Учитель: Важнейшая особенность каждой машины – наличие трёх основных частей: двигателя, передаточного механизма и рабочего (исполнительного) органа. [Л4]

Здесь заканчивается текст первого слайда (Слайд 2).

Далее учитель может наглядно продемонстрировать обучающимся основные части машины – токарного станка СТД-120М (при его наличии в мастерской) или любого имеющегося станка (например, настольного сверлильного станка). При отсутствии последних, можно воспользоваться плакатами, слайдами или фотографиями.

Здесь заканчивается текст второго слайда (Слайд 3).

Учитель: Основные части машины – токарный станок СТД-120М:

1.двигатель (показывает двигатель станка);

2.ремённая передача (это передаточный механизм; учитель показывает его, предварительно сняв защитный кожух);

3.шпиндель (исполнительный орган станка СТД-120М).

Учитель: В 5 классе вы изучали некоторые механизмы передачи движения – винтовой и фрикционный механизмы, а также ремённую передачу. Рассмотрим ещё несколько механизмов передачи движения, являющихся составными частями машин: цепной, зубчатый, реечный. [Л4]

Здесь заканчивается текст третьего слайда (Слайд 4).

Здесь заканчивается текст четвёртого слайда (Слайд 5).

Цепной механизм передачи движения имеется у велосипеда. Он состоит из цепи и двух звёздочек. [Л4]

Здесь заканчивается текст пятого слайда (Слайд 6).

С помощью цепной передачи движутся ступени эскалаторов в метро и больших магазинах. [Л1]

Здесь заканчивается текст шестого слайда (Слайд 7).

Здесь заканчивается текст седьмого слайда (Слайд 8).

Зубчатый механизм (зубчатая передача) есть у ручной дрели. Механизм состоит из двух зубчатых колёс, которые вращаются в разных направлениях. Меньшее из двух находящихся в зацеплении колёс называют шестерней. Зубчатые колёса могут быть цилиндрическими или коническими (как у дрели). [Л4]

Далее учитель может продемонстрировать механизм ручной дрели (при её наличии).

Здесь заканчивается текст восьмого слайда (Слайд 9).

В реечном механизме при вращении зубчатого колеса рейка перемещается поступательно, и наоборот, при поступательном движении рейки колесо вращается. Например, в настольном сверлильном станке при повороте рукоятки подачи (с закреплённой на ней зубчатым колесом) шпиндель со сверлом (связанный с рейкой) движется поступательно. [Л4]

Далее учитель может продемонстрировать работу реечного механизма настольного сверлильного станка (при его наличии).

Затем обучающиеся самостоятельно изучают таблицу 9 на странице 97 [Л4].

Далее можно провести физкультминутку для снятия умственного напряжения и усталости.

Учитель: В механизме, состоящем из двух звеньев (зубчатых колёс, звёздочек и др.), одно звено является ведущим, а другое ведомым. Ведущее звено передаёт движение ведомому звену. Например, звёздочка цепной передачи велосипеда, которую вы вращаете педалями, является ведущей, а звёздочка, которая закреплена на оси заднего колеса, ведомой. [Л4]

Отношение диаметра ведомого колеса к диаметру ведущего называют передаточным отношением i:

где D₁ – диаметр ведущего колеса;

D₂ – диаметр ведомого колеса. [Л4]

Учитель: Шестерни зубчатой передачи, звёздочки цепной передачи, шкивы ремённой передачи обычно насаживают на валы.

Здесь заканчивается текст девятого слайда (Слайд 10).

Для их надёжного закрепления на валу и передачи вращательного движения применяют шпоночное соединение (рис. 57, а [Л4]). В шпоночном соединении в валу вырезают шпоночный паз, в который помещают шпонку – небольшой металлический брусок. Возвышающаяся над поверхностью вала часть шпонки входит в паз, прорезанный в шестерне, шкиве или звёздочке, и таким образом соединяет их с валом. Шпоночное соединение применяется, например, в соединении вала электродвигателя со шкивом ремённой передачи токарного станка для обработки древесины.

Иногда необходимо, чтобы зубчатое колесо могло не только передавать вращательное движение, но и перемещаться вдоль вала.

Здесь заканчивается текст десятого слайда (Слайд 11).

В этом случае применяют шлицевое соединение (рис. 57, б [Л4]). Для такого соединения на поверхности вала прорезают продольные канавки. В результате этого на валу образуются выступы – шлицы. А в отверстии колеса прорезают продольные пазы, в которые эти шлицы входят. Шлицевое соединение применяется, например, в шпинделе настольного сверлильного станка. [Л4]

4.Закрепление учебного материала.

Цели: формирование навыков определения передаточного отношения механической передачи; развитие технологической грамотности и культуры обучающихся, устной технологической речи, внимания, памяти, технико-технологического мышления; воспитание дисциплинированности и аккуратности.

Задачи: научить определять передаточное отношение механической передачи, распознавать ведущее и ведомое звено в механической передаче.

Методы обучения: Практическая работа, работа с рабочей тетрадью.

Критерии оценки качества работы обучающегося:

1.правильное выполнение задания 13 в рабочей тетради:

2.соблюдение правил безопасной работы.

Обучающиеся открывают рабочие тетради [Л2] на странице 31 и выполняют задание 13 (1, 2, 3, 4).

Задание 13 №1 (приложение 2).

Задание 13 №2 (приложение 3).

Задание 13 №3 (приложение 4).

(Ответы: звёздочка, двигатель, шестерня, педаль, шпонка)

Здесь заканчивается текст шестнадцатого слайда (Слайд 17).

Задание 13 №4. В данных словах буквы перепутаны. Напишите слова правильно:

тельдвига, нихамезм, тершесня, печареда, канопш, шилц, нозев, лекосо.

(Ответы: двигатель, механизм, шестерня, передача, шпонка, шлиц, звено, колесо).

В ходе выполнения работы обучающимися учитель постоянно находится рядом с ними и консультирует их в процессе возникающих трудностей.

Подводятся итоги занятия; обучающиеся получают оценки.

Здесь заканчивается текст семнадцатого слайда (Слайд 18).

5.Задание на дом.

Цели самостоятельной работы для учащихся: изучить параграф 13 учебника, ответить на вопросы 1-4, с.99 учебника; найти в Интернете или книгах и журналах информацию, какие ещё механизмы, кроме имеющихся в мастерской, применяются в современных машинах.

Цели учителя: расширение кругозора обучающихся, развитие интереса к предмету, закрепление материала по изученной теме.

Критерии успешного выполнения домашнего задания:

1.осознанное изучение материала параграфа 13;

2.правильные ответы на вопросы 1-4, с.99 учебника;

3.нахождение интересного познавательного материала о механизмах, применяемых в современных машинах.

Здесь заканчивается текст восемнадцатого слайда (Слайд 19).

Список использованных печатных источников.

1.Тищенко А.Т. Технология. Индустриальные технологии: 6 класс: методическое пособие / А.Т. Тищенко. – М.: Вентана-Граф, 2014.

2.Тищенко А.Т. Технология. Индустриальные технологии: 6 класс: рабочая тетрадь для учащихся общеобразовательных организаций/ А.Т. Тищенко, Н.А. Буглаева. – М.: Вентана-Граф, 2014.

3.Тищенко А.Т. Технология. Индустриальные технологии: 5 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / А.Т. Тищенко, В.Д. Симоненко. – М.: Вентана-Граф, 2012.

4.Тищенко А.Т. Технология. Индустриальные технологии: 6 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений /А.Т. Тищенко, В.Д. Симоненко – М.: Вентана-Граф, 2013.

Читайте также: