Урок 13-14 Техническая система и ее элементы

Раздел. Технологическая система.

Тема урока. Техническая система и ее элементы.

Тип урока: комбинированный.

Цели урока: организовать деятельность обучающихся по формированию понятий «техническая система» (подсистема, надсистема), «основные части машин, механизмов»; обучить распознавать звенья передачи (ведущее, ведомое), выполнять эскизы механизмов, рассчитывать передаточное отношение механизма.

Технологическая система

§9. Техническая система и её элементы

Техническая система (TC) — это материальный объект искусственного происхождения, который состоит из элементов, связанных между собой, чтобы выполнять функцию этой системы. Техническая система может быть простой (например, велосипед или доска-скейтборд) пли сложной (например, космический корабль). Сложные системы включают технические подсистемы, различные устройства и детали (например, в автомобильном подъёмном кране имеется подсистема — стрела для подъёма грузов). При этом подъёмный кран является надсистемой для стрелы.

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

Так, 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, а также ремённую передачу.

Рассмотрим другие механизмы передачи движения: цепной, зубчатый, реечный, являющиеся частями машин (табл. 1).

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 шестерней. Зубчатые колёса могут быть цилиндрическими или коническими (как у дрели).

В реечном механизме при вращении зубчатого колеса 1 рейка 2 перемещается поступательно, и наоборот, при поступательном движении рейки 2 колесо 1 вращается (см. табл. 1).

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.

Обычно диаметры зубчатых колёс, шкивов и звёздочек в передачах неодинаковые, ведомое и ведущее звенья вращаются с разной скоростью. Отношение частоты вращения ведущего звена к частоте вращения ведомого звена или диаметра ведомого колеса к диаметру ведущего называют передаточным отношением і. Передаточное отношение также равно отношению количества зубьев ведомого зубчатого колеса (или ведомой звёздочки цепной передачи) к количеству зубьев ведущего колеса (звёздочки):

где n₁ — частота вращения ведущего колеса (обороты в минуту); n₂ — частота вращения ведомого колеса (обороты в минуту); D₁ — диаметр ведущего колеса (мм); D₂ — диаметр ведомого колеса (мм); z₁ — количество зубьев ведущего колеса (звёздочки); z₂ — количество зубьев ведомого колеса (звёздочки).

Например, при числе зубьев ведущего зубчатого колеса z₁ = 12 и числе зубьев ведомого зубчатого колеса z₂ = 48 передаточное отношение будет равно: і = 48 : 12 = 4.

Практическая работа № 7

Изучение механизмов (передач)

1. Начертите в рабочей тетради таблицу и укажите в ней, какой вид движения (вращательное или поступательное) имеется на входе и выходе механизмов, показанных в таблице 1 учебника.

Название механизма Движение на входе Движение на выходе

2. Ознакомьтесь с механизмами, имеющимися в школьной учебной мастерской. Запишите в рабочую тетрадь их названия и назначение.

3. Выполните поиск в Интернете и найдите, какие ещё механизмы, кроме имеющихся в мастерской, применяются в современных машинах.

4. Замерьте диаметры зубчатых колёс ручной дрели (или подсчитайте число зубьев) и определите передаточное отношение этой зубчатой передачи.

Запоминаем опорные понятия

Техническая система (подсистема, надсистема); основные части машин: двигатель, передаточный механизм, рабочий (исполнительный) орган; механизмы: цепной, зубчатый (зубчатая передача), реечный; шестерня; звенья передачи: ведущее, ведомое; передаточное отношение.

Самостоятельная работа

Работа с информацией.

Узнайте, выполнив поиск в Интернете и других источниках информации, какие технические системы создал человек для удовлетворения своих основных потребностей. Сохраните информацию в форме описания, схем, фотографий и др. Подготовьте к следующему уроку небольшое сообщение на эту тему.

Проверяем свои знания

1. Что является рабочим органом у мотоцикла?

2. Как называется передаточный механизм у велосипеда?

3. Какие механизмы передачи движения вы знаете?