Skolotāju rīkkopa
-
Šīs sadaļas mērķis
Šīs STEM laboratorijas sadaļa Play iepazīstinās studentus ar pārnesumiem un to mērķi būvniecībā. Šajā pirmajā lapā tiks ieviesti tādi termini kā: sietveida zobrati, piedziņas pārnesumi, piedziņas pārnesumi, pārnesumu attiecības, mehāniskās priekšrocības un jaudas pārnešana. Nākamajā lapā tiks pārskatīta MAD versija Kaste, tās pārnesumu skaitļi un mehāniskās priekšrocības, ko rada griezes moments vai ātrums, ko rada šīs attiecības. Nākamā lapa beidzas ar pārnesumskaitļa aprēķināšanu visam MAD Kastes uzbūve.
Var būt laba ideja klases laikā izlasīt pirmo lappusi un pēc tam likt studentu grupām izskatīt otro lapu. Katram skolēnam vajadzētu lasīt līdzi.
Ja strādā trīs grupās, studentus var iedalīt vienā no trim lomām:
1) Būvēšanas eksperts: Šis skolēns būvēšanas instrukcijās atrod būves soli un norāda, kur pabeigtajā būvē atrodas šie zobrati.
2) Kalkulators: Šis students veic pārnesumu attiecību aprēķinus.
3) Ierakstītājs: šis skolēns pārbauda kalkulatora matemātiku, interpretē pārnesuma attiecību un nodrošina, ka komanda ieraksta visu savu darbu savā inženiertehniskajā piezīmju grāmatiņā.
Ja skolēnu grupās ir vairāk nekā trīs skolēni, tad par vienu un to pašu lomu varētu būt atbildīgi vairāki studenti. Ja grupās ir mazāk par trim, viens un tas pats skolēns var uzņemties vairākas lomas.
Noklikšķiniet šeit (Google Doc / .docx / .pdf ) , lai iegūtu rubriku Sadarbība, vai noklikšķiniet šeit (Google Doc / .docx / .pdf) , lai iegūtu grupu inženierzinātņu piezīmju grāmatiņas rubrika. Ir arī rubrika Individual engineering notebook, noklikšķiniet šeit (Google Doc / .docx / .pdf ) . Visas rubrikas, kas tiks izmantotas punktu skaitīšanai, ir jādala ar studentiem un jāizskaidro viņiem pirms darba sākšanas.
Zobrati
Zobrati izskatās kā diski ar zobiem ap malām. Ir svarīgi ievērot, ka viņu zobi ir izvietoti vienādi, jo zobrati darbojas, saliekot zobus kopā, kā parādīts attēlā iepriekš. Kad viens pārnesums griežas, tas griežas arī nākamais, jo to zobi ir novietoti viens pret otru, un tas ir pazīstams kā siets.
Zobratus parasti uzmontē vai savieno ar citām daļām ar vārpstu vai pamatni. Tātad zobrati tiek izmantoti, lai pārsūtītu rotācijas kustību vai jaudu no vienas vārpstas uz otru. Vārpsta parasti atrodas zobrata centrā. Iepriekš redzamajā VEX IQ Gears attēlā centrālais caurums vārpstas izlaišanai ir kvadrātveida, jo IQ vārpstas ir kvadrātveida.
Viens no galvenajiem veidiem, kā definēt zobratu, ir zobu skaits, kas tam ir.
Skolotāju padomi
Var palīdzēt novirzīt studentus uz plakātu VEX IQ Parts un likt viņiem pamanīt, ka Super komplektā iekļautie zobrati ir nosaukti, izmantojot to zobu skaitu (60, 36 un 12 zobu zobrati). Ja skolēnus mulsina zobratu uzstādīšana uz vārpstām, viņus var novirzīt apskatīt MAD Kastes uzbūve un ievērojiet, ka visi konstrukcijā iekļautie zobrati tika uzmontēti uz vārpstām to centros.
Tīkla zobrati
Kad divi pārnesumi ir savienoti kopā, viens pārnesums pagriež nākamo. Pārnesumu, kas pirmais pagriežas, sauc par piedziņas pārnesumu. Braukšanas mehānismu var uzskatīt par ievades veidu. Pārnesumu, kas tiek pagriezts ar pirmo pārnesumu, sauc par piedziņas pārnesumu. Tāpēc piedziņas pārnesums ir izeja.
Noskatieties tālāk redzamo animāciju, lai redzētu, kā darbojas sietveida zobrati.
Jums vajadzēja ievērot, ka piedziņas un piedziņas pārnesums griežas pretējos virzienos. Viņiem ir jāgriežas pretējos virzienos, jo to zobi ir savienoti un tie griežas savos centros.
Pārnesumu attiecības
Pārnesuma attiecība ir ieejas (piedziņas pārnesuma) un izejas (piedziņas pārnesuma) salīdzinājums, un to aprēķina, ņemot vērā katra tīkla zobrata zobu skaitu.
Iepriekš minētajā piemērā gan piedziņas pārnesumam (ieejai), gan piedziņas pārnesumam (izejai) ir 60 zobi.
Šeit ir formula pārnesumskaitļa aprēķināšanai:
Izmantosim iepriekš minēto divu 60 zobu zobratu piemēru, jo to ir vienkārši aprēķināt.
Šo divu sietveida pārnesumu pārnesumskaitlis ir 1:1, kas nozīmē, ka katru reizi, kad piedziņas pārnesums (ieeja) pagriežas vienu pilnu apgriezienu, piedziņas pārnesums (izeja) arī pagriež vienu pilnu apgriezienu.
Skolotāju padomi
Pārliecinieties, ka skolēni atpazīst šīs vai citas klases koeficientus. Vienkārši sakot, attiecība ir paziņojums par divu skaitļu salīdzināšanu.
Tāpat pārliecinieties, ka skolēni saprot, kā samazināt daļskaitļus, dalot skaitītāju un saucēju ar vienādu summu.
Mehāniskā priekšrocība
Ikreiz, kad ir savienoti divi vai vairāki pārnesumi, šajā konstrukcijā tiek radīta mehāniska priekšrocība.
Mehāniskā priekšrocība tiek definēta kā ieejas spēka maiņa mašīnā. Izmaiņas var izmērīt, salīdzinot ievadi un izvadi.
Iepriekš minētajā piemērā ievades un izvades attiecība ir 1:1, tāpēc varētu šķist, ka nav mehānisku priekšrocību, bet patiesībā tā ir. Mehānisko priekšrocību, kad divi zobrati ir vienāda izmēra, sauc par jaudas pārnesi, jo piedziņas zobrats un tā vārpsta griežas tikpat daudz kā piedziņas zobrats un tā vārpsta. Tātad piedziņas pārnesums (ieeja) visu savu jaudu nodeva piedziņas pārnesumam (izejai).
Nākamajā darbībā jūs pārskatīsit savu MAD Kastes uzbūve un aprēķinās un pārbaudīs ātruma un griezes momenta mehāniskās priekšrocības.
Paplašiniet mācīšanos
ikdienas dzīvē
Daudzas mehāniskās ierīces izmanto pārnesumus. Digitālajā laikmetā to varētu būt mazāk, taču skolēniem jāspēj identificēt vismaz piecas ierīces, kas izmanto pārnesumus. Viņi var izpētīt instrumentus arī pirms elektrības. Pēc tam skolēniem jāpaskaidro, kā katrs izmanto pārnesumus un kāda ir pārnesumu sistēmas funkcija(-as).
Šeit ir daži piemēri:
-
Daudzi velosipēdi izmanto pārnesumus, lai ļautu braucējam ātrāk vai ar lielāku spēku pārslēgt pārnesumus, lai pedāļotu.
-
Rokas mikseri virtuvē pirms elektrības ieslēgšanas izmantoja pārnesumus, lai lietotājs varētu griezt rokturi vienā virzienā (piem., uz augšu un uz leju), bet maisītāja putotāji grieztos citā virzienā (piemēram, uz priekšu un atpakaļ). sastāvdaļu bļoda.
-
Ūdensdzirnavas arī izmantoja zobratus, lai mainītu spēka virzienu, izmantojot jaudas pārnesi. Ūdens pagrieztu turbīnu (ūdensratu), kas grieztu zobratus, pārnesot jaudu uz rūpnīcu, kur to izmantoja izstrādājumu frēzēšanai, velmēšanai vai āmurēšanai.