9665xx培训教育集团机械工程教师手册Word下载.docx
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机械工程套装产品编号：
9665。
包含xx部件。
搭建手册
6本搭建于册，包含了24个部件装配的每一步骤。
究计挑战手册
设计挑战于册包含了12个问题解决方案。
视频光盘
包含在9665套件中。
包含制造流程和打印、包装、组装、食物生产、收割等系统的视频片断。
机械工程活动手册
产品编号：
209665。
包含教师注意点范例解答和学生活动操作图。
机械和机构概念指南
2000042。
关于现实生活中机械和生产系统的信息。
有关机械的更多信息，请浏览：
5
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课程参考：
年龄：
11-14技术：
思考和制作技巧学习如何：
1.设计和制作机器，以及工作流程。
2.在设计项目中，想出好主意和方案。
3.在评估和优化机器性能时，使用问题解决知识。
技术：
认识和理解
学习关于：
1.机器及对它们对人类的重要性。
2.装配多种部件来制作实用系统的方法。
自然科学：
1.复合机器如何由多个简单机器组成。
2.机器元件的特性和功能。
3.物体如何运动及以不同方式相互影响。
4.力和旋转如何能令物体绕中心点转动。
5.非平衡力如何改变运动的速度和（或）方向，以及平衡力如何不使运动产生改变。
14-18技术：
1.为建造一个系统的安排计划。
2.问题解决和维护系统的性能。
3.调查带有技术系统的机器人接口的应用。
4.在分析机器表现出的功能时应用问题解决技巧。
1.系统或子系统如何设计、使用，以及将它们组合起来达到不同的目的。
2.如何高质量制造产品。
物理：
认识和理解学习关于：
1.不同类型的运动，例如直线运动，旋转运动，摆动。
2.运动如何能出现在2维或3维空间。
3.物体质量越大，改变其运动所需要的力越大。
（阻止运动改变的特性称为惯性）
4.偏心运动以及如何将旋转运动变为往返运动。
5.衡量在机器中的机械优势。
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程动范围和顺序：
主题
机
械
原理
1
印刷和包装
1A，1B—直线运动
2个子机构
2个工作表
1C—旋转运动
1个子机构
1个工作表
原料的处理
2A，2B—2维运动
2C—3维运动
生产线流程
3A，3B，3C—偏心运动
3个子机构
一共3个工作表
3D，3E，3F—偏心运动+气动力
装配线流程
4A，4B—抓取
4C，4D—一个动力源多个运动
工作中的机器
5A，5B—关节运动
5C，5D—移动
机器的动力
6A，6B，6C—马达
6D—气动力
设计挑战
概念
挑战
物料计量和混合
饮料生产
物料处理的安全
化学工厂
机器输入/输出接口
弹子球游戏机
加工
蜡烛机床
物料分类和物料处理
垃圾处理
自动分配系统
药物分配机
包装
乒乓球包装
定时功能
纸张折叠机
定时和检测
CD印模机
装配线制造
汽车工厂
质量控制
车辆清洗
压模的物料计量和混合
塑料制造
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程动：
机械工程活工手册包含下面所描述的2种类型的活工。
1.研究活动
一系列的工作单，包含了为一个工作组（2-3个学生）准备的搭建课程和挑战活动，还附随为教师准备含有运动和力学关键物理概念的笔记。
首先，学生搭建类似的子机构并探索其中的物理概念。
然后应用他们所学的知识来解决“挑战”，改造己存在的子机构*来适应不同的标准。
每次活动通常在不超过两节课（一节课45分钟）完成。
1.搭建于册1—直线运动（2次活动），旋转运动（1次活动）
2.搭建于册2—2维运动（2次活动），3维运动（1次活动）
3.搭建于册3—偏心运动（3次活动）
4.搭建于册4—抓取（1次活动），多种运动（2次活动）
5.搭建于册5—关节运动（2次活动），移动（1次活动）
6.搭建于册6—马达（1次活动），气动力（1次活动）
*子机构是搭建模型的一部分，可以作为制作全动能模型的起点，或作为机械系统的一部分。
在每个子机构中的黄色部件用来识别运动的位置。
2.设计挑战
这部分包括了多个涉及广泛的制作项目，通常需要多个课时来完成，在很多制作项目中，需要多个套装。
学生应用前面活动所学到的概念来解决更难得问题，投入到更复杂的机械系统的设计中。
鼓励学生按照“设计流程”来工作，这个“设计流程”是今日机械工程重要的一部分。
当设计产品时，分成四个容易的步骤是很有帮助：
步骤1：
指出需要解决的问题。
步骤2：
思考研究与问题有关的信息。
步骤3：
构想问题的解决方案。
步骤4：
评估及测试方案，决定那些需要修改。
有12个挑战项目，每个场应用一个工程概念，可以按任意顺序来完成。
1.饮料生产（物料计量和混合）
2.化学工厂（物料处理的安全）
3.弹子球游戏机（机器输入/输出接口）
4.蜡烛机床（加工）
5.垃圾处理（物料分类和物料处理）
6.药物分配机（自动分配系统）
7.乒乓球包装（包装）
8.纸张折叠机（定时功能）
9.CD印模机（定时和检测）
10.汽车工厂（装配线制造）
11.车辆清洗（质量控制）
12.塑料制造（压模的物料计量和混合）
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评估建议：
教师评估：
评估学生使用机械工程套件（9665）有儿种途径。
包括：
1.观察学生工作。
2.查阅学生笔记。
3.检查学生的工作单。
4.与学生一起讨论。
5.学生课堂上合作。
6.将学生获得的与技能检查列表对比。
7.评估他们的调查报告。
8.学生陈述如何完成工作。
学生自我评估：
自我评估有助于发展自学能力。
通过保留笔记是一种学生评估自己学到什么的有效方法。
经常记录不但有助于增强书写技能，还促进提高课堂上的讨论。
在写完关于一个主题的东西后，学生往往对讨论和问题解决有更多准备。
书写促进了思考。
学生自我评估的一些建议：
1.我学到什么？
2.我学得多好？
3.我如何解决问题？
4.我怎样用其它方法解决问题？
5.我怎样优化我的方案吗？
6.为了使我的机械系统更有效，应该做什么样的修改？
7.在现实制造环境里，象这样的方案有多安全？
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学生页（预测验）
1齿轮用于
用于控制压缩气体的气流流到某一气
a）改变旋转方向
缸里的气动力部件称为：
b）提高或降低旋转速度
a）压缩器
c）提高转动的力
b）阀门
d）改变旋转运动的位置
c）管道
e）以上所有的
d）滑塞杆
e）端口
1.滑轮是（选择所有正确答案）
用于压缩气体的气缸的活塞杆通常连
a）有齿的轮子
接在：
b）用于改变转向、速度和力
a）齿轮
c）用于改变拉力的方向
b）轮子
d）产生直线运动的齿轮
c）滑轮
d）杠杆
e）卷轴
2.轮和轴可以：
支架和小齿轮机构用于：
a）减少摩擦
a）将旋转运动变为摆动
b）存储能量
b）将直线运动变为旋转运动
c）用作卷轴
c）将旋转运动变为直线运动
d）控制运动的方向
d）以上场不是
e）以上所有的
3.杠杆可用于（选择所有正确答案）
凸轮可用于：
a）改变力的方向
a）将转动的平面更改90度
b）提高力
b）将空气压入泵中
c）把物体联结起来
c）放大施加的力
d）用作制动器
d）将转动变为往返运动
4.以下哪一项最适直用作压缩空气
10
摆动是：
a）浆
a）在直线上运动
b）发生器
b）在弧线上往返运动
c）自行车气泵
c）在直线上往返运动
d）开关
d）存储能量
e）电风扇
教师页（预测验答案）
1.齿轮用于
6.压缩气体的气流流到某一气缸里的气
f）改变旋转方向
动力部件称为：
g）提高或降低旋转速度
e）压缩器
h）提高转动的力
f）阀门
i）改变旋转运动的位置
g）管道
j）以上所有的
h）滑塞杆
i）端口
2.（选择所有正确答案）
7.体的气缸的活塞杆通常连接在：
3.轮和轴可以：
8.支架和小齿轮机构用于：
b）将直线运工变为旋转运工
4.杠杆可用于（选择所有正确答案）
9.凸轮可用于：
d）将转工变为往返运工
5.以下哪一项最适直用作压缩空气
10.摆动是：
e）在直线上运动
f）在弧线上往返运工
g）在直线上往返运动
h）存储能量
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特殊部件介绍
xx马达：
xx马达是一个包含马达和齿轮箱的部件。
齿轮箱降低了高效率马达的转速，变为常用的350rpm
（空转状态）。
注意事项：
i.马达不防水
ii.不能超过最大电压9V
iii.马达不能处于失速状态，即电源不能使马达转动
xx电池箱：
xx电池箱使用6节AA电池，如果你使用可
充电电池，请不要让电池在电池箱内充电。
禁止将电池箱短路或将两个电池箱相连，如果
出现溢水，电池可能己被腐蚀。
在存放电池箱时，请断开所有的连线和马达。
重物意外腐到电池箱上可能开动马达，从而减少电池电量。
xx离合器齿轮
xx离合齿轮能在齿轮转动时保持其联接的轴
固定不动。
这部件能传递从2,5到5牛顿的力。
xx开关
当柱（barrel）转动时，将控制开和关
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气动部件：
在这一个套件里启动部件包括了xx气缸、xx阀门、xx气泵和xx管道。
在使用管道部件时，保证没有折弯，否则将影响气流。
小气缸和小气泵的技术参数：
*活塞直径5.84mm
*活塞杆直径3.2mm
*活塞行程16.7mm
*窜漏（指气缸和活塞之间运动时流体的渗漏）压力2.5to3bar
管道的内直径是2.0mm。
管道分成3种颜色，用于区分气体的流向。
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学生程动
直线运动1
直线运动2
旋转运动
2维运动。
1）
2）
3维运动周期运动往周运动摆动
抓取
一个动力源，多种动作。
1）一个动力源，多种动作。
2）由柄运动
移动
动力源—马达
动力源—气动力
教师笔记和范例答案
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有时需要按固定路径将一个物体从一个地方移到另一个地方。
传输带是一条皮带或链条的驱动机构，它有一个平坦的表面，可以以最短的路径移动物品。
1.按搭建于册1中第2-5页搭建机构1A。
提示：
你可以添加纸张或其张材料作为传输带中的皮带。
2.将一个xx积木放在传输带的皮带上：
a）.当转动于柄时将出现什么？
b）.什么是输入的运动？
c）.什么是输出的运动？
3.什么简单的机构可用于将输入运动变成输出运动？
4.将4个轮载中的橡胶轮胎移去，对这个传输带的性能有什么影响？
5.研究一下将两个轮胎替换滑轮对传输带的影响。
当传输带在运行时压下皮带，
将发生什么？
6.当皮带出现情况时，传输带的功能有什么影响：
a）.当皮带太松时
b）.当皮带太紧时
7.有两种可以调整皮带松紧的方法。
一种是使用惰轮（idlerwheel）。
通过用于指压下或提高传输带的皮带来研究惰轮如何工作。
惰轮如何影响传输带中皮带的性能？
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挑战（水平1）
打滑将引发问题和降低生产线的速度。
更改己做好的机构，使传输带的皮带
以固定的速度转动，在皮带上的物体传输速度不大于5厘米每秒。
考虑：
1打滑的主要原因
2减少打滑的方法
3尝试一下比较可行的方法
一起讨论：
1你用到什么概念
2主要的问题是什么
3你如何解决这些问题
挑战（水平2）
易碎的药物箱必须运到飞机里，但是己做好的传输带不能调整成把这些箱子
从地面运到飞机里。
更改你的机构，提高到可以把这些箱子运到10厘米高。
将
4个箱子同时放在传输带的皮带上（不能堆在一起），不能让箱子打滑回腐，因为这样会造成损害。
1箱子重量对传输带的皮带的影响
2如何防止箱子打滑回腐
3箱子到了最高处时如何能卸下
4传输带的皮带最佳速度是多少
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很多机器需要精确控制运动，例如在车间里的磨床、车床，叉车，x-y绘图仪和水闸的门（在河流或沟渠中控制水流）。
这一类型的机械的控制动作可以在水平或垂直的平面上。
1.按搭建于册1中第6-9页搭建机构1B。
**先不要将马达与电池箱连接**
2.将构件放在平面上，于工移动连着马达的于臂，总结一下发生的现象。
观察齿轮如何附在齿条上，这个机构4齿条（rack）和副齿轮（pinion）。
一个齿条和副齿轮机构可以将输入运动变换为输出运动。
3.将马达与电池箱连接
a.从马达输入的运动是b.使用皮带将马达的转动传递到齿条和副齿轮中，当于臂到达移动的极限
儿秒后将出现什么情况？
c.使用齿轮来替换滑轮和皮带，将出现什么情况d.当于臂移到齿条两端的尽头，有什么安全的方法可以停止移动。
4.齿条和副齿轮机构水平或垂直使用。
请尝试一下。
a.可运载的最大重量是多少克？
b.当马达关闭时，将出现c.将机构倾斜，作推动器用。
机构如何工作？
d.这个机构可用作安全的提升设备吗？
给出你的理由。
e.还能在那里？
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在提升马达时，为了给出足够的空间，你需要让于臂延长3厘米左右。
更改
你的设计，保证马达安全提升。
1当提升重物时，延长臂如何影响重心
2延长于臂影响稳定性
3控制杆如何工作
4使装置平衡
一个xx马达需要存放在仓库的架子上，支架离地板有18厘米。
更改你的机构，把xx马达提升，安全放在架子上。
1把xx马达提升并放在架子上所需要的准确高度
2高度如何影响稳定性
3如何将xx马达放置在架子上。
4你的机器操作安全性如何？
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M�KE蚓辞边里江垦＞J中国白trn
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很多机器利用旋转运动，在报纸的印刷中，滚筒的旋转运动可以搬动原料。
打印机的工作与此类似。
1.按照搭建于册1中第10-15页搭建机构1C。
2.动灰色把柄时剪一些纸条“喂给”机构，a.当你转动把柄时将发生？
b.输入动作是什么?
c.输出动作是什么?
3.纸片如何被推动通过这个机构？
4.提高机构的顶端部分，尝试将纸条“喂给”机构。
陈述你的发现：
5.尝试通过橡胶带来操作机构。
a.发生了什么?
b.移去橡胶带，尝试操作机构
发生了什么？
c.橡胶带的作用是什么？
6.尝试“喂给”机构不同类型的纸张或其他扁平材料，如毯子、厚的卡片、棉
纸、纸板。
7.尝试“喂给”机构一些厚的纸或同时“喂给”机构好儿张纸。
能通过机构的
最大厚度是多少。
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现在，你的机构仅仅能处理薄纸，更改你的机构，让它能处理5mm厚、10cm长的纸，不会出现卡纸。
1如何建成一个平滑的“喂给”系统？
2如何根据不同厚度的纸来调整进纸系统？
3如何使用滚轮夹紧更厚的纸？
1你用到什么概念？
2主要的问题是什么？
3你如何解决这些问题？
你的机构是印刷系统的一部分，但为印刷新书需要处理大尺寸的的纸，更改机构，使它能处理8cm*12cm的纸。
在纸张通过机器时不能将它弄皱，机构应由马达来驱动。
1如何为宽的纸张建立一个平滑的“喂给”系统？
2为了保持纸张平整，需要多少个滚轮？
3纸张通过机构后，如何收集？
2主要的问题是什么?
3你如何解决这些问题?
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2维运动
（1）
单凭肌肉的力量往往不足将重物提起，古人使用的杠杆是最早的机械之一，
很多现代的提升设备然而使用杠杆原理。
这次活动使用一个气动力的提升设备。
1.按照搭建于册2中第2-8页搭建机构2A。
2.注意黄色的双动作气缸的可用于移动机器。
用于指给蓝色的纸木块输入一个力，研究机器如何工作？
a.气动力活塞给出什么形式的运动?
b.产生的输出是什么类型?
c.产生的输出运动的方向是什么?
d.使用什么简单的机构可以将输入运动变为输出运动？
3.留意为什么灰色的平台总能与地面保持平行。
a.用什么简单的机理才能这样运动？
b.机构里什么部件使它能这样运动?
c.
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