ИВАН ТАСИЋ ДРАГАНА ГЛУШАЦ
уџ бе н
ик е
TEHNI^KO I INFORMATI^ČČčĆćKO OBRAZOVAWE
За
во
д
за
ЗА 7. РАЗРЕД ОСНОВНЕ ШКОЛЕ
7 .
Рецензенти Проф. др Мирослав Ламбић, Технички факултет „Михајло Пупин“ у Зрењанину Проф. др Коста Воскресенски, Технички факултет „Михајло Пупин“ у Зрењанину Мр Марина Петровић, Педагошки факултет у Сомбору Милош Соро, наставник техничког и информатичког образовања у ОШ „Ј. Ј. Змај“ у Зрењанину Уредник Татјана Бобић
уџ бе н
ик е
Одговорни уредник Слободанка Ружичић Главни уредник За издавача Драгољуб Којчић
За
во
д
за
Министар просвете Републике Србије одобрио је овај уџбеник својим решењем број 650-02-00207/2009-06 од 07.07.2009. године за употребу у седмом разреду основне школе.
ISBN 978-86-17-18240-1 © ЗАВОД ЗА УЏБЕНИКЕ, Београд (2009–2019) Ово дело не сме се умножавати, фотокопирати и на било који други начин репродуковати, ни у целини ни у деловима, без писменог одобрења издавача.
ПРЕДГОВОР
За
во
д
за
уџ бе н
ик е
Пред вама је нови уџбеник техничког и информатичког образовања. Шта је у њему ново? Сви садржаји блиски су вашем свакодневном животу, па ћете имати утисак да сте се с њима већ сусретали, додиривали или били у близини описаних предмета, материјала, алата, уређаја или машина. Уз помоћ уџбеника учићете на нов и занимљив начин. Он ће вам помоћи у стицању техничког и информатичког знања, умења и вештина и оспособиће вас за њихову примену у учењу, раду и свакодневном животу. Наставник техничког и информатичког образовања ће вам помоћи да учите и набавите средства потребна за самосталан рад. На рачунарима ћете наставити да развијате своје вештине цртања, научићете да израдите презентације, упознаћете могућности управљања моделима помоћу рачунара. Да вам на часовима техничког и информатичког образовања буде занимљиво, осим уџбеника, помоћи ће вам и Радна свеска. Tехнику није довољно „учити“, него се њоме треба и „бавити“ што значи да ћете стечена знања потврдити у практичној примени. Треба знати да само самосталним радом можете усвојити трајна знања. Ако желите да проширите своја знања из технике, потражите објашњења од наставника, у школској библиотеци или на Интернету. Надамо се да ћете заволети овај занимљив предмет и да ће вам у томе помоћи овај уџбеник. Аутори
3
САДРЖАЈ 1. УВОД У МАШИНСКУ ТЕХНИКУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1. ТЕХНОЛОГИЈА И ТЕХНИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.1. Механизми и машине – основни појмови . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
уџ бе н
ик е
2. ТЕХНИЧКО ЦРТАЊЕ У МАШИНСТВУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. ТЕХНИЧКА ДОКУМЕНТАЦИЈА У МАШИНСТВУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. ОРТОГОНАЛНА ПРОЈЕКЦИЈА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. КОТИРАЊЕ ЦРТЕЖА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. ПРЕСЕЦИ И УПРОШЋЕЊА У ТЕХНИЧКОМ ЦРТАЊУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5. ПРОСТОРНО ПРИКАЗИВАЊЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. ОД ИДЕЈЕ ДО РЕАЛИЗАЦИЈЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
За
во
д
за
3. ИНФОРМАТИЧКЕ ТЕХНОЛОГИЈЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. ЦРТАЊЕ УПОТРЕБОМ РАЧУНАРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Увод у рачунарско цртање . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2. Поступак цртања и котирања техничког цртежа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3. Пројекције и пресеци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4. Чување и штампање цртежа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. ИЗРАДА ПРЕЗЕНТАЦИЈЕ – MS PowerPoint-а . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Појам презентације . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Изглед екрана PowerPoint-а . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3. Објекти у презентацији . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.4. Улепшавање презентације . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.5. Подешавање и анимирање слајдова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.6. Време је за представу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. ИНТЕРФЕЈС СИСТЕМ ВЕЗА СА РАЧУНАРОМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4. УПРАВЉАЊЕ МОДЕЛИМА ПОМОЋУ РАЧУНАРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. РАД СА КОНСТРУКТОРИМА НА БАЗИ ИНТЕРФЕЈС ТЕХНОЛOГИЈЕ . . . . . . . .
13 14 16 19 22 24 25 29 30 30 34 37 38 41 41 42 44 46 48 49 52 58 63
4. МАТЕРИЈАЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4.1. ВРСТЕ МАТЕРИЈАЛА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.2. СВОЈСТВА МЕТАЛА И ЛЕГУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5. МЕРЕЊЕ И КОНТРОЛА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1. МЕРЕЊЕ, МЕРНА СРЕДСТВА И КОНТРОЛА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1. Мерење дужине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2. Мерење углова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.3. Мерење масе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.4. Мерење момента силе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. РАЗМЕРАВАЊЕ И ОБЕЛЕЖАВАЊЕ НА МЕТАЛУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
75 76 76 78 79 79 80
83 84 89 91 93
7. МАШИНЕ И МЕХАНИЗМИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1. ОСНОВНИ ПОЈМОВИ И ПРИНЦИПИ РАДА МАШИНА И МЕХАНИЗАМА . 7.2. ЕЛЕМЕНТИ МАШИНА И МЕХАНИЗАМА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.1. Елементи за везу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.2. Елементи за пренос снаге и кретања . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.3. Специјални елементи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. ПРОИЗВОДНЕ МАШИНЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4. ТРАНСПОРТНЕ МАШИНЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4.1. Машине спољашњег транспорта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4.2. Машине унутрашњег транспорта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95 96 100 100 101 107 108 109 110 118
уџ бе н
ик е
6. ТЕХНОЛОГИЈА ОБРАДЕ МАТЕРИЈАЛА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. ПРИНЦИПИ ОБРАДЕ МЕТАЛА СКИДАЊЕМ СТРУГОТИНЕ . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. ПРИНЦИПИ ОБРАДЕ МЕТАЛА БЕЗ СКИДАЊА СТРУГОТИНЕ . . . . . . . . . . . . . . 6.3. СПАЈАЊЕ МЕТАЛНИХ ДЕЛОВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4. МЕРЕ ЗАШТИТЕ НА РАДУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
За
во
д
за
8. РОБОТИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8.1. ПОЈАМ , ВРСТЕ И НАМЕНА РОБОТА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 8.2. КОНСТРУКЦИЈА РОБОТА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 8.2.1. Механичка основа робота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 8.2.2. Погон робота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 8.2.3. Управљање роботима . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 8.2.4. Моделирање робота из конструкторских комплета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 9. ЕНЕРГЕТИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 9.1. ИЗВОРИ, КОРИШЋЕЊЕ И ТРАНСФОРМАЦИЈА ЕНЕРГИЈЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 9.2. ПОГОНСКЕ МАШИНЕ – МОТОРИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 9.2.1. Хидраулични мотори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 9.2.2. Топлотни мотори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 10. КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ - МОДУЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 10.1. АЛГОРИТАМ КОНСТРУКТОРСКОГ МОДЕЛОВАЊА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 10.2. ПРИМЕРИ МОДЕЛОВАЊА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5
За во д за уџ бе н
ик е
УВОД У МАШИНСКУ ТЕХНИКУ
1
1
.
Ова тема довешће вас до закључка да је технолошки напредак: • условљен научним достигнућима и обрнуто, • покретач друштвених промена у свету.
увод у машинску технику
Ова тема довешће вас до закључка да је технолошки напредак: • условљен научним достигнућима и обрнуто, • покретач друштвених промена у свету.
За
во
д
за
уџ бе н
ик е
.
1.1.Технологија Технологијаиитехника техника 1.1.
7
1
УВОД У МАШИНСКУ ТЕХНИКУ
.
Стрма раван
Клин
Ваљак
уџ бе н
ик е
Полуга
Да ли сте зна ли да су најстарије алате конструиса ли људи праисторијског доба? То су били полуга, клин, стрма раван, ваљак, кугла и точак. Они су касније добили назив прости алати. Рад машина се заснива на одређеним прин ципима – природним законима. Данас принципе рада ових простих алата имамо у многим савременим машинама. Да ли знате у којим?
Кугла
Точак
1.1. ТЕХНОЛОГИЈА И ТЕХНИКА
За
во
д
за
Техника има дугу историју. Она је одувек била уско повезана с природом, али се од ње и разликовала. Зашто то спомињемо? Зато што су у техници уграђени природни закони. Њихову употребу ради постизања крајњег циља одредио је човек. Циљеви технике увек су повезани са човековим потребама и сталном тежњом за лепшим и лагоднијим животом. Нико не зна када је започео развој технологије и технике. Можда је први догађај у историји технике била израда грубе камене, ручне секире пре више од 250 000 година. Технологија данас напредује изузетно брзо, драматично мењајући начин на који живимо. Пре 6000 година човек је правио предмете од камена, рога, костију, коже и дрвета, који су достизали висок степен савршенства. Када су почели да контролишу ватру, древни народи су топили руде и вршили обраду метала, као што су гвожђе и бронза, да би правили алат, оружје и накит. Даље су развијали обраду природних материјала – коже, гуме и цигле. Синтетичке материјале, пластике, правили су тек од половине 19. века. Проналазак точка (око 2000 год. п.н.е.) довео је до израде воденице и ветрењаче, које су давале енергију за рад. Сл 1.1. Ручна обрада челика, ковачница
8
д
за
уџ бе н
ик е
Крајем 18. века Џемс Ват (James Watt) усавршио је маши ну коју је покретала Џемс Ват (1736–1819) водена пара из пар Сл. 1.3. Парна Сл. 1.2. Парна машина локомотива ног котла. Ово от криће представљало је праву револуцију у индустрији, као и у самом друштву. Добијен је нови извор енергије – пара. Парна машина се користила за погон точкова локомотива, бродских елиса и машина у фабрикама. Ово је био почетак новог временског раздобља – века паре (слика 1.2) За рад Ватове машине било је потребно гориво. Како је дрво било скупо, отварају се нови рудници угља, а направљене су дизалице и машине за копање и извлачење угља. Све те машине покретала је Ватова парна машина. Како је требало угаљ превозити, направљене су машине за превоз. То је условило развој саобраћаја и саобраћајних средстава (слика 1.3.).
За
во
Индустријска револуција допринела је проналажењу нових врста материјала како би се правиле веће, јаче и брже машине. Крајем 19. века инжењер Н. А. Ото (Nikolaus August Otto) конструисао је бензински мотор, а почетком 20. века проналазач Р. Дизел (Rudolf Diesel) конструисао је мотор на погон нафтом. Николаус Ото (1832–1891)
Рудолф Дизел (1858–1913)
Проналазак бензинског мотора омогућио је браћи Рајт (Wright) први човеков лет. Многа превозна средства су покретана бензинским и дизел моторима. Потражња за нафтом се повећавала.
Браћа Рајт
9
1
.
ик е
Никола Тесла (1856–1943)
За покретање снажних машина по фабрикама трошило се много енергије. Требало је пронаћи нове изворе енергије и искористити енергију воде великих река. Вода је покретала снажне турбине. Турбине покрећу генераторе који производе електричну енергију. Проналасци Николе Тесле (1856–1943) омогућили су пренос и трансформацију електричне енергије од хидроелектрана до фабрика и насеља. Сада машине у фабрикама покрећу електрични мотори.
За
во
д
за
уџ бе н
Производне машине постају све савршеније. Производња је бржа и јефтинија. Машинама управљају и контролишу их електронски уређаји који тренутно прикупљају податке о раду машине и сами проналазе најбоља решења, у најкраћем времену, без учешћа човека. Овакав радни процес назива се аутоматизована производња и повезан је с развојем рачунара. Мало-помало, машине се прeтва рају у праве роботе, који аутоматски обављају одређене послове. Учешће човека се ограничава на програмирање, надзор и неке поправке. Све је већи број фабрика у којима рачунари контролишу цео процес производње, исправљају поремећаје Сл. 1.4. Аутоматизована машина који се јављају у раду, упозоравају и заустављају процес када треба направити измене или отклонити кварове. Данас, научници морају да воде рачуна о очувању животне средине на Земљи и коришћењу обновљивих извора енергије.
ПОНОВИТЕ На слици 1.1 и 1.4 приказана су два начина производње. – Како се они зову? – По чему се разликују? Објасните!
10
1.1.1. Механизми и машине – основни појмови
За
во
д
за
уџ бе н
ик е
Посматрајмо било коју машину или технички уређај, нпр. бицикл, трактор, комбајн, струг, бушилицу или машину за прање веша. Лако ћемо приметити да је сваки од њих састављен од више делова који су слични или потпуно једнаки. Такве делове зовемо елементи машина (машински елементи). Скуп машинских елемената који чини неку функци оналну целину је подсклоп (слика 1.5а). Два или више подсклопова чине склоп (слика 1.5б) или машинску групу, а две или више ма шинских група чине целоб машинска група – а подсклоп – в машинска конструкција – виту машинску конструк дизел мотор клип са комбајн цију (машину, апарат, уре клипњачом ђај), као што је комбајн (сли Сл. 1.5. Машинске конструкције ка 1.5в). Под механизмима се подразумевају подсклопови машина састављени од два или више елемената, који у међусобној вези омогућавају да кретање једног елемента изазове жељено кретање осталих саставних елемената. Појам машина подразумева практичан механизам (или више њих) који оства рује механичко кретање. На свим машинама важи Закон о одржа њу енергије (Енергија се не може створити ни уништити, већ само прелази из једног обликa у други). 4. Машине се деле на погонске (ПМ) и радне 3. (РМ). Да би радна машина (возило, дизалица, 2. алатна машина…) вршила користан рад, по1. требна јој је енергија, коју добија од погонске машине (електромотор, мотор с унутрашњим сагоревањем – СУС…). Веза између погонске 1. погонска машина (електромотор), и радне машине остварује се преко преносни2. преносник снаге (редуктор), ка снаге, који могу бити механички, електрич3. спојница, ни, пнеуматски и хидраулички. На слици 1.6. 4. радна машина Сл. 1.6. Механички представљен је механички део погона сложене део погона машинске конструкције. Механички преносници снаге (ПС) врше пренос и трансформацију снаге од погонске (ПМ) до радне машине (РМ). (Опширније о механизмима и машинама у поглављу 8.)
11
1
. ЗАПАМТИТЕ • Прости алати су полуга, клин стрма раван, ваљак, кугла, точак... • Механички део погона сложене машинске конструкције чине погонска ма шина, преносник снаге, спојница и радна машина. • Живот је леп само у складном односу природе, друштва и технике.
САЗНАЈТЕ НЕШТО ВИШЕ
во
д
за
уџ бе н
ик е
Посматрајући кретање инсекта, човек се несвесно диви природи као конструктору живих машина. Док посматрамо зглоб на ножици мрава дивимо се како је све савршено склопљено. Паук дужине само 2 mm суверено се креће по нашој руци, чак и прескаче с прста на прст. Шта тек рећи о сићушној мушици која лети, а знамо да је за то потребна итекаква навигација. Дивећи се таквим створењима, научници већ дуго сањају да направе и тако мале машине. Однедавно, појавом тзв. мемс (microeleсtromechanical systems) технологије, овакве жеље постају стварност. • На Интернету посетите сајтове: http://www.wikipedia.com; http://www.google.com http://www.centartesla.org http://www.itn.sanu.ac.rs http://www.veljkomilkovic.com http://www.pronalazac.co.rs • Књига Механизми машина, Живослав Адамовић, Технички факултет „Михајло Пупин” Зрењанин, 2004.
МАЛИ РЕЧНИК ПОЈМОВА
За
енергија − способност тела да обави рад машина − уређај којим се енергија претвара из једног облика у други механизам − механички систем за преношење и трансформацију кретања природа − све оно што нас окружује трансформација − претварање енергије и материје из једног облика у други техника − све што је потребно да се неки предмет произведе - материјали, средства за рад и производни поступци технологија − поступци прерађивања сировина (нпр. механичка технологија, хемијска технологија итд.).
ПИТАЊА ЗА ПОНАВЉАЊЕ 1. Колики је значај индустријске револуције за развој човечанства? 2. Објасните појмове машина и механизмама. 3. Набројте радне машине које виђате свакодневно у свом окружењу.
12