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课时6　简单结构的设计C
一、基础巩固篇
1.如图所示为调节汽车座椅位置的滑轨结构，汽车座椅可以通过该部分结构完成位置的小范围调整。该结构由滑轨、滑槽、底座等部件构成。两侧滑轨上分别有2个安装孔与座椅底部连接，横档用于连接两侧滑轨使两侧滑轨移动同步，电机安装在安装板上。汽车座椅位置的调整由电机提供动力。目前该结构还缺少传动结构，请你设计电机与横档之间的传动结构，设计要求如下：
①通过电机的正反转，能实现滑轨水平方向上的前后移动；
②座椅位置的调整范围至少为50 cm；
③传动结构与电机和横档的连接牢固可靠；
④调整好后，座椅位置固定；
⑤材料自选。
请完成以下任务：
(1)将汽车座椅安装到滑轨的安装孔上，下列连接件不合适的是________(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)设计传动结构时，下列因素可以不考虑的是________(在A.横档的尺寸；B.传动结构的加工工艺；C.滑轨的长度中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)画出设计草图，必要时用文字说明(电机可以用方块表示)；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)传动结构在安装完成后进行以下技术试验，其中合理的是________(多选，在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。
A.启动电机正转和反转，观察横档是否能够带动滑轨前后移动
B.电机启动过程中，观察滑轨在滑槽上滑动是否流畅
C.人坐到座椅上，启动电机，看是否能完成正常的调整
D.位置调整完毕后，用手推动座椅，看座椅是否还会有滑移
2.小明发现家中阳台的晾衣架(如图1所示)无法升降，使用不是很方便，于是想将其改造成电动的可升降晾衣架。小明已经完成了部分结构的设计(如图2所示)，其中安装孔的直径为5 mm，请你帮助小明完成剩余机械部分的设计，该机械部分安装在图示虚线框位置，设计要求如下：
①采用小型减速电机驱动，通过电机的正反转实现装置的升降；
②晾衣架能实现如图所示的升降范围；
③装置有一定的强度和稳定性；
④材料自选。
请完成以下任务：
(1)小明发现问题的途径是________(在A.收集与分析信息；B.观察日常生活；C.技术试验中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)晾衣架下降后距离地面的高度主要考虑了________的因素(在A.物；B.人；C.环境中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)画出机械部分的设计草图(电机可用方块代替)，必要时用文字说明；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)安装孔(如图3所示)与设计的机械部分之间的连接，下列连接件中最合适的是________(在下列选项中选择最合适的选项，将序号填入“________”处)。
二、素养提升篇
1.小明想设计能自动换水的水库闸门控制模型，闸门控制实验电路已搭建完成。在此基础上，用木材制作了如图所示的水库及闸门，闸门尺寸为124 mm×8 mm×195 mm，小明决定设计一个闸门自动升降装置，由闸门控制实验电路控制电机正反转来实现闸门的升降。请你帮助小明设计该装置的机械部分，设计要求如下：
①水位的高低和水的浑浊度改变时，电路正常工作，能实现闸门的升降；
②采用小型减速电机(如图所示)驱动，能带动闸门上下移动120 mm，闸门关闭后闸门底部与水库底部紧贴；
③安装在合适的位置，有足够的强度和稳定性；
④材料自选。
请完成以下任务：
(1)从设计的一般过程来看，完成设计草图，确定设计方案后，接下来要做的工作是________(在A.设计分析；B.模型加工；C.性能的测试及优化；D.技术图样的绘制中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)设计时，下列尺寸中可以不考虑的是________(在A.8 mm；B.124 mm；C.300 mm中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)画出设计草图(重点表达你的设计，涉及的部分用简单线条表示，电机及支架画一个方块代表即可)，必要时可以用文字说明；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)小明准备在装置的机械部分和电路部分制作完成并安装后进行下列试验，其中不合理的是________(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
A.在装置上施加一定的力，观察装置安装是否牢固
B.改变水位的高低和水的浑浊度，使电机正反转，观察闸门能否正常打开和关闭
C.当电机正转时闸门上升，观察电机反转时能否下降
D.当闸门从底部上升120 mm时，闸门底部应与水库上平面平齐，使出水量最大
2.小明在家看到自己阳台上的晾衣杆通过绳子系在晾晒架上，收衣服很不方便(如图甲)。于是想设计一种通过电机控制晾衣杆移动的装置，阳台侧面示意图如图乙所示。请你帮助小明设计该装置，要求如下：
①通过电机正反转实现晾衣杆水平移动，移动范围AB为60 cm；
②可将装置安装于晾晒架或墙体上，电机所在位置与晾衣杆高度差为50 cm；
③装置与电机的连接、装置与晾晒杆的连接牢固可靠，晾衣杆直径为2 cm；
④材料自选。
请完成以下任务：
(1)小明发现问题的途径是________(在A.技术研究与技术试验；B.观察日常生活；C.收集和分析信息中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)设计时，下列尺寸中可以不考虑的是________(在A.电机所在位置与晾衣杆的高度差；B.晾衣杆的直径；C.原本连接晾衣杆与晾衣架的绳子长度中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)画出设计草图，必要时可用文字说明(如果装置为对称结构，只需画出一侧)；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)小明在装置安装完成后进行以下试验，启动电机使装置工作，观察晾衣杆能否水平移动以及连接部位的可靠性。该试验的方法属于________(在A.强化试验法；B.移植试验法；C.模拟试验法中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。
3.(2021年6月选考)小明发现小区附近河面上固定了一根拦截索(如图所示)，拦截来自上游的漂浮物，却阻碍了船的通行。为了解决船的通行问题，小明准备重新设计拦截漂浮物的装置。请你帮助小明设计该装置的机械部分，要求如下：
①装置合拢时，能拦截河面上的漂浮物；
②有船经过时，装置能打开，在河面(宽8 m)中间形成至少3 m宽的通道；
③装置打开过程中，不能让已拦截的漂浮物漂走；
④装置采用电机驱动；
⑤材料自选。
请完成以下任务：
(1)该拦截装置可以减轻人的劳动强度，体现了技术具有________的作用(在A.保护人；B.解放人；C.发展人中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)设计该装置时，可以不考虑的因素是________(在A.安装方式；B.水流方向；C.河的长度中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)画出装置机械部分的设计草图，必要时可用文字说明(不考虑水流速度，河水位高低；电机可用方块表示，河岸可用线条表示，水流方向可用箭头表示；如果装置为对称结构，只需画出一侧)；
(4)在设计草图上标注装置的主要尺寸；
(5)小明准备在装置安装后进行以下技术试验，其中不合理的是________(在A.发出合拢和打开指令后，观察装置能否顺利合拢和打开；B.在上游倾倒垃圾，观察装置能否有效拦截；C.使装置打开，观察打开的过程中已拦截的漂浮物是否会漂走中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。
课时6　简单结构的设计C
一、基础巩固篇
1.(1)D　(2)C　(3)(4)见解析图　(5)ACD
解析　(1)D是紧定螺钉，书本中讲是用于固定轮子或轴、室内装潢的零件连接等。
(2)题目要求设计电机和横档之间的传动结构，调整范围至少是50 cm，A选项，因为传动结构要和横档连接，故需要考虑横档的尺寸，B选项，因为设计后要选择材料完成传动结构的制作，所以设计时应该考虑好传动结构的加工工艺。C选项，按题意只需满足至少50 cm的调节，说明滑轨的长度肯定是超过50 cm的，滑轨的真实长度尺寸是多少对本题的设计并没有意义，不需去考虑。答案选C。
(3)(4)传动结构将电机与横杆连接牢固；电机正反转动能够带动横杆前后移动；横杆的前后移动范围达到50 cm；尺寸标注规范。
(5)做此题要特别注意题干中的设计要求。题干中有“①通过电机的正反转，能实现滑轨水平方向上的前后移动；②座椅位置的调整范围至少为50 cm；④调整好后，座椅位置固定”。再按照常识，人坐在座椅上，如果觉得不舒适，就能直接去调整座椅，而不需要离开座椅调整，因此A，C，D合理。滑轨滑槽不需要我们设计，因此我们也没有必要去测试滑动是否流畅。
2.(1)B　(2)B　(3)(4)见解析图　(5)C
解析　(1)通过观察日常生活中的不便之处，进而提出问题，属于观察日常生活。
(2)晾衣架下降后的距离要方便人晾晒衣物，考虑的是实现合理人机关系目标中的静态的人和动态的人，属于设计分析中考虑人的因素。
(3)(4)设计对象为机械装置，要实现的功能是通过电机转动使架子伸缩，架子顶端水平移动，因此属于圆周运动转为直线运动，故可以采用齿轮和条齿方案，注意机械装置与电机和架子的连接，尺寸标注应考虑连接点的尺寸和伸缩范围的标注。
草图：
1.能实现升降功能；2.能与原结构安装；3.能与电动机连接；
尺寸：
1.安装直径；2.伸缩范围大于200 mm。
(5)选项A是塑料膨胀螺丝，用于室内的墙面固定；B是平头螺钉，用于螺纹孔的连接；C是螺栓螺母，一般用于可拆卸的片状构件的连接，这里C相对较为合适。
二、素养提升篇
1.(1)D　(2)C　(3)(4)支架与水库正确连接，支架与电机正确连接，电机与传动机构连接，传动机构能实现上下升降；电机轴连接尺寸，上下升降120，其他尺寸合理。见解析图　(5)D
解析　(1)制订设计方案之后，需要进行模型或原型的制作。(分为两步：技术图样的绘制和模型加工)
(2)连接件要和闸门连接，要考虑厚度8 mm，也要考虑宽度124 mm，300 mm是底座宽度，和连接件无关。
(3)(4)把转动转为直线运动，可以用齿轮齿条(类似显微镜粗准焦调节)，这题还可以用螺杆结构，参考真实的水渠闸门启闭结构。
(5)上升120 mm后如果闸门底部和水库上平面平齐，水库里的漂浮杂物就会流下去，水闸就失去了拦截的作用。
2.(1)B　(2)C　(3)(4)见解析图　(5)C
解析　(1)晾衣服属于日常生活活动。
(2)原本连接晾衣杆与晾衣架的绳子是要被替换掉的，所以其尺寸无需考虑。
(3)(4)需要设计一个结构装置使电机的正反转实现晾衣杆的水平移动。
(5)等比例缩小模型大小，且试验的情况跟实际使用一致，为模拟试验法。
3.(1)B　(2)C　(3)(4)见解析(仅供参考)　(5)B
解析　(1)技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或延长了自己的手、脚等身体器官，拓展了劳动空间，提高了劳动效率。拦截装置可以减轻人的劳动强度，体现了技术具有解放人的作用。所以答案选项为B。
(2)拦截装置设计时需要考虑该安装方式；装置打开过程中，不能让已拦截的漂浮物漂走，需要考虑水流方向；而河的长度一般不考虑。所以答案选项为C。
(3)(4)如图所示。
方案1：
方案2：
方案3：
(5)本题考查技术试验的设计与实施。根据设计要求试验，装置要求顺利合拢和打开；装置打开过程中，不能让已拦截的漂浮物漂走；装置合拢时，能拦截河面上的漂浮物。而选项B在上游倾倒垃圾，观察装置能否有效拦截，没有确定装置是否合拢，是不合理的。所以答案选项为B。

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