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考向四　单电机传动(1带2)
一个电机实现多个(两个)功能，模型如下：
(2023·6月浙江选考)小明从新闻中看到台风刮倒广告牌，造成了巨大损失，于是设计了一种如图所示的分离式广告牌。两片广告牌分别固定在转轴上，转轴通过支座安装在框架内。请帮助小明设计一种驱动两片广告牌同步转动的装置，能在台风来临前将两片广告牌转至水平位置来减小风阻，防止被刮倒，装置设计要求如下：
(a)两片广告牌能同步到θ～0°或θ～90°并保持
(b)在转动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在框架上，框架外侧转轴伸出部分可安装零件
(d)采用一个电机驱动
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的框架和转轴可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)选择框架的材料，需要考虑的材料性能主要有(多选)________。
A.耐磨性　　B.刚度　　C.强度
1.(2024·3月9＋1联考)受川剧变脸启发，小明设计了一种如图所示的机电“变脸”装置，仅需人手自上往下经红外发射接受模块前快速滑过一次，就可变一次脸(3种脸谱循环改变)。三组正三棱柱分别固定在转轴上，转轴通过支座安装在框架内。各转轴直径为4 mm，转轴上有固定用的销孔(未钻通)，框架尺寸如图所示。请帮助小明设计一种驱动三组正三棱柱同步转动的装置，实现“变脸”，装置设计要求如下：
(a)三组正三棱柱能同步转动(转动角度可通过电路调节)
(b)在转动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在框架上或二侧板间，框架下侧转轴伸出部分可安装零件
(d)采用一个电机驱动，电机安装左侧板上，转轴与左侧板垂直，二面侧板上均可钻孔
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的框架和转轴可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)将所设计的装置和转轴连接时，最合适的紧固件是(单选)________。
2.(2024·4月宁波二模)如图a所示是教室里的黑板，AB两块小黑板可在滑槽中移动，能手动向两侧推开。小明发现这两块黑板在写字、擦拭时很容易移位，现需要设计一种装置，能实现AB黑板的自动开合，请你设计该装置的机械部分。已知一块小黑板的长度为1100 mm，上部金属边框的宽度为30 mm，金属边框离墙面距离为150 mm，黑板整体贴墙安装，外框厚度为170 mm，尺寸如图b所示。设计要求如下：
(a)两块小黑板可在滑槽中水平移动，且能在任意位置固定
(b)采用一个电机控制，装置工作平稳可靠
(c)除了小黑板上部的金属边框能进行钻孔加工，黑板其它任何地方(包括外框)都不能加工
(d)装置可安装在黑板四周的墙上，具体位置和安装方式根据设计方案自行确定
请完成以下任务：
(1)设计装置时，可以不考虑的因素是(单选)________；
A.黑板的长度 B.黑板的高度
C.黑板离墙体的距离 D.黑板能滑移的距离
(2)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的位置用线条和文字表示，电机用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(3)在草图上标注主要尺寸。
3.(2024·4月暨阳联考)如图所示是小明设计的一款木质机械玩具“鲸鱼八音盒”。鲸鱼的躯干ABCDE之间采用铰连接，支撑杆连接ACE和圆盘，且可上下升降，横轴穿过支架且可以转动。请你帮助小明设计支架内部的机械传动装置，设计要求如下：
(a)在支架右侧安装手柄，摇动手柄时可带动横轴转动驱动鲸鱼躯干上下运动
(b)摇动手柄同时驱动八音盒手柄转动，使八音盒播放音乐
(c)装置简单可靠
(d)材料自选
请完成以下任务：
(1)设计该装置时，不属于设计的限制因素的是(单选)________﹔
A.横轴直径 B.摇柄直径
C.小明的加工技术 D.八音盒的音质
(2)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图，简要说明方案的工作过程；
(3)在草图上标注主要尺寸。
4.(2024·4月台州二模)小明在大学创业开设外卖店，想用无人机来配送。于是设计了外卖盒并改进了一款无人机(如图a)，无人机的两个夹爪在电机驱动下可以卡住外卖盒。请你帮助小明设计夹爪的驱动装置，设计要求如下：
(a)采用一个电机驱动，电机安装在虚线框内(如图b)
(b)电机通过正反转驱动夹爪的张开和合拢，夹爪不允许加工
(c)夹取和运送过程中，装置平稳可靠
(d)夹爪均可以实现垂直向外30°打开
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(电机可用方块表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)装置安装后需进行技术试验，以下小明设计的试验步骤中做法不合理的是(多选)________。
A.用驱动装置控制夹爪夹取和松开外卖盒，测试夹取可靠性
B.测试电机扭力是否足以实现外卖盒稳定夹取
C.测试夹爪的强度能否承受外卖盒的质量
D.无人机静止状态下，测试夹爪驱动装置与夹爪的连接强度
E.撰写试验报告
5.(2023·11月杭州一模)图a所示是某钢块零件，现钢块外形已经加工完成，仅需要钻削两个大小为10，间距为60 mm的孔。由于钢块数量较多，小明想设计一个专用钻床来完成该钻孔任务。现小明已经完成了图b所示的部分钻床结构的制作，间距为60 mm的转轴已经安装在移动滑台上，且转轴相对移动滑台仅能转动。转轴与10麻花钻头同轴心，且能带动钻头转动，转轴俯视方向顺时针转动时可进行钻孔，图c所示为转轴的具体尺寸。移动滑台可沿方导轨柱上下移动。
请帮助小明完成该专用钻床，要求如下：
(a)能使两钻头同步同向转动进行钻孔
(b)可安装在钢材质移动滑台上，可以对移动滑台进行加工
(c)采用一个电机驱动，移动滑台的上下运动进行钻孔
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图，简要说明方案的工作过程；
(2)在设计草图上标注装置的主要尺寸；
(3)小明准备在装置安装后进行技术试验，并设计了试验方案。以下试验做法不合理的是________(单选)。
A.电机接通电源，观察两钻头是否同步同向转动
B.用虚拟试验法测试移动滑台在方导轨柱上移动是否顺滑
C.将钢块零件放在钻头下进行试钻，测试钢块能否钻通
6.(2023·11月绍兴一模)小明发现公园中的仿真荷花不够动态逼真，于是设计了一种电动荷花，当游客靠近时，花瓣会自动打开。花瓣固定在如图b所示的框架支杆上。请帮助小明设计一种驱动6根支杆同步摆动的装置，通过支杆的摆动实现花瓣的开合，装置设计要求如下：
(a)6根支杆能同步到θ～0°或θ～60°并保持
(b)在支杆的摆动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在圆筒底座内
(d)采用一个电机驱动
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的圆筒底座不用画出，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)从耐磨性、耐腐蚀性等角度考虑，下列材料中最适合用于制作装置传动部件的是(单选)________。
A.钢材 B.塑料 C.铜
7.(2023·3月温州二模)如图所示为汽车模型的转向机构(暂不考虑动力部分)，请帮忙设计方向盘转动到车轮转向的传动装置，设计要求如下：
(a)方向盘转轴顺时针(或逆时针)转动时，两轮向右(或向左)同向转动
(b)方向盘转轴的可转动范围为－540°～＋540°，转向过程中传动装置不能出现打滑或卡住的情况
(c)传动装置通过固定孔安装在底盘上
(d)通过轮架孔控制传动装置控制车轮转向
请完成以下任务：
(1)构思并画出设计草图(必要时用文字说明)；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)在装置安装后进行试验，以下试验中做法不合理的是(单选)________。
A.转动方向盘，观察车轮是否同向转动
B.转动方向盘到最大角度，检测方向盘转轴转动范围是否符合要求
C.来回转动方向盘，观察传动装置是否出现打滑或卡住的情况
D.运行一段时间后，检测底盘与轮架之间的连接是否松动
8.(2023·12月台州名校联盟)如图a所示是某仓库门口道闸，车辆通过时重锤及相关机械装置把道闸打开，驶离后道闸落下。小明觉得该控制方式存在一定的安全隐患，准备重新设计一个由电机驱动来实现开合的道闸控制装置，电机和装置都可安装在地面以下。已知两侧道闸间隔3500 mm，重新设计的道闸(单侧)如图b所示，装置设计要求如下：
(a)通过连接道闸上的预留孔实现开合(直径为12 mm)
(b)两侧道闸同步开合
(c)能使道闸平稳开合且稳固可靠
(d)采用一个电机驱动
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)小明想通过技术试验验证方案是否可行，依次进行了以下试验，其中做法不合理的是(单选)________。
A.使用电脑软件进行虚拟试验，验证道闸是否能够开合
B.使用木材制作缩小比例的模型，测试电机驱动道闸能否正常运行
C.装置原型与道闸安装完成后，启动电机，观察道闸能否正常开合
D.装置原型与道闸安装完成后，使用汽车测试，观察能否正常通过道闸
9.(2023·11月湖丽衢一模)如图所示是小明家厨房窗户的示意图(单位：cm)，妈妈做饭时需要开窗通风，同时关闭平推纱窗防止蚊虫进入。由于窗前有操作台，开关窗不方便。请帮助小明设计一个电动开关窗装置，打开窗门的同时能将纱窗从右边移到左边以封闭窗口(窗户右半边是封好的玻璃)，关闭窗门的同时又能将纱窗复位。设计要求如下：
(a)窗门能打开一个较大的角度θ
(b)窗门和纱窗能保持在打开或关闭的位置
(c)采用单个电机驱动
(d)材料自选
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)设计过程中，下列做法不合理的是(单选)________。
A.完成机械加工图后，绘制该装置的设计草图
B.选用材料时，需要考虑材料的加工难度
C.装置安装好后启动电机，测试其能否带动窗门和纱窗正常打开与关闭
考向四
真题演练
(1)(2)见解析图　(3)BC
解析　(1)(2)如图所示
方案1
)
(3)本小题考查金属材料的性能。首先要理解刚度、强度和硬度这三个指标，它们都是材料的力学性能(或称机械性能)指标，为了理解三者的意义，我们首先要知道2个变形的区别。弹性变形：当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。塑性变形：与外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。刚度：材料在受力时抵抗弹性变形的能力，不容易发生弹性变形的刚度好，比如手机刚化膜刚度好。强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，就是指材料抵抗变形和断裂的能力，比如手机刚化膜强度差。硬度：材料抵抗更硬的物体压入其内的能力，比如手机屏幕本身使用玻璃的硬度高，较不容易留下划痕。耐磨性与硬度有关，但本题框架需要足够的刚度和强度，防止出现变形。所以选项B、C符合题意。
考向预测
1.(1)(2)如图所示　(3)C
2.(1)B　(2)(3)如图所示
3.(1)D　(2)(3)如图所示
4.(1)(2)如图所示
(3)BC
5.(1)(2)如图所示
(3)B
6.(1)(2)如图所示
工作过程：电机固定在圆筒底座内，使得圆盘刚好位于中间位置。电机驱动螺杆转动，从而实现圆盘的升降，通过6个连接结构带动6根支杆上下摆动。
(3)A
7.(1)(2)参考答案如下：
(3)D
8.(1)(2)如图所示
(3)D
9.(1)(2)草图及尺寸如图所示　(3)A(共42张PPT)
考向四　单电机传动(1带2)
目 录
CONTENTS
核心精讲
01
真题演练
02
考向预测
03
核心精讲
1
一个电机实现多个(两个)功能，模型如下：
真题演练
2
(2023·6月浙江选考)小明从新闻中看到台风刮倒广告牌，造成了巨大损失，于是设计了一种如图所示的分离式广告牌。两片广告牌分别固定在转轴上，转轴通过支座安装在框架内。请帮助小明设计一种驱动两片广告牌同步转动的装置，能在台风来临前将两片广告牌转至水平位置来减小风阻，防止被刮倒，装置设计要求如下：
(a)两片广告牌能同步到θ～0°或θ～90°并保持
(b)在转动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在框架上，框架外侧转轴伸出
部分可安装零件
(d)采用一个电机驱动
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的框架和转轴可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)选择框架的材料，需要考虑的材料性能主要有(多选)________。
A.耐磨性　　B.刚度　　C.强度
答案　(1)(2)见解析图　(3)BC
解析　(1)(2)如图所示
方案1
方案2
(3)本小题考查金属材料的性能。首先要理解刚度、强度和硬度这三个指标，它们都是材料的力学性能(或称机械性能)指标，为了理解三者的意义，我们首先要知道2个变形的区别。弹性变形：当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。塑性变形：与外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。刚度：材料在受力时抵抗弹性变形的能力，不容易发生弹性变形的刚度好，比如手机刚化膜刚度好。强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，就是指材料抵抗变形和断裂的能力，比如手机刚化膜强度差。硬度：材料抵抗更硬的物体压入其内的能力，比如手机屏幕本身使用玻璃的硬度高，较不容易留下划痕。耐磨性与硬度有关，但本题框架需要足够的刚度和强度，防止出现变形。所以选项B，C符合题意。
考向预测
3
1.(2024·3月9＋1联考)受川剧变脸启发，小明设计了一种如图所示的机电“变脸”装置，仅需人手自上往下经红外发射接受模块前快速滑过一次，就可变一次脸(3种脸谱循环改变)。三组正三棱柱分别固定在转轴上，转轴通过支座安装在框架内。各转轴直径为4 mm，转轴上有固定用的销孔(未钻通)，框架尺寸如图所示。请帮助小明设计一种驱动三组正三棱柱同步转动的装置，实现“变脸”，装置设计要求如下：
(a)三组正三棱柱能同步转动(转动角度可通过电路调节)
(b)在转动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在框架上或二侧板间，框架下侧转轴伸出部分可安装零件
(d)采用一个电机驱动，电机安装左侧板上，转轴与左侧板垂直，二面侧板上均可钻孔
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的框架和转轴可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)将所设计的装置和转轴连接时，最合适的紧固件是(单选)________。
答案　(1)(2)如图所示　(3)C
2.(2024·4月宁波二模)如图a所示是教室里的黑板，AB两块小黑板可在滑槽中移动，能手动向两侧推开。小明发现这两块黑板在写字、擦拭时很容易移位，现需要设计一种装置，能实现AB黑板的自动开合，请你设计该装置的机械部分。已知一块小黑板的长度为1100 mm，上部金属边框的宽度为30 mm，金属边框离墙面距离为150 mm，黑板整体贴墙安装，外框厚度为170 mm，尺寸如图b所示。设计要求如下：
(a)两块小黑板可在滑槽中水平移动，且能在任意位置固定
(b)采用一个电机控制，装置工作平稳可靠
(c)除了小黑板上部的金属边框能进行钻孔加工，黑板其它任何地方(包括外框)都不能加工
(d)装置可安装在黑板四周的墙上，具体位置和安装方式根据设计方案自行确定
请完成以下任务：
(2)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的位置用线条和文字表示，电机用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(3)在草图上标注主要尺寸。
答案　(1)B　(2)(3)如图所示
3.(2024·4月暨阳联考)如图所示是小明设计的一款木质机械玩具“鲸鱼八音盒”。鲸鱼的躯干ABCDE之间采用铰连接，支撑杆连接ACE和圆盘，且可上下升降，横轴穿过支架且可以转动。请你帮助小明设计支架内部的机械传动装置，设计要求如下：
(a)在支架右侧安装手柄，摇动手柄时可带动
横轴转动驱动鲸鱼躯干上下运动
(b)摇动手柄同时驱动八音盒手柄转动，使八
音盒播放音乐
(c)装置简单可靠
(d)材料自选
请完成以下任务：
答案　(1)D　(2)(3)如图所示
4.(2024·4月台州二模)小明在大学创业开设外卖店，想用无人机来配送。于是设计了外卖盒并改进了一款无人机(如图a)，无人机的两个夹爪在电机驱动下可以卡住外卖盒。请你帮助小明设计夹爪的驱动装置，设计要求如下：
(a)采用一个电机驱动，电机安装在虚线框内(如图b)
(b)电机通过正反转驱动夹爪的张开和合拢，夹爪不
允许加工
(c)夹取和运送过程中，装置平稳可靠
(d)夹爪均可以实现垂直向外30°打开
请完成以下任务：
答案　(1)(2)如图所示
(3)BC
5.(2023·11月杭州一模)图a所示是某钢块零件，现钢块外形已经加工完成，仅需要钻削两个大小为 10，间距为60 mm的孔。由于钢块数量较多，小明想设计一个专用钻床来完成该钻孔任务。现小明已经完成了图b所示的部分钻床结构的制作，间距为60 mm的转轴已经安装在移动滑台上，且转轴相对移动滑台仅能转动。转轴与 10麻花钻头同轴心，且能带动钻头转动，转轴俯视方向顺时针转动时可进行钻孔，图c所示为转轴的具体尺寸。移动滑台可沿方导轨柱上下移动。
请帮助小明完成该专用钻床，要求如下：
(a)能使两钻头同步同向转动进行钻孔
(b)可安装在钢材质移动滑台上，可以对移动滑台进行加工
(c)采用一个电机驱动，移动滑台的上下运动进行钻孔
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图，简要说明方案的工作过程；
(2)在设计草图上标注装置的主要尺寸；
答案　(1)(2)如图所示
(3)B
6.(2023·11月绍兴一模)小明发现公园中的仿真荷花不够动态逼真，于是设计了一种电动荷花，当游客靠近时，花瓣会自动打开。花瓣固定在如图b所示的框架支杆上。请帮助小明设计一种驱动6根支杆同步摆动的装置，通过支杆的摆动实现花瓣的开合，装置设计要求如下：
(a)6根支杆能同步到θ～0°或θ～60°并保持
(b)在支杆的摆动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在圆筒底座内
(d)采用一个电机驱动
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的圆筒底座不用画出，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)从耐磨性、耐腐蚀性等角度考虑，下列材料中最适合用于制作装置传动部件的是(单选)________。
A.钢材 B.塑料 C.铜
答案　(1)(2)如图所示
工作过程：电机固定在圆筒底座内，使得圆盘刚好位于中间位置。电机驱动螺杆转动，从而实现圆盘的升降，通过6个连接结构带动6根支杆上下摆动。
(3)A
7.(2023·3月温州二模)如图所示为汽车模型的转向机构(暂不考虑动力部分)，请帮忙设计方向盘转动到车轮转向的传动装置，设计要求如下：
(a)方向盘转轴顺时针(或逆时针)转动时，两轮向右(或向左)同向转动
(b)方向盘转轴的可转动范围为－540°～＋540°，转向过程中传动装置不能出现打滑或卡住的情况
(c)传动装置通过固定孔安装在底盘上
(d)通过轮架孔控制传动装置控制车轮转向
请完成以下任务：
答案　(1)(2)参考答案如下：
(3)D
8.(2023·12月台州名校联盟)如图a所示是某仓库门口道闸，车辆通过时重锤及相关机械装置把道闸打开，驶离后道闸落下。小明觉得该控制方式存在一定的安全隐患，准备重新设计一个由电机驱动来实现开合的道闸控制装置，电机和装置都可安装在地面以下。已知两侧道闸间隔3500 mm，重新设计的道闸(单侧)如图b所示，装置设计要求如下：
(a)通过连接道闸上的预留孔实现开合(直径为12 mm)
(b)两侧道闸同步开合
(c)能使道闸平稳开合且稳固可靠
(d)采用一个电机驱动
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
答案　(1)(2)如图所示
(3)D
9.(2023·11月湖丽衢一模)如图所示是小明家厨房窗户的示意图(单位：cm)，妈妈做饭时需要开窗通风，同时关闭平推纱窗防止蚊虫进入。由于窗前有操作台，开关窗不方便。请帮助小明设计一个电动开关窗装置，打开窗门的同时能将纱窗从右边移到左边以封闭窗口(窗户右半边是封好的玻璃)，关闭窗门的同时又能将纱窗复位。设计要求如下：
(a)窗门能打开一个较大的角度θ
(b)窗门和纱窗能保持在打开或关闭的位置
(c)采用单个电机驱动
(d)材料自选
请完成以下任务：
(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
答案　(1)(2)草图及尺寸如图所示　(3)A

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