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专题十四　结构设计
选考中，结构设计放在第29题。以日常生活中真实生活为情境，贴近学生生活实际。主要考查设计分析、方案构思、方案表达、知识迁移等能力，核心素养指向技术意识、工程思维、创新设计、图样表达。考查的方向主要有：简单连接件设计、功能件设计、单电机传动设计(“一带一”或“一带多”)、多电机传动设计、非电机传动设计。目前考查的主要方向还是电机传动，复习中要重视。
考向一　连接件
连接件结构设计分为以下四类：包裹结构、嵌套结构、长度(高度)可调结构、角度可调结构。
1.包裹结构
包裹结构的特点：不破坏原有结构，安装、拆除方便。能在一定范围粗细不同的圆柱体上安装，可以通过移动和转动来调节固定位置。
2.嵌套结构
嵌套结构可以在连接处实现轻松扣合和取放，因而嵌套结构具有牢固可靠等某些特定的功能
3.长度(高度)可调结构
长度(高度)可调结构指的是两个或以上的构件通过连接实现长度或高度伸展与收缩的构件组合体。
4.角度可调结构
(2017·4月浙江选考)小明发现他的自行车支撑杆长度不能调节(如图所示)，在不平整的地面上停放时，自行车容易倾倒。他想把支撑杆改成可伸缩结构。以适应不同的地面。经过测量，支撑杆长度为290 mm，两个铆钉孔直径均为5 mm，中心距为40 mm，与安装板连接的铆钉孔中心到上端的距离为10 mm。现请你帮助小明设计一款可伸缩的支撑杆，设计要求如下：
A.支撑杆的长度在270 mm～350 mm范围内连续可调，调节方便、可靠
B.支撑杆与限位片、安装板之间的连接结构保持不变
C.主要材料采用钢材，辅助材料自选
D.支撑杆的形状不限
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)小明发现问题的途径是(单选)________；
A.观察日常生活
B.技术研究与技术试验
C.收集和分析信息
(2)制订设计方案前，需要明确设计的限制因素。以下因素中，不属于设计的限制因素(多选)________；
A.铆钉孔的大小
B.限位弹簧与限位片之间的连接方式
C.人的体重
D.支撑杆的材料
(3)画出支撑杆的设计草图，必要时可用文字说明；
(4)在设计草图上标注支撑杆的主要尺寸。
1.如图所示是小明所在学校的课桌，小明发现在桌上放茶杯很容易倒，为了节省空间，小明准备在书桌的钢管A，B之间制作一只放置茶杯的支架。经过测量小明茶杯的高度为120 mm，上下底的直径为70 mm，50 mm。书桌的钢管A、B的截面为矩形，尺寸为10×20 mm。请你帮助小明设计茶杯与书桌钢管A，B之间的连接件。设计要求如下：
A.如图2所示，连接件连接在钢管A、钢管B之间，钢管A与钢管B之间的距离为300 mm，连接高度可上下调节，调节方便，紧固后，连接可靠
B.茶杯放置在连接件的中间，并在桌面的外侧
C.小明有几只大小不同的杯子，经测量，杯子的固定位置直径大小变化在60 mm～70 mm之间，连接件可连续调节，以适应不同直径的杯子
D.支撑件主要材料采用3 mm厚，宽度为20 mm的钢板，辅助材料自选
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)小明同学的茶杯是如图3所示，茶杯在连接件上的安装位置合理的是(单选)________；
A.位置A B.位置B C.位置C
(2)制订设计方案前，需要明确设计的限制因素。以下因素中，不属于设计的限制因素(多选)________；
A.书桌钢管的大小 B.茶杯的高度
C.茶杯的直径 D.书桌的外边沿尺寸
(3)画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明；
(4)在设计草图上标注连接件结构的主要尺寸；
(5)说明你设计的连接件与钢管A，B是如何连接的。
2.在上网课期间小明发现老师在讲解试卷时，需要用手一直拿着手机并保持一定高度使手机后置摄像头对准试卷(如图甲所示)，使用起来十分不便。于是小明想利用所学的知识，设计制作一个简易的支架，用来放置手机。相关尺寸如下：图乙中手机尺寸为160 mm×70 mm×8 mm，摄像头中心到上边沿的距离为30 mm，到右边沿的距离为15 mm；图丙中桌面厚度为40 mm。设计要求如下：
①该支架能与桌面连接可靠，易拆卸，不会损坏桌面
②手机放入支架后不易掉落
③支架高度能在100 mm～200 mm之间连续可调，不易滑落
④主要材料采用2 mm厚的钢板，辅助材料自选
(1)小明制订了一份设计计划，其中包括①方案呈现，②收集信息，③设计分析，④绘制图样，⑤方案构思，⑥模型制作这六项任务，根据设计的一般过程这六项任务合理的时序是(单选)________；
A.②③⑤①④⑥ B.③②⑤①④⑥
C.②③①⑤④⑥ D.②③⑤①⑥④
(2)小明在设计制作时会受到多种因素的限制，以下不属于限制因素的是(单选)________；
A.家中的加工工具
B.小明的实践动手能力
C.桌子的高度
D.手机的大小
(3)画出设计草图，必要时可用文字说明；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)为了检验设计的支架是否符合设计要求，小明进行了以下技术试验，其中不合理的是(单选)________。
A.从桌子高度往下摔，测试支架是否会损坏
B.将支架调节到最高，并施加一定的重量，测试支架是否会滑落
C.多次安装支架，测试其安装是否方便
考向一
真题演练
(1)A　(2)B　C　(3)(4)草图参考
考向预测
1.(1)A　(2)B　D　(3)(4)(5)如图所示
2.(1)A　(2)C　(3)(4)如图所示　(5)A(共22张PPT)
考向一　连接件
目 录
CONTENTS
核心精讲
01
真题演练
02
考向预测
03
核心精讲
1
连接件结构设计分为以下四类：包裹结构、嵌套结构、长度(高度)可调结构、角度可调结构。
1.包裹结构
包裹结构的特点：不破坏原有结构，安装、拆除方便。能在一定范围粗细不同的圆柱体上安装，可以通过移动和转动来调节固定位置。
2.嵌套结构
嵌套结构可以在连接处实现轻松扣合和取放，因而嵌套结构具有牢固可靠等某些特定的功能
3.长度(高度)可调结构
长度(高度)可调结构指的是两个或以上的构件通过连接实现长度或高度伸展与收缩的构件组合体。
4.角度可调结构
真题演练
2
(2017·4月浙江选考)小明发现他的自行车支撑杆长度不能调节(如图所示)，在不平整的地面上停放时，自行车容易倾倒。他想把支撑杆改成可伸缩结构。以适应不同的地面。经过测量，支撑杆长度为290 mm，两个铆钉孔直径均为 5 mm，中心距为40 mm，与安装板连接的铆钉孔中心到上端的距离为10 mm。现请你帮助小明设计一款可伸缩的支撑杆，设计要求如下：
A.支撑杆的长度在270 mm～350 mm范围内连续可调，调节方便、可靠
B.支撑杆与限位片、安装板之间的连接结构保持不变
C.主要材料采用钢材，辅助材料自选
D.支撑杆的形状不限
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)小明发现问题的途径是(单选)________；
A.观察日常生活
B.技术研究与技术试验
C.收集和分析信息
(3)画出支撑杆的设计草图，必要时可用文字说明；
(4)在设计草图上标注支撑杆的主要尺寸。
答案　(1)A　(2)B　C　(3)(4)草图参考
考向预测
3
1.如图所示是小明所在学校的课桌，小明发现在桌上放茶杯很容易倒，为了节省空间，小明准备在书桌的钢管A，B之间制作一只放置茶杯的支架。经过测量小明茶杯的高度为120 mm，上下底的直径为70 mm，50 mm。书桌的钢管A、B的截面为矩形，尺寸为10×20 mm。请你帮助小明设计茶杯与书桌钢管A，B之间的连接件。设计要求如下：
A.如图2所示，连接件连接在钢管A、钢管B之间，钢管A与钢管B之间的距离为300 mm，连接高度可上下调节，调节方便，紧固后，连接可靠
B.茶杯放置在连接件的中间，并在桌面的外侧
C.小明有几只大小不同的杯子，经测量，杯子的固定位置直径大小变化在60 mm～70 mm之间，连接件可连续调节，以适应不同直径的杯子
D.支撑件主要材料采用3 mm厚，宽度为20 mm的钢板，辅助材料自选
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)小明同学的茶杯是如图3所示，茶杯在连接件上的安装位置合理的是(单选)________；
A.位置A B.位置B C.位置C
答案　(1)A　(2)B　D　(3)(4)(5)如图所示
2.在上网课期间小明发现老师在讲解试卷时，需要用手一直拿着手机并保持一定高度使手机后置摄像头对准试卷(如图甲所示)，使用起来十分不便。于是小明想利用所学的知识，设计制作一个简易的支架，用来放置手机。相关尺寸如下：图乙中手机尺寸为160 mm×70 mm×8 mm，摄像头中心到上边沿的距离为30 mm，到右边沿的距离为15 mm；图丙中桌面厚度为40 mm。设计要求如下：
①该支架能与桌面连接可靠，易拆卸，不会损坏桌面
②手机放入支架后不易掉落
③支架高度能在100 mm～200 mm之间连续可调，不易滑落
④主要材料采用2 mm厚的钢板，辅助材料自选
(1)小明制订了一份设计计划，其中包括①方案呈现，②收集信息，③设计分析，④绘制图样，⑤方案构思，⑥模型制作这六项任务，根据设计的一般过程这六项任务合理的时序是(单选)________；
A.②③⑤①④⑥ B.③②⑤①④⑥
C.②③①⑤④⑥ D.②③⑤①⑥④
答案　(1)A　(2)C　(3)(4)如图所示　(5)A

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