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强化练十四　结构设计
1.(2024·4月丽湖衢)建造摩天大楼时，工程师通常在摩天大楼内适当的位置悬挂一个阻尼球，以减弱地震等引起的高楼晃动。为了探究不同悬挂方案的效果，小明设计了如图a所示的装置，通过推拉杆带动模型前后移动，用于对比试验，现缺少驱动部分，请你帮助小明完成设计。图b为底座放大图。设计要求如下：
(a)通过电机单向转动，同步带动3个相同高楼模型在滑槽内实现前后70 mm范围内移动；
(b)在移动过程中，装置平稳可靠；
(c)电机安装在基板上，可对基板和推拉杆进行适当加工；
(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)该装置采用改变电机转速的方式实现对模型晃动频率的控制。装置安装完成后，下列试验目的不能实现的有(单选)________。
A.高楼模型晃动情况与阻尼球质量的关系
B.高楼模型晃动情况与阻尼球悬挂高度的关系
C.高楼模型晃动情况与高楼模型质量的关系
2.如图某校的翻转电脑桌。打开盖板，盖板内置的显示屏会立起；下翻盖板，整个盖板与桌面齐平。使用时小明发现盖板立起后只有一个固定的角度，且每次手动打开和关闭盖板较为繁琐，于是想设计一个自动开盖装置。请你帮助小明设计该装置，要求如下：
①采用电机驱动，已知盖板为较厚木板；
②电机正转，盖板上翻；电机反转，盖板下翻；
③盖板角度能在0°到120°内任意固定；
④结构简单，操作方便，具备一定强度。
请完成以下任务：
(1)构思该装置机械部分的方案时，可以不考虑的因素是(单选)________；
A.盖板的质量 B.桌子的高度
C.电机轴的形状 D.电机和盖板的距离
(2)若通过按键控制盖板转动，则盖板转动速度要适中。速度太慢，等待时间较长；速度过快，不容易让盖板转到合适角度。这实现了人机关系的(单选)________；
A.舒适目标　 B.高效目标 　C.安全目标
(3)画出该装置机械部分的设计草图，必要时用文字说明；
(4)在设计草图上标注主要尺寸。
(5)小明制作好模型后，想对该装置进行技术试验，以下技术试验最不需要的是(单选)________。
A.打开电机，观察盖板能否在90°和120°角度固定
B.关闭电机，用测力计不断对盖板施加水平方向的外力，记录盖板和显示屏不被破坏的最大外力
C.打开电机，让盖板关闭，观察关闭后盖板是否和桌面齐平
3.(2023·8月A9协作体)小明在擦黑板的时候体会到擦黑板的不容易，于是小明想利用所学的知识设计一个能实现自动擦黑板的装置，让装置能代替人来移动黑板擦.黑板的尺寸如图a所示，黑板擦如图b所示的尺寸为150 mm(长)×60 mm(宽)×30 mm(高)。设计要求如下：
a.开启后，能让黑板擦自动将整块黑板清理一遍；
b.在移动过程中装置运动平稳可靠；
c.装置安装在黑板木质边沿上
d.电机驱动，电机数量不限。
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(装置安装涉及的黑板边沿可用线条表示，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)设计过程中，不合理的做法是(多选)________。
A.明确设计要求后，先设计分析，再收集信息
B.尽量选用标准件
C.绘制完成结构草图后，开始加工制作
D.用模拟试验法，检验装置能否将黑板清理一遍
4.(2023·9月名校协作体)如图a所示是小明家的小型风力发电机示意图，其底部有图b所示2个螺纹孔。小明通过查找资料发现，风力发电机容易在风速过大的地方损坏。于是他打算设计一个装置，调整风力发电机高度。当风速过大时，风力发电机向下移动；当风速正常时，风力发电机向上移动。请你帮助小明设计该装置，具体要求如下：
A.风力发电机离地面的高度能在1.5 m到3 m之间调节
B.风力发电机能保持在所调节的位置
C.采用减速电机驱动
D.该装置安装在水泥地面上，具有一定的强度和稳定性
E.其余材料自选
请完成以下任务：
(1)画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示，必要时可用文字说明)；
(2)在设计草图上标注主要尺寸；
(3)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(单选)________。
A.让电机正反转，观察装置能否带动风力发电机升降
B.将风力发电机升到最高位置后，观察风力过大时，装置能否带动风力发电机下降
C.将风力发电机降到最低位置后，逐渐提高风速，测试装置的抗风性能
5.(2023·10月江浙高中发展共同体)小明发现为了确保安全行车，在学校、医院等路段均设有大量减速带，这让车辆在主动或被动减速中消耗了极大的能源。于是小明设计了一种发电式减速带装置，利用行驶车辆经过减速带消耗的机械能转换为电能，为公路基础设施供电。该装置主要包括承载基座，减速带以及基座腔体内装有的发电机。请你帮助小明设计该装置的机械部分，要求如下：
①传动部分装置安装在减速带下方；
②汽车驶过减速带时，减速带下落约50 mm，下降后与路面相平；
③减速带的上下运动驱动发电机转轴(在基座腔体内，未画出)转动，实现发电；
④汽车驶过减速带后，减速带可自动弹起，恢复初始状态；
⑤装置升降具有一定的强度和稳定性；
⑥结构简单，可靠性高，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(装置安装涉及的地底基座可用线条表示，发电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)小明准备在装置安装后进行技术试验，并设计了试验方案。以下试验步骤中做法不合理的是(单选)________。
A.在试验场地安装装置后，观察是否有除减速带外的其余部件露出地面
B.试验车驶过减速带，观察减速带的耐磨性
C.试验车驶过减速带，观察减速带能否正常下落与弹起复原
D.试验车驶过减速带，测试能否驱动发电机发电
E.撰写试验报告
6.小明平时在教室擦如图所示的黑板时，发现擦拭时间长且近距离接触粉尘，影响健康，于是想设计一种自动擦拭黑板的装置。小明已经设计好了如图所示的部分装置，在黑板的上方安装了滑轨，黑板的擦拭条A、B已经安装到滑轨上，沿着滑轨左、右移动时，可以起到擦黑板的效果。请你帮助小明设计完成该装置，设计要求如下：
①擦拭条A、B从最左侧和最右侧开始反向运动，到最中间后，各自回到起始位置，完成一次擦拭；
②减速电机驱动，可以使用电机正、反转或者一个方向转动实现；
③装置与擦拭条A、B上的安装孔连接；
④材料自选。
请完成以下任务：
(1)小明发现问题的途径是(单选)________；
A.收集和分析信息
B.观察日常生活
C.技术研究与技术试验
(2)设计该装置时，下列因素中可以不考虑的是(单选)________；
A.安装方式
B.黑板的长度3000 mm
C.黑板的高度1000 mm
(3)根据设计的一般过程，明确设计要求后，接下来小明要做的是(单选)________；
A.设计分析 B.收集信息
C.方案构思
(4)画出设计草图，必要时可用文字说明(电机可用方块表示)；
(5)在设计草图上标注主要尺寸。
7.(2023·11月9＋1联盟)小明买了一辆如图所示的遥控汽车，想改造成能运送积木的玩具车送给弟弟。车厢内已装好电池，并盖上了盖板，盖板离地高度为80 mm。请帮助小明设计一种能夹持30 mm×30 mm×30 mm的积木举高投放至200 mm×150 mm×180 mm收纳筐的装置。装置设计要求如下：
(a)能夹住积木，举高过程中积木不掉落
(b)能将积木举高至收纳筐高度，并可任意停止
(c)装置安装在盖板上，盖板可任意加工，在车尾方向进行夹持作业
(d)采用减速电机驱动，数量不限
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)；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)小明构思了夹持臂方案，为了夹持牢固并保护积木不被夹坏，需要增加垫片，下列材料中最适合制作垫片的是(单选)________。
A.木料 B.金属
C.亚克力板 D.橡胶
8.(2023·12月县域联盟)在完成化学实验后要通风换气，等待异味完全消散后才能关窗。小明利用气敏传感器来检测室内是否有异味，设计完成了自动关窗的电路部分，请帮助小明设计一自动关窗装置的机械部分，设计要求如下：
①利用一个减速电机实现同步开闭窗户(只需设计出对一个窗框中的两扇窗户的控制)；
②实验室的窗户为外开式窗户(如图a)，装置安装在虚线框处，已在窗户上留有间距为200 mm的两直径为5 mm的安装孔(如图b)；
③在关窗过程中，连接处牢固；
④减速电机安装在铝合金窗框上，其余材料自选。
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(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)小明准备在装置安装后进行技术试验，以下试验中做法合理的是(多选)________。
A.对整个装置施加水平拉力，看各连接处是否牢固可靠
B.启动装置，观察两扇窗户是否能同步关闭
C.窗户完全关闭时，观察电机是否能及时停止运行
D.测试装置是否能连续5小时不停开关
9.(2023·12月诸暨市统测)小明发现学校里的宣传牌占地大、需要宣传的内容多，于是准备参考三面翻广告牌设计一个宣传牌。宣传牌是由一级并排定位的特制铝型材三棱柱构成。通过电机驱动所有的三棱柱围绕自身中心轴转动，利用三棱柱的三个侧面可形成三幅画面。三棱柱铝型材在传动装置的驱动下，每旋转120度就可以形成一幅广告画面，所有的三棱柱铝型材都围绕其中心轴旋转，学校可以利用三棱柱的三面进行更好的宣传。小明已经设计好宣传牌的特制铝型材三棱柱，结构如图所示。如何利用电机驱动宣传牌的三棱柱同时转过120度的问题，小明一直设计不好，请你帮助小明设计该驱动装置，其设计要求如下：
A.宣传牌的三棱柱能同时转过120度，并停留一定时间
B.在转动过程中，装置平稳可靠
C.驱动装置安装在中心轴下方
D.采用一个电机驱动
E.辅助材料自选
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)设计该装置时，属于设计需要考虑的因素是(多选)________。
A.设计者的设计能力 B.中心轴尾端结构
C.各中心轴的间距 D.宣传牌的安装位置
10.(2023·4月绍兴市适应性)小明发现图书馆管理员在整理书籍时，将书斗(图a)从书架的第一层移到第五层较困难且容易被砸伤。小明准备设计一个具有起重功能的装置辅助管理员将书斗从书架的第一层搬运到第五层。已知书架各尺寸如图b所示。装置设计要求如下：
①能将书斗从第一层书架搬运到第五层书架
②在搬运过程中书斗移动平稳可靠
③具有一定稳固性，能承载质量为10 kg的书斗(含书籍质量)
④装置放置在地面上，可根据需要被推到不同的书架前，移动方便
⑤驱动方式不限
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)小明准备采用图c中的抓取机构拿取书斗，请你帮助小明设计装置的剩余部分，画出装置机械部分的设计草图(抓取机构可用简单线条表示，如果采用电机驱动，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)小明准备将抓取机构安装在设计好的装置上进行试验，其中不合理的是(单选)________。
A.运行该装置，观察是否可将书斗由书架的第一层搬运至第六层
B.推动并转移装置的位置，观察是否移动方便
C.将抓取书斗后的抓取机构调至最低点，测试该装置的稳定性
11.小明家安装了一个简易家庭影院，投影仪放在桌面上角度调整不方便。为此，小明想设计一个放在桌上的装置，可以调整投影仪角度。投影仪底面有一个M10的螺纹孔。请你帮助小明设计该装置。要求如下：
A.投影仪的左右角度范围－30°～ ＋30°
B.投影仪的俯仰角度范围－30°～ ＋30°
C.投影仪能保持在所调节的位置
D.采用减速电机驱动(数量不限)
E.装置结构简单，稳定可靠
F.材料自选
请你完成以下任务：
(1)构思方案时可以不考虑的因素是(单选)________；
A.投影仪的投影清晰度
B.与投影仪的连接方式
C.投影仪的重量
(2)下列不属于小明在制订设计方案环节完成的任务是(单选)________；
A.将构思过程中产生的想法用草图呈现
B.询问家人是否需要这个能调整角度的装置
C.在网络上搜索能实现角度可调的结构
(3)画出该装置的设计草图(电机可用方块表示，必要时可用文字说明)；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)装置制作完成后，小明准备进行以下技术试验，其中不合理的是(单选)________。
A.启动电机，观察投影仪的角度能否调节
B.测试装置是否牢固
C.在投影仪上放置适当质量的重物，观察该装置是否变形
12.(2023·9月嘉兴基础测试)家中的阳光房(图a所示)夏天特别炎热，小马准备设计遮阳窗帘安装在室内房顶上。图b所示为阳光房顶面其中一格的示意图，由大小不同的铝合金管组成。
装置设计要求如下：
(a)窗帘打开、关闭时，装置运行平稳可靠
(b)安装在铝合金管的内侧
(c)窗帘收起后不能大幅度下垂
(d)用电机驱动，材料不限，只需画出一格的遮阳装置
请完成以下任务：
(1)画出设计草图(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)小马安装完装置后进行技术试验，以下试验不合理的有(多选)________。
A.在阳光充足的情况下，关闭窗帘，观察窗帘的遮阳效果
B.双手用力向下拉装置，观察安装是否牢固
C.反复拆装窗帘，观察拆装是否方便
D.反复开关窗帘，观察遮阳窗帘是否运行顺畅
13.(2023·10月天域联盟)如图a所示是学校食堂的电视机。小明在观看时发现，电视机角度无法调整，观看体验不佳，而且假期长期不使用时，容易积灰。小明想重新设计一个装置，将装在吊顶上的电视机安装到水泥楼板上，电视机通过背面的4个螺纹孔安装到该装置上。请你帮助小明设计该装置，具体要求如下：
A.长期不使用时，电视机能实现如图b所示向上升高1000 mm，隐藏在楼板和吊顶之间，整个装置均不露出在吊顶以下
B.电视机的俯仰角度范围0°～－30°
C.电视机能保持在所调节的位置
D.采用减速电机驱动(数量不限)
E.整个装置结构简单，具有一定的强度和稳定性
F.其余材料自选
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示，电视机可用简单线条表示，必要时可用文字说明)，简要说明方案的工作过程；
(2)在设计草图上标注主要尺寸；
(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。以下试验步骤中做法不合理的是(单选)________。
A.用软件进行装置的运行仿真，验证电视机能否实现升降和角度调节
B.准备若干外观与食堂电视机一致，重量不一的电视机模型
C.将重量最小的电视机模型安装到装置上，测试升降和角度调节是否平稳可靠，并记录测试结果。逐次更换更重的电视机模型，重复上一过程，直至电视机的模型重量和食堂电视机一样
D.撰写试验报告
14.(2023·10月浙南联盟)小明发现邻居家的车进小院时，每次都要先下车把大门打开然后再开进去，很不方便，于是想给大门设计一个电动遥控装置，通过减速电机带动大门打开和关闭。小明已在左右门扇的顶部分别焊上两片尾端带通孔(孔直径为8 mm)的钢板。请帮助小明设计钢板和电机之间的机械装置以实现大门的自动开关功能。装置设计要求如下：
(a)装置连接钢板带动门扇转动，且两门扇能同时向外打开
(b)在转动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在上门槛底部
(d)采用一个减速电机驱动
(e)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(装置安装涉及的上门槛用线条表示，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)设计过程中，以下不合理的做法有(多选)________。
A.明确设计要求后，先绘制构思草图，再进行设计分析
B.装置加工制作前先绘制其技术图样
C.尽量选用标准件
D.在技术试验中，一定要用强化试验测试其寿命
强化练十四　结构设计
1.(1)(2)如图所示
(3)C
2.(1)B　(2)B　(3)(4)如图所示　(5)B
3.(1)(2)如图所示　(3)AC
4.(1)(2)如图所示　(3)C
5.(1)(2)如图所示，尺寸合理就给分
(3)B
6.(1)B　(2)C　(3)B　(4)(5)如图所示
方案一：
方案二
7.(1)(2)参考图样如图所示　(3)D
8.(1)(2)如图所示
方案一
方案二
(3)AB
9.(1)(2)如图所示
方案1：尺寸合理就给分
方案2：尺寸合理就给分
(3)ABC
10.(1)(2)见解析图　(3)C
11.(1)A　(2)B
(3)(4)图a实现投影仪的左右转动功能，图b实现投影仪的上下转动功能。
(5)C
12.(1)(2)如图所示　(3)BC
①链轮链条结构
工作过程：电机正转，链轮带动链条，链条带动窗帘布展开，电机反转，链轮带动链条，链条带动窗帘布收拢
②电机拉绳结构
工作过程：拉绳电机正转，拉绳带动窗帘布展开，拉绳电机反转，卷筒在扭的作用下将窗帘布收拢在卷筒上。
③丝杆滑块结
电机带动螺杆转动，滑块带动折叠型的窗帘展开和收拢
④蜗轮蜗杆
13.(1)(2)根据题意，需要设计升降结构和角度调节结构，升降结构可以设计成如图A结构，由电机驱动丝杆滑块实现升降功能，俯仰角调节结构设计为B结构如图，也通过电机驱动丝杆滑块实现俯仰角的调节。将A结构与B结构组合，就可以实现以上功能。
(3)A
14.(1)(2)如图所示
(3)AD(共62张PPT)
第二部分 非选择题重点题型强化练
强化练十四　结构设计
1.(2024·4月丽湖衢)建造摩天大楼时，工程师通常在摩天大楼内适当的位置悬挂一个阻尼球，以减弱地震等引起的高楼晃动。为了探究不同悬挂方案的效果，小明设计了如图a所示的装置，通过推拉杆带动模型前后移动，用于对比试验，现缺少驱动部分，请你帮助小明完成设计。图b为底座放大图。设计要求如下：
(a)通过电机单向转动，同步带动3个相同高楼模型在滑槽内实现前后70 mm范围内移动；
(b)在移动过程中，装置平稳可靠；
(c)电机安装在基板上，可对基板和推拉杆进行适当加工；
(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；
答案　(1)(2)如图所示
(3)C
2.如图某校的翻转电脑桌。打开盖板，盖板内置的显示屏会立起；下翻盖板，整个盖板与桌面齐平。使用时小明发现盖板立起后只有一个固定的角度，且每次手动打开和关闭盖板较为繁琐，于是想设计一个自动开盖装置。请你帮助小明设计该装置，要求如下：
①采用电机驱动，已知盖板为较厚木板；
②电机正转，盖板上翻；电机反转，盖
板下翻；
③盖板角度能在0°到120°内任意固定；
④结构简单，操作方便，具备一定强度。
请完成以下任务：
答案　(1)B　(2)B　(3)(4)如图所示　(5)B
3.(2023·8月A9协作体)小明在擦黑板的时候体会到擦黑板的不容易，于是小明想利用所学的知识设计一个能实现自动擦黑板的装置，让装置能代替人来移动黑板擦.黑板的尺寸如图a所示，黑板擦如图b所示的尺寸为150 mm(长)×60 mm(宽)×
30 mm(高)。设计要求如下：
a.开启后，能让黑板擦自动将整块黑板清理一遍；
b.在移动过程中装置运动平稳可靠；
c.装置安装在黑板木质边沿上
d.电机驱动，电机数量不限。
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(装置安装涉及的黑板边沿可用线条表示，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；
答案　(1)(2)如图所示　(3)AC
4.(2023·9月名校协作体)如图a所示是小明家的小型风力发电机示意图，其底部有图b所示2个螺纹孔。小明通过查找资料发现，风力发电机容易在风速过大的地方损坏。于是他打算设计一个装置，调整风力发电机高度。当风速过大时，风力发电机向下移动；当风速正常时，风力发电机向上移动。请你帮助小明设计该装置，具体要求如下：
A.风力发电机离地面的高度能在1.5 m到3 m之间调节
B.风力发电机能保持在所调节的位置
C.采用减速电机驱动
D.该装置安装在水泥地面上，具有一定的强度和稳定性
E.其余材料自选
请完成以下任务：
(1)画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示，必要时可用文字说明)；
(2)在设计草图上标注主要尺寸；
答案　(1)(2)如图所示　(3)C
5.(2023·10月江浙高中发展共同体)小明发现为了确保安全行车，在学校、医院等路段均设有大量减速带，这让车辆在主动或被动减速中消耗了极大的能源。于是小明设计了一种发电式减速带装置，利用行驶车辆经过减速带消耗的机械能转换为电能，为公路基础设施供电。该装置主要包括承载基座，减速带以及基座腔体内装有的发电机。请你帮助小明设计该装置的机械部分，要求如下：
①传动部分装置安装在减速带下方；
②汽车驶过减速带时，减速带下落约50 mm，下降后与路面相平；
③减速带的上下运动驱动发电机转轴(在基座腔体内，未画出)转动，实现发电；
④汽车驶过减速带后，减速带可自动弹起，恢复初始状态；
⑤装置升降具有一定的强度和稳定性；
⑥结构简单，可靠性高，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(装置安装涉及的地底基座可用线条表示，发电机可用方框表示)，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)如图所示，尺寸合理就给分
(3)B
6.小明平时在教室擦如图所示的黑板时，发现擦拭时间长且近距离接触粉尘，影响健康，于是想设计一种自动擦拭黑板的装置。小明已经设计好了如图所示的部分装置，在黑板的上方安装了滑轨，黑板的擦拭条A、B已经安装到滑轨上，沿着滑轨左、右移动时，可以起到擦黑板的效果。请你帮助小明设计完成该装置，设计要求如下：
①擦拭条A、B从最左侧和最右侧开始反向运动，到最中间后，各自回到起始位置，完成一次擦拭；
②减速电机驱动，可以使用电机正、反转或者一个方向转动实现；
③装置与擦拭条A、B上的安装孔连接；
④材料自选。
请完成以下任务：
(1)小明发现问题的途径是(单选)________；
A.收集和分析信息
B.观察日常生活
C.技术研究与技术试验
(3)根据设计的一般过程，明确设计要求后，接下来小明要做的是(单选)________；
A.设计分析 B.收集信息 C.方案构思
(4)画出设计草图，必要时可用文字说明(电机可用方块表示)；
(5)在设计草图上标注主要尺寸。
答案　(1)B　(2)C　(3)B　(4)(5)如图所示
方案一：
方案二
7.(2023·11月9＋1联盟)小明买了一辆如图所示的遥控汽车，想改造成能运送积木的玩具车送给弟弟。车厢内已装好电池，并盖上了盖板，盖板离地高度为80 mm。请帮助小明设计一种能夹持30 mm×30 mm×30 mm的积木举高投放至200 mm×150 mm×180 mm收纳筐的装置。装置设计要求如下：
(a)能夹住积木，举高过程中积木不掉落
(b)能将积木举高至收纳筐高度，并可任意停止
(c)装置安装在盖板上，盖板可任意加工，在车尾方向进行夹持作业
(d)采用减速电机驱动，数量不限
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)；
(2)在草图上标注主要尺寸；
(3)小明构思了夹持臂方案，为了夹持牢固并保护积木不被夹坏，需要增加垫片，下列材料中最适合制作垫片的是(单选)________。
A.木料 B.金属 C.亚克力板 D.橡胶
答案　(1)(2)参考图样如图所示　(3)D
8.(2023·12月县域联盟)在完成化学实验后要通风换气，等待异味完全消散后才能关窗。小明利用气敏传感器来检测室内是否有异味，设计完成了自动关窗的电路部分，请帮助小明设计一自动关窗装置的机械部分，设计要求如下：
①利用一个减速电机实现同步开闭窗户(只需设计出对一个窗框中的两扇窗户的控制)；
②实验室的窗户为外开式窗户(如图a)，装置安装在虚线框处，已在窗户上留有间距为200 mm的两直径为5 mm的安装孔(如图b)；
③在关窗过程中，连接处牢固；
④减速电机安装在铝合金窗框上，其余材料自选。
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(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；
答案　(1)(2)如图所示
方案一
方案二
(3)AB
9.(2023·12月诸暨市统测)小明发现学校里的宣传牌占地大、需要宣传的内容多，于是准备参考三面翻广告牌设计一个宣传牌。宣传牌是由一级并排定位的特制铝型材三棱柱构成。通过电机驱动所有的三棱柱围绕自身中心轴转动，利用三棱柱的三个侧面可形成三幅画面。三棱柱铝型材在传动装置的驱动下，每旋转120度就可以形成一幅广告画面，所有的三棱柱铝型材都围绕其中心轴旋转，学校可以利用三棱柱的三面进行更好的宣传。小明已经设计好宣传牌的特制铝型材三棱柱，结构如图所示。如何利用电机驱动宣传牌的三棱柱同时转过120度的问题，小明一直设计不好，请你帮助小明设计该驱动装置，其设计要求如下：
A.宣传牌的三棱柱能同时转过120度，并停留一定时间
B.在转动过程中，装置平稳可靠
C.驱动装置安装在中心轴下方
D.采用一个电机驱动
E.辅助材料自选
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)设计该装置时，属于设计需要考虑的因素是(多选)________。
A.设计者的设计能力
B.中心轴尾端结构
C.各中心轴的间距
D.宣传牌的安装位置
答案　(1)(2)如图所示
方案1：尺寸合理就给分
方案2：尺寸合理就给分
(3)ABC
10.(2023·4月绍兴市适应性)小明发现图书馆管理员在整理书籍时，将书斗(图a)从书架的第一层移到第五层较困难且容易被砸伤。小明准备设计一个具有起重功能的装置辅助管理员将书斗从书架的第一层搬运到第五层。已知书架各尺寸如图b所示。装置设计要求如下：
①能将书斗从第一层书架搬运到第五层书架
②在搬运过程中书斗移动平稳可靠
③具有一定稳固性，能承载质量为10 kg的书斗(含书籍质量)
④装置放置在地面上，可根据需要被推到不同的书架前，移动方便
⑤驱动方式不限
答案　(1)(2)见解析图　(3)C
11.小明家安装了一个简易家庭影院，投影仪放在桌面上角度调整不方便。为此，小明想设计一个放在桌上的装置，可以调整投影仪角度。投影仪底面有一个M10的螺纹孔。请你帮助小明设计该装置。要求如下：
A.投影仪的左右角度范围－30°～ ＋30°
B.投影仪的俯仰角度范围－30°～ ＋30°
C.投影仪能保持在所调节的位置
D.采用减速电机驱动(数量不限)
E.装置结构简单，稳定可靠
F.材料自选
请你完成以下任务：
答案　(1)A　(2)B
(3)(4)图a实现投影仪的左右转动功能，图b实现投影仪的上下转动功能。
(5)C
12.(2023·9月嘉兴基础测试)家中的阳光房(图a所示)夏天特别炎热，小马准备设计遮阳窗帘安装在室内房顶上。图b所示为阳光房顶面其中一格的示意图，由大小不同的铝合金管组成。
装置设计要求如下：
(a)窗帘打开、关闭时，装置运行平稳可靠
(b)安装在铝合金管的内侧
(c)窗帘收起后不能大幅度下垂
(d)用电机驱动，材料不限，只需画出一格的遮阳装置
请完成以下任务：
(1)画出设计草图(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)如图所示　(3)BC
①链轮链条结构
工作过程：电机正转，链轮带动链条，链条带动窗帘布展开，电机反转，链轮带动链条，链条带动窗帘布收拢
②电机拉绳结构
工作过程：拉绳电机正转，拉绳带动窗帘布展开，拉绳电机反转，卷筒在扭的作用下将窗帘布收拢在卷筒上。
③丝杆滑块结
电机带动螺杆转动，滑块带动折叠型的窗帘展开和收拢
④蜗轮蜗杆
13.(2023·10月天域联盟)如图a所示是学校食堂的电视机。小明在观看时发现，电视机角度无法调整，观看体验不佳，而且假期长期不使用时，容易积灰。小明想重新设计一个装置，将装在吊顶上的电视机安装到水泥楼板上，电视机通过背面的4个螺纹孔安装到该装置上。请你帮助小明设计该装置，具体要求如下：
A.长期不使用时，电视机能实现如图b所示向上升高1000 mm，隐藏在楼板和吊顶之间，整个装置均不露出在吊顶以下
B.电视机的俯仰角度范围0°～－30°
C.电视机能保持在所调节的位置
D.采用减速电机驱动(数量不限)
E.整个装置结构简单，具有一定的强度和稳定性
F.其余材料自选
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示，电视机可用简单线条表示，必要时可用文字说明)，简要说明方案的工作过程；
(2)在设计草图上标注主要尺寸；
答案　(1)(2)根据题意，需要设计升降结构和角度调节结构，升降结构可以设计成如图A结构，由电机驱动丝杆滑块实现升降功能，俯仰角调节结构设计为B结构如图，也通过电机驱动丝杆滑块实现俯仰角的调节。将A结构与B结构组合，就可以实现以上功能。
(3)A
14.(2023·10月浙南联盟)小明发现邻居家的车进小院时，每次都要先下车把大门打开然后再开进去，很不方便，于是想给大门设计一个电动遥控装置，通过减速电机带动大门打开和关闭。小明已在左右门扇的顶部分别焊上两片尾端带通孔(孔直径为8 mm)的钢板。请帮助小明设计钢板和电机之间的机械装置以实现大门的自动开关功能。装置设计要求如下：
(a)装置连接钢板带动门扇转动，且两门扇能同时向外打开
(b)在转动过程中，装置平稳可靠
(c)装置主体安装在上门槛底部
(d)采用一个减速电机驱动
(e)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(装置安装涉及的上门槛用线条表示，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；
答案　(1)(2)如图所示
(3)AD

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