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课时3　方案的构思过程——比较、权衡设计方案
任务　比较、权衡设计方案
对方案进行比较与权衡的过程是一个综合考虑的过程，各个指标并不是独立的，它们相互关联、互相制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件。
1.方案的比较
在构思形成多个方案之后，往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的和原则出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
2.方案的权衡
通过比较，明确各个方案对设计指标的符合程度。但是，要制订出最佳方案，还必须根据设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。
3.方案的细化
设计方案的细化是一个相对专业化的设计步骤。针对方案的细化应该从产品到制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑，以完善方案的构思。
重难点　方案的比较与权衡
在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评价和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
题目一般针对结构的稳定性、强度，连接方式。方案筛选时，一般要寻找不同方案之间的不同点。
例1 (2021年1月选考真题)如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
答案　A
解析　观察图A中的榫卯结构，不易竖直分开。构件1的燕尾槽，里侧窄，外侧宽，要求燕尾槽上面窄，下面宽。选项A符合要求。
变式训练1 如图所示的连接结构中，构件1和构件2结构相同，下列选项中关于构件1的结构合理的是(　　)
答案　B
解析　从图上看，构件1的榫头在下方，且上方需要空着与构件2匹配，选项B符合要求。
变式训练2 (2021年7月学考真题)如图所示的结构由3根相同的木档榫接而成。下列木档结构正确的是(　　)
答案　D
解析　由图可知3根木档结构相同，木档榫眼方向与榫头方向存在一个120度夹角，选项A、B错误；选项C无法在相同厚度木档上开榫眼，选项错误；选项D符合要求。
例2 (2021年7月选考真题)如图所示是一款钢索夹紧装置。为了提高夹紧的可靠性，需要增加一个连接件，下列方案中合理的是(　　)
答案　A
解析　提高夹紧的可靠性，也就是螺纹连接不能松动，要求螺母与连接件间使用平垫圈或弹簧垫圈，且螺栓直径一定。选项B、D的螺栓直径会变化，不符合要求；选项A具有垫圈功能，符合要求。
变式训练3 如图所示为一款活动扶手，扶手与支座之间通过两颗销钉连接。扶手水平放置时(如图甲)，扶手与支座之间连接牢固可靠，扶手前端能承受由上至下的力；翻折扶手时，只需将扶手往前方拉动，再向下翻下(如图乙)。以下扶手的设计方案中最合理的是(　　)
答案　B
解析　向前拉，则水平需要腰形槽，选项A和选项D错误；需要向下翻，则选项B正确。
变式训练4 小王想设计一个折叠凳，使用时呈水平状态，不用时凳面可翻转靠墙以节省空间。下列在墙面上固定连接件中最合理的是(　　)
答案　A
解析　选项B，上翻时不易固定；选项C和D容易下翻，选项A最合理。
例3 如图所示的太师椅，月牙扶手需要多根弧形圆木连接而成。小明准备在通用技术活动课制作一个如图所示的月牙扶手，连接处如图所示。从结构稳固角度分析，下列两根圆木连接结构中，合理的是(　　)
答案　B
解析　结构要稳固，圆木连接从结构定位的可靠性方面分析可排除C，D，从结构强度的可靠性方面分析，选项A的强度差，选项B的强度更好。所以选B。
变式训练5 (2022年1月学考真题)小明准备在通用技术活动课制作一个如图所示的木梯，从结构稳固程度分析，下列立柱与横档的连接结构中，合理的是(　　)
答案　A
解析　木梯在使用时，脚踩到横档上，选项B、D中的横档会顺着滑槽滑动与立柱分离，所以排除B、D选项；由于人踩在横档上，榫头处的主要受力方向与立柱长度轴线方向平行，且C选项中榫头在该方向上的厚度比选项A在该方向上的厚度薄，所以C选项排除。选项A正确。例4 如图所示的机械装置，要求带轮顺时针转动时，滑块能左右做往复运动，图中1、2、3为连接点，以下连接机构的设计中合理的是(　　)
答案　A
解析　将转动转换为平动，带轮带动滑块运动，2点做圆周运动，使用腰形槽连接2点可在腰形槽中上下移动，将圆周运动转换为滑块平动，选项A符合要求。
变式训练6 小明构思了下列悬吊式抓取机构的方案，其中在力F作用下，不能将工件夹紧的是(　　)
答案　C
解析　选项A结构采用铰连接，在力F的作用下，构件上端绕支点往左、右(内)转动，使得构件的下端往相反(右、左)方向运动，从而夹紧工件，起到抓取的目的；选项B采用铰连接，抓取构件受弯，夹紧工件；选项C所示的抓取机构，在力F的作用下，夹持工件的两个夹爪会左右松开，作用在工件两边的构件不能有效的往内夹持；选项D在力F的作用下，横向构件可以往上运动，横向构件受拉，使得夹持工件的构件往内夹持，受弯。
例5 (2022年6月选考真题)小明在通用技术实践课中设计了一把如图所示的平口手钳。钳把之间铰连接，钳口与钳把通过销轴相连，四个销轴孔到铰连接孔的距离相等。当松开与夹紧钳把时钳口平行开合。下列四种钳口结构方案中，合理的是(　　)
答案　A
解析　钳口只沿y轴移动，而钳把转动时，销轴1、2是沿xy两个方向移动，所以要在x方向上做出补偿，把x方向的移动抵消掉，因此用A就可以(销轴2可以在腰形槽里滑动，就是沿x方向移动)。
变式训练7 小红想给小区的车库门口设计一个栏杆，由电机带动杆1和杆2运动，小红想实现杆2在上升和下降过程中都呈水平状态，以下四个方案中合理的有(　　)
A.②④ B.②③
C.①③ D.②③④
答案　B
解析　关键是构成平行四边形。
变式训练8 如图所示的冲压装置，电机轴带动曲柄转动，并通过连杆1、摆杆、连杆2带动压杆反复冲压，冲压过程中压杆受到阻力P并始终保持竖直。下列连杆2(虚线框处)的设计方案中最合理的是(　　)
答案　A
解析　要保持压杆竖直，因此连接处要形成一个平行四边形结构，A满足条件。
1.下列抽屉侧板的连接方式中，最不牢固的是(　　)
答案　A
解析　A.铁钉连接木材，纵向连接力最差。
2.构件1和构件2形成如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
答案　D
解析　榫接方案的题目关键在于抓住结构细节，比如榫头、榫眼的结构。如下图，D选项中的阴影区域刚好和构件1给出的阴影区域形状匹配。连接时，只需要将构件1转到合适方位，然后按图示箭头方向插入至构件2。
3.小明参加了赛车模型制作比赛，发现电机只能驱动后轮。为了实现前后轮同步转动的功能，设计了以下四种方案，其中不能实现该功能的是(　　)
答案　D
解析　D项两圆盘的转动方向相反。
4.如图所示是使用15 mm厚的多层板设计的便携式木质小凳的方案(侧面图1)，经再三研究发现该方案在收纳时，无法达到预想的效果(侧面图2)。于是提出了如下四种改进方案，合理的是(　　)
答案　D
解析　关键需要收拢后重叠在一起，选项D符合要求。
5.小明想用方木条制作两个相同的俯卧撑支架，木条间采用榫卯连接。下列是其中一个支架的四种设计方案，从强度角度考虑，其中最合理的是(　　)
答案　A
解析　从强度角度考虑，最合理的为A选项。
6.如图所示的杠铃，为了方便增减杠铃片，下列设计方案中最合理的是(　　)
答案　C
解析　A、C方案中杠铃片有三孔设计，增减杠铃片时，能够更方便抓取杠铃片。B、D方案中没有三孔抓取设计，可排除。B方案用六角螺栓连接，在增减杠铃片时需要使用扳手，不方便徒手操作。A方案在操作时，由于螺杆较长，需要转动手拧螺母圈数多，则不方便。而C方案利用手拧紧定螺钉固定 操作更快捷。(本题虽然选的C方案，但从现实使用情况来看，A方案使用的较多，所以设计时应该还会考虑其他更多因素)。
一、基础巩固篇
1.小刘设计了如图甲所示的可折叠木质挂钩，安装在墙上使用，最大可展开至如图乙所示位置。活动木条连接处的结构示意图应当是(　　)
答案　C
解析　孔需要在圆弧的圆心处，方可以转动；翻到一定角度需要固定，两者相结合选项C符合要求。
2.小明构思了下列高脚椅方案，从结构强度和方便叠放的角度考虑，最合理的是(　　)
答案　A
解析　BD不方便叠放。左右加强杆下面已经有了，上方需要加强，椅面和支架一般是螺栓连接，不能作为支架的加强部分，所以选A。
3.如图所示的木窗，外框由网格木条连接而成，边条A末端的结构如图所示，则边条B末端的结构应该是(　　)
答案　A
解析　翻转后相匹配。选项A正确。
4.如图所示毛巾架(两边各缺一个与墙面连接的转动底座)，现要实现90度转动，不使用时能翻转靠在竖直墙面上，使用时能水平牢固放置，下列转动底座方案最合理的是(　　)
答案　B
解析　A不能水平牢固放置，B不使用时能翻转靠在竖直墙面上，使用时能水平牢固放置，C不能水平牢固放置，D不能水平牢固放置。故选B。
5.为了夹持圆柱形管件，小明设计了以下四种方案，其中可实现可靠夹持的是(　　)
答案　C
解析　C方案手柄处开一个孔方便加持处开合，又能实现功能。
6.如图所示为我国传统木桌中常采用的粽角榫，已知构件1和构件2的结构，下列关于构件3的结构草图中合理的是(　　)
答案　B
解析　构件1上表面的榫眼可见，说明榫眼上下是通的，因此，构件3上面与之对应的榫头应该较长；构件2下表面的榫眼可见，上表面的不可见，说明榫眼上下是不通的，因此，构件3上面与之对应的榫头应该较短；再结合榫眼的方位来看，B符合题目的要求。故选B。
7.某商场安全通道双开门，推开任意一扇门，另一扇门也会同时打开。门的轴与连杆为刚连接，连杆与连杆之间为铰连接。下列方案中能实现双开门功能的是(　　)
答案　C
解析　门的轴与连杆为刚连接，当某一扇门打开时会带动连杆同步运动，另一扇门同步打开，选项C符合要求。
8.如图甲所示的榫卯结构，它由三根加工过的木条组成，其中木条③的结构如图乙所示，从结构强度和稳定性的角度分析，下列关于木条①的设计方案中，最合理的是(　　)
答案　C
解析　从图上可知木条①和②结构相同，安装方向相同，结合木条③，选项C符合要求。
9.如图所示是一种可伸缩的支架，支架与槽钢连接，通过槽钢安装到墙壁上，使用时支架的伸缩可以连续调节。现需要在槽钢侧边上设计与支架连接部分的结构，下列侧边(只画出其中一侧)的设计中，方案最合理的是(　　)
答案　B
解析　可伸缩，要求一端固定，另一端沿着腰形槽滑动，选项B正确。
10.小明构思了下列插接式小凳子方案，其中结构强度和稳定性最好的是(　　)
答案　A
解析　从选项可知，采用头肩结构＋插接的连接方式稳固性最好，故选A方案。方案构思题型需要在现实生活中多观察、多动手、多思考，注意结构之间的区别，结构不同功能不同。
11.如图所示的两木板连接结构中，宜采用的结构是(　　)
答案　B
解析　选项B采用燕尾榫，强度最大。
12.小明准备将一木质广告牌固定安装到立柱上，广告牌正面要保持平整，广告牌背面长方形区域为连接件安装区域，以下连接件的设计不能实现安装要求的是(　　)
答案　B
解析　B选项，螺栓无法装入腰形孔，所以无法安装。
13.如图是小明设计的一把手钳，为了实现夹紧或松开左右手柄时，两个钳口能平行开合。a处和b处还需要一个连接件，以下连接件最合理的是(　　)
答案　A
解析　当ab之间距离不变时能实现两个钳口平行开合。
14.小明设计了以下四种压紧机构的方案，通过操作手柄升降压杆，合理的是(　　)
答案　C
解析　A和B选项，装置会卡死；D选项，压杆压不下去；所以选C。
15.如图所示是小明设计的一种简易冲压机模型。电机转轴带动驱动轮，驱动轮带动连杆(图中连杆未画出，连杆分别与销轴1、销轴2、销轴3连接)，使冲压杆在冲压槽中做上下往复运动。下列冲压机连杆设计合理的是(　　)
答案　B
解析　销轴2是固定转轴，销轴3做圆周运动，通过腰形槽将圆周运动转换为冲压杆的上下运动，选项B正确。
16.小明在家中搞卫生，搞完卫生后发现木质把手拖把不能悬挂起来，于是他在家中找了圆头木螺钉，用螺丝刀把螺钉拧到了把手上方(如图1所示)，用于悬挂拖把，螺钉的相关尺寸如图2所示。小明设计一个连接件，用来把拖把悬挂在墙上，以下方案最合理的是(　　)
答案　B
解析　选项B最不容易掉落。
17.如图所示是某传动机构。主动轴由电动机提供动力带动圆轮甲转动，通过连接件带动条状构件乙在水平方向做往返运动，下列有关连接件设计方案中最合理的是(　　)
答案　A
解析　将甲的转动转换为乙的移动，中间轴为固定转轴，甲中的轴需要使用腰形槽将上下分力去除，选项A符合要求。
18.如图为储物柜盖板打开和合上时的示意图，右侧板上的连接件正确的是(　　)
答案　D
解析　两个轴一个转轴，一个限位轴，选项D符合要求。
二、素养提升篇
1.如图所示是一传动机构，曲柄与传动杆1、传动杆2之间通过一个连杆(虚线框处)连接。转动手柄，曲柄通过连杆带动传动杆1、传动杆2运动，从而带动转盘小幅来回转动。下列关于连杆的设计方案中合理的是(　　)
答案　B
解析　利用垂直腰形槽，将上下分力去除，留下水平分力，选项B正确。
2.如图所示为热熔胶枪，按动扳机可使滑块前移，松开扳机后，在拉簧的拉力作用下滑块后移，扳机复位。下列胶枪内部结构方案最合理的是(　　)
答案　C
解析　拉簧在拉力作用下滑块后移，选项A和选项D可以排除，选项B滑块和扳机用拉簧连接，拉簧不能提供滑块和扳机复位的力。
3.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
答案　B
解析　根据题图a构件1和构件2的连接方式，可在图b中描绘出构件2的大致结构，根据此形状再翻转到选项位置，即可选出正确选项B。
4.如图a所示是安全瓶盖的结构示意图。安全瓶盖由内盖和外盖构成，内盖和外盖之间设有棘齿。只有在外盖上加较大的压力旋转时，才能打开瓶盖；盖紧瓶盖时，仅需施加较小的力。如图b所示是外盖的内部结构图。小明构思了下列内盖结构的设计方案，其中合理的是(　　)
答案　A
解析　观察题图b中的结构，外盖内部中间有弹性体，不施加外力时，内盖与外盖棘齿之间不接触。观察选项BD，棘齿之间没有重叠，无法打开瓶盖。AC选项加压后，棘齿可以解除。观察瓶口螺纹的方向，可以看出顺时针方向旋转是旋紧瓶盖的。题设要求“只有在外盖上加较大的压力旋转时，才能打开瓶盖。”而旋紧瓶盖时，本身就需要施加一定的压紧的力，故旋开的方向需要一定的倾斜度，才能在施加较大压力的情况下开盖。再关联瓶口螺纹的方向，可以得出选项。
5.小明同学在设计赛车模型时，被转弯控制难住了。如图1是赛车底盘，遥控器可以控制舵机的舵盘顺时针或逆时针转动。车轮固定在支架上，支架通过销轴1与连杆连接并通过销轴2固定在底盘上。详细结构如图2所示。要求舵盘正转或反转时能带动两个前轮均绕着销轴2同步正转或反转，从而实现转弯功能。小明设计了以下四种舵盘和连杆的连接装置，下列设计合理的是(　　)
答案　A
解析　要求舵盘正转或反转时能带动两个前轮均绕着销轴2同步正转或反转，连接装置与连杆的连接应为圆孔，与舵盘传动杆的连接应为竖向长孔。
6.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
答案　C
解析　主要抓住构件1顶部a平面与构件2的空隙部分的匹配性。
7.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
答案　B
解析　先根据a处长方形大小排除A选项，再根据b处八字形排除C、D选项，B正确。
8.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示，下列构件2的方案中正确的是(　　)
答案　C
解析　本题考查方案筛选。由题图可见，构件1榫接处上面部分有卯孔(凹槽)，故构件2榫接处上面是榫(凸起)。又因榫接部分靠近边界，故选C。
9.如图所示，下列4个零件中，能与零件甲和零件乙、插销丙榫接成一个整体的是(　　)
答案　A
解析　根据甲结构判断出B、D结构是错误的，观察插销丙与甲的连接结构可判断出C是错误的。故选A。
10.要制作如图所示三根一样的构件榫接而成的连接结构，合理的是(　　)
答案　A
11.如图所示按钮的内部结构方案中，可实现按下按钮接通电路，松开按钮断开电路的是(　　)
答案　B
解析　A和D的结构按下断开电路，松开接通电路；C的结构按下与下面触点接通，松开与上面触点接通；B的结构按下接通电路，松开断开电路，与题意相符合。故答案选B。
12.小明构思了下列木质插接式电脑显示器增高底座，其中结构强度和稳定性最好的是(　　)
答案　C
解析　中间的木板竖放比横放强度大，板上制作榫眼的同时也要保证强度，综合考虑C方案最合理。
13.小明要安装一扇大的铁门，他用三片合页与门框相连接，下列四种合页安装的方案中，你认为最合理的是(　　)
答案　B
解析　门上部合页受的力比下部合页受的力要大，所以上部装的合页数量比下部多。故选B。
14.学校准备在大门外砖墙上装饰国旗(如图所示)。旗杆尾部无通孔，要求旗杆与墙壁形成一定角度，易于安装，连接可靠，且不破坏旗杆。下列设计方案最合理的是(　　)
答案　D
解析　D中不同方向的腰形槽方便调节水平位置，螺纹孔固定旗杆方便。故选D。
15.安全钳是箱式电梯的重要部件，小明对其主体结构构思了下列四种方案，其中导轨均与墙体固定。当轿厢下行速度太快时，传动机构纵向拉拽两根黑色杆，将轿厢急停在导轨上。最合理的是(　　)
答案　A
解析　B，C选项的操作都会让轿厢的左右钳体与导轨之间间隙更加宽裕，不利于急停；D选项，拉动黑色杆虽然会加大轿厢与导轨间的压力，增大摩擦，但是因为用力方向和运动方向下行方向相同，效果上肯定没有A选项好，故选A。
16.小明制作了海豹顶球模型，如图甲所示是该同学制作的模型正面及背部示意图，其中海豹图形已和展示木板粘接，模型板上已钻好6通孔，背面的顶球杆限位导轨装置也已完成，球杆可以上下活动顶球，小明接下来要构思顶球模型和摇柄(如图乙所示)的连接件，通过摇动手柄实现球杆上下动作，下列方案中可行的是(　　)
答案　A
解析　根据图乙摇柄上缺口的形状，应与A、B的孔匹配；要使球上下运动，则轮子应采用凸轮外形，故选A。
17.如图所示是一抓取机构，曲柄在电机的带动下连续旋转。现请你设计一个滑块，使滑块在连杆的带动下在滑槽上左右滑动，滑块左右滑动带动针脚按滑槽上的L形槽来回移动。下列滑块设计方案中最合理的是(　　)
答案　C
解析　根据抓取机构结构图，可推断出C方案，故选C。
18.如图所示的榫卯结构由甲、乙两部分构成，其中甲的结构如图所示，则乙的结构是下列哪个(　　)
答案　D
19.某支撑横截面相等的钢梁结构中，梁的中间和两端同时受到力F的作用，下列是四种支撑方案，从强度角度考虑，较合理的是(　　)
答案　B
解析　从强度考虑，B中的梁采用“工”字型的结构强度最大。故选B。
20.如图所示为某传动机构的示意图，电机通过D字形转轴带动主动轮逆时针转动，主动轮带动链条、链条带动从动轮逆时针转动。使用一段时间后，链条会变长，容易产生打滑现象，从而影响传动性能。小明设计了以下四种方案，能实现链条变长后自动张紧功能的是(　　)
答案　D
解析　因为D字形转轴带动主动轮转动，所以D字形转轴和主动轮为刚连接，若转轴转动，A、B、C的张紧轮都会随着摆臂甩动，损坏整个传动装置。
21.如图所示的卡扣式灯泡与螺纹式灯座无法匹配，需要通过螺纹转卡口转换器解决问题。为防止顺时针(如图)握住灯泡拧紧时造成转换器从螺纹式灯座中旋出，以及转换器与灯泡之间装配的可靠性，以下方案最合理的是(　　)
答案　B
解析　转换器方案的要求是防止顺时针握住灯泡拧紧时造成转换器从螺纹式灯座中旋出，以及转换器与灯泡之间装配的可靠性。灯泡逆时针旋入，排除C，D。灯座有弹簧片，灯泡旋入后在弹簧作用下向下。所以选B。(共72张PPT)
第四章　方案的构思及方法
课时3　方案的构思过程——比较、权衡设计方案
目 录
CONTENTS
任务清单与知识构建
01
案例导学厘清重难点
02
随堂达标检测
03
课时分层训练
04
任务清单与知识构建
1
任务　比较、权衡设计方案
对方案进行比较与权衡的过程是一个综合考虑的过程，各个指标并不是独立的，它们相互关联、互相制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件。
1.方案的比较
在构思形成多个方案之后，往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的和原则出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
2.方案的权衡
通过比较，明确各个方案对设计指标的符合程度。但是，要制订出最佳方案，还必须根据设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。
3.方案的细化
设计方案的细化是一个相对专业化的设计步骤。针对方案的细化应该从产品到制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑，以完善方案的构思。
案例导学厘清重难点
2
重难点　方案的比较与权衡
在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评价和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
题目一般针对结构的稳定性、强度，连接方式。方案筛选时，一般要寻找不同方案之间的不同点。
例1 (2021年1月选考真题)如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
解析　观察图A中的榫卯结构，不易竖直分开。构件1的燕尾槽，里侧窄，外侧宽，要求燕尾槽上面窄，下面宽。选项A符合要求。
A
变式训练1 如图所示的连接结构中，构件1和构件2结构相同，下列选项中关于构件1的结构合理的是(　　)
解析　从图上看，构件1的榫头在下方，且上方需要空着与构件2匹配，选项B符合要求。
B
变式训练2 (2021年7月学考真题)如图所示的结构由3根相同的木档榫接而成。下列木档结构正确的是(　　)
解析　由图可知3根木档结构相同，木档榫眼方向与榫头方向存在一个120度夹角，选项A、B错误；选项C无法在相同厚度木档上开榫眼，选项错误；选项D符合要求。
D
例2 (2021年7月选考真题)如图所示是一款钢索夹紧装置。为了提高夹紧的可靠性，需要增加一个连接件，下列方案中合理的是(　　)
解析　提高夹紧的可靠性，也就是螺纹连接不能松动，要求螺母与连接件间使用平垫圈或弹簧垫圈，且螺栓直径一定。选项B、D的螺栓直径会变化，不符合要求；选项A具有垫圈功能，符合要求。
A
变式训练3 如图所示为一款活动扶手，扶手与支座之间通过两颗销钉连接。扶手水平放置时(如图甲)，扶手与支座之间连接牢固可靠，扶手前端能承受由上至下的力；翻折扶手时，只需将扶手往前方拉动，再向下翻下(如图乙)。以下扶手的设计方案中最合理的是(　　)
解析　向前拉，则水平需要腰形槽，选项A和选项D错误；需要向下翻，则选项B正确。
B
变式训练4 小王想设计一个折叠凳，使用时呈水平状态，不用时凳面可翻转靠墙以节省空间。下列在墙面上固定连接件中最合理的是(　　)
解析　选项B，上翻时不易固定；选项C和D容易下翻，选项A最合理。
A
例3 如图所示的太师椅，月牙扶手需要多根弧形圆木连接而成。小明准备在通用技术活动课制作一个如图所示的月牙扶手，连接处如图所示。从结构稳固角度分析，下列两根圆木连接结构中，合理的是(　　)
解析　结构要稳固，圆木连接从结构定位的可靠性方面分析可排除C，D，从结构强度的可靠性方面分析，选项A的强度差，选项B的强度更好。所以选B。
B
变式训练5 (2022年1月学考真题)小明准备在通用技术活动课制作一个如图所示的木梯，从结构稳固程度分析，下列立柱与横档的连接结构中，合理的是(　　)
解析　木梯在使用时，脚踩到横档上，选项B、D中的横档会顺着滑槽滑动与立柱分离，所以排除B、D选项；由于人踩在横档上，榫头处的主要受力方向与立柱长度轴线方向平行，且C选项中榫头在该方向上的厚度比选项A在该方向上的厚度薄，所以C选项排除。选项A正确。
A
例4 如图所示的机械装置，要求带轮顺时针转动时，滑块能左右做往复运动，图中1、2、3为连接点，以下连接机构的设计中合理的是(　　)
解析　将转动转换为平动，带轮带动滑块运动，2点做圆周运动，使用腰形槽连接2点可在腰形槽中上下移动，将圆周运动转换为滑块平动，选项A符合要求。
A
C
解析　选项A结构采用铰连接，在力F的作用下，构件上端绕支点往左、右(内)转动，使得构件的下端往相反(右、左)方向运动，从而夹紧工件，起到抓取的目的；选项B采用铰连接，抓取构件受弯，夹紧工件；选项C所示的抓取机构，在力F的作用下，夹持工件的两个夹爪会左右松开，作用在工件两边的构件不能有效的往内夹持；选项D在力F的作用下，横向构件可以往上运动，横向构件受拉，使得夹持工件的构件往内夹持，受弯。
例5 (2022年6月选考真题)小明在通用技术实践课中设计了一把如图所示的平口手钳。钳把之间铰连接，钳口与钳把通过销轴相连，四个销轴孔到铰连接孔的距离相等。当松开与夹紧钳把时钳口平行开合。下列四种钳口结构方案中，合理的是(　　)
A
解析　钳口只沿y轴移动，而钳把转动时，销轴1、2是沿xy两个方向移动，所以要在x方向上做出补偿，把x方向的移动抵消掉，因此用A就可以(销轴2可以在腰形槽里滑动，就是沿x方向移动)。
变式训练7 小红想给小区的车库门口设计一个栏杆，由电机带动杆1和杆2运动，小红想实现杆2在上升和下降过程中都呈水平状态，以下四个方案中合理的有(　　)
解析　关键是构成平行四边形。
B
A.②④ B.②③
C.①③ D.②③④
变式训练8 如图所示的冲压装置，电机轴带动曲柄转动，并通过连杆1、摆杆、连杆2带动压杆反复冲压，冲压过程中压杆受到阻力P并始终保持竖直。下列连杆2(虚线框处)的设计方案中最合理的是(　　)
解析　要保持压杆竖直，因此连接处要形成一个平行四边形结构，A满足条件。
A
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3
A
解析　A.铁钉连接木材，纵向连接力最差。
2.构件1和构件2形成如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
D
解析　榫接方案的题目关键在于抓住结构细节，比如榫头、榫眼的结构。如下图，D选项中的阴影区域刚好和构件1给出的阴影区域形状匹配。连接时，只需要将构件1转到合适方位，然后按图示箭头方向插入至构件2。
D
解析　D项两圆盘的转动方向相反。
4.如图所示是使用15 mm厚的多层板设计的便携式木质小凳的方案(侧面图1)，经再三研究发现该方案在收纳时，无法达到预想的效果(侧面图2)。于是提出了如下四种改进方案，合理的是(　　)
D
解析　关键需要收拢后重叠在一起，选项D符合要求。
5.小明想用方木条制作两个相同的俯卧撑支架，木条间采用榫卯连接。下列是其中一个支架的四种设计方案，从强度角度考虑，其中最合理的是(　　)
A
解析　从强度角度考虑，最合理的为A选项。
6.如图所示的杠铃，为了方便增减杠铃片，下列设计方案中最合理的是(　　)
C
解析　A、C方案中杠铃片有三孔设计，增减杠铃片时，能够更方便抓取杠铃片。B、D方案中没有三孔抓取设计，可排除。B方案用六角螺栓连接，在增减杠铃片时需要使用扳手，不方便徒手操作。A方案在操作时，由于螺杆较长，需要转动手拧螺母圈数多，则不方便。而C方案利用手拧紧定螺钉固定 操作更快捷。(本题虽然选的C方案，但从现实使用情况来看，A方案使用的较多，所以设计时应该还会考虑其他更多因素)。
4
课时分层训练
基础巩固篇
素养提升篇
1.小刘设计了如图甲所示的可折叠木质挂钩，安装在墙上使用，最大可展开至如图乙所示位置。活动木条连接处的结构示意图应当是(　　)
C
解析　孔需要在圆弧的圆心处，方可以转动；翻到一定角度需要固定，两者相结合选项C符合要求。
2.小明构思了下列高脚椅方案，从结构强度和方便叠放的角度考虑，最合理的是(　　)
A
解析　BD不方便叠放。左右加强杆下面已经有了，上方需要加强，椅面和支架一般是螺栓连接，不能作为支架的加强部分，所以选A。
3.如图所示的木窗，外框由网格木条连接而成，边条A末端的结构如图所示，则边条B末端的结构应该是(　　)
A
解析　翻转后相匹配。选项A正确。
4.如图所示毛巾架(两边各缺一个与墙面连接的转动底座)，现要实现90度转动，不使用时能翻转靠在竖直墙面上，使用时能水平牢固放置，下列转动底座方案最合理的是(　　)
B
解析　A不能水平牢固放置，B不使用时能翻转靠在竖直墙面上，使用时能水平牢固放置，C不能水平牢固放置，D不能水平牢固放置。故选B。
5.为了夹持圆柱形管件，小明设计了以下四种方案，其中可实现可靠夹持的是(　　)
C
解析　C方案手柄处开一个孔方便加持处开合，又能实现功能。
6.如图所示为我国传统木桌中常采用的粽角榫，已知构件1和构件2的结构，下列关于构件3的结构草图中合理的是(　　)
B
解析　构件1上表面的榫眼可见，说明榫眼上下是通的，因此，构件3上面与之对应的榫头应该较长；构件2下表面的榫眼可见，上表面的不可见，说明榫眼上下是不通的，因此，构件3上面与之对应的榫头应该较短；再结合榫眼的方位来看，B符合题目的要求。故选B。
7.某商场安全通道双开门，推开任意一扇门，另一扇门也会同时打开。门的轴与连杆为刚连接，连杆与连杆之间为铰连接。下列方案中能实现双开门功能的是(　　)
C
解析　门的轴与连杆为刚连接，当某一扇门打开时会带动连杆同步运动，另一扇门同步打开，选项C符合要求。
8.如图甲所示的榫卯结构，它由三根加工过的木条组成，其中木条③的结构如图乙所示，从结构强度和稳定性的角度分析，下列关于木条①的设计方案中，最合理的是(　　)
C
解析　从图上可知木条①和②结构相同，安装方向相同，结合木条③，选项C符合要求。
9.如图所示是一种可伸缩的支架，支架与槽钢连接，通过槽钢安装到墙壁上，使用时支架的伸缩可以连续调节。现需要在槽钢侧边上设计与支架连接部分的结构，下列侧边(只画出其中一侧)的设计中，方案最合理的是(　　)
B
解析　可伸缩，要求一端固定，另一端沿着腰形槽滑动，选项B正确。
10.小明构思了下列插接式小凳子方案，其中结构强度和稳定性最好的是(　　)
A
解析　从选项可知，采用头肩结构＋插接的连接方式稳固性最好，故选A方案。方案构思题型需要在现实生活中多观察、多动手、多思考，注意结构之间的区别，结构不同功能不同。
11.如图所示的两木板连接结构中，宜采用的结构是(　　)
B
解析　选项B采用燕尾榫，强度最大。
12.小明准备将一木质广告牌固定安装到立柱上，广告牌正面要保持平整，广告牌背面长方形区域为连接件安装区域，以下连接件的设计不能实现安装要求的是(　　)
B
解析　B选项，螺栓无法装入腰形孔，所以无法安装。
A
13.如图是小明设计的一把手钳，为了实现夹紧或松开左右手柄时，两个钳口能平行开合。a处和b处还需要一个连接件，以下连接件最合理的是(　　)
解析　当ab之间距离不变时能实现两个钳口平行开合。
14.小明设计了以下四种压紧机构的方案，通过操作手柄升降压杆，合理的是(　　)
C
解析　A和B选项，装置会卡死；D选项，压杆压不下去；所以选C。
15.如图所示是小明设计的一种简易冲压机模型。电机转轴带动驱动轮，驱动轮带动连杆(图中连杆未画出，连杆分别与销轴1、销轴2、销轴3连接)，使冲压杆在冲压槽中做上下往复运动。下列冲压机连杆设计合理的是(　　)
B
解析　销轴2是固定转轴，销轴3做圆周运动，通过腰形槽将圆周运动转换为冲压杆的上下运动，选项B正确。
16.小明在家中搞卫生，搞完卫生后发现木质把手拖把不能悬挂起来，于是他在家中找了圆头木螺钉，用螺丝刀把螺钉拧到了把手上方(如图1所示)，用于悬挂拖把，螺钉的相关尺寸如图2所示。小明设计一个连接件，用来把拖把悬挂在墙上，以下方案最合理的是(　　)
B
解析　选项B最不容易掉落。
A
17.如图所示是某传动机构。主动轴由电动机提供动力带动圆轮甲转动，通过连接件带动条状构件乙在水平方向做往返运动，下列有关连接件设计方案中最合理的是(　　)
解析　将甲的转动转换为乙的移动，中间轴为固定转轴，甲中的轴需要使用腰形槽将上下分力去除，选项A符合要求。
D
18.如图为储物柜盖板打开和合上时的示意图，右侧板上的连接件正确的是(　　)
解析　两个轴一个转轴，一个限位轴，选项D符合要求。
1.如图所示是一传动机构，曲柄与传动杆1、传动杆2之间通过一个连杆(虚线框处)连接。转动手柄，曲柄通过连杆带动传动杆1、传动杆2运动，从而带动转盘小幅来回转动。下列关于连杆的设计方案中合理的是(　　)
B
解析　利用垂直腰形槽，将上下分力去除，留下水平分力，选项B正确。
C
2.如图所示为热熔胶枪，按动扳机可使滑块前移，松开扳机后，在拉簧的拉力作用下滑块后移，扳机复位。下列胶枪内部结构方案最合理的是(　　)
解析　拉簧在拉力作用下滑块后移，选项A和选项D可以排除，选项B滑块和扳机用拉簧连接，拉簧不能提供滑块和扳机复位的力。
B
3.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
解析　根据题图a构件1和构件2的连接方式，可在图b中描绘出构件2的大致结构，根据此形状再翻转到选项位置，即可选出正确选项B。
A
4.如图a所示是安全瓶盖的结构示意图。安全瓶盖由内盖和外盖构成，内盖和外盖之间设有棘齿。只有在外盖上加较大的压力旋转时，才能打开瓶盖；盖紧瓶盖时，仅需施加较小的力。如图b所示是外盖的内部结构图。小明构思了下列内盖结构的设计方案，其中合理的是(　　)
解析　观察题图b中的结构，外盖内部中间有弹性体，不施加外力时，内盖与外盖棘齿之间不接触。观察选项BD，棘齿之间没有重叠，无法打开瓶盖。AC选项加压后，棘齿可以解除。观察瓶口螺纹的方向，可以看出顺时针方向旋转是旋紧瓶盖的。题设要求“只有在外盖上加较大的压力旋转时，才能打开瓶盖。”而旋紧瓶盖时，本身就需要施加一定的压紧的力，故旋开的方向需要一定的倾斜度，才能在施加较大压力的情况下开盖。再关联瓶口螺纹的方向，可以得出选项。
A
5.小明同学在设计赛车模型时，被转弯控制难住了。如图1是赛车底盘，遥控器可以控制舵机的舵盘顺时针或逆时针转动。车轮固定在支架上，支架通过销轴1与连杆连接并通过销轴2固定在底盘上。详细结构如图2所示。要求舵盘正转或反转时能带动两个前轮均绕着销轴2同步正转或反转，从而实现转弯功能。小明设计了以下四种舵盘和连杆的连接装置，下列设计合理的是(　　)
解析　要求舵盘正转或反转时能带动两个前轮均绕着销轴2同步正转或反转，连接装置与连杆的连接应为圆孔，与舵盘传动杆的连接应为竖向长孔。
C
6.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
解析　主要抓住构件1顶部a平面与构件2的空隙部分的匹配性。
B
7.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
解析　先根据a处长方形大小排除A选项，再根据b处八字形排除C、D选项，B正确。
C
8.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示，下列构件2的方案中正确的是(　　)
解析　本题考查方案筛选。由题图可见，构件1榫接处上面部分有卯孔(凹槽)，故构件2榫接处上面是榫(凸起)。又因榫接部分靠近边界，故选C。
A
9.如图所示，下列4个零件中，能与零件甲和零件乙、插销丙榫接成一个整体的是(　　)
解析　根据甲结构判断出B、D结构是错误的，观察插销丙与甲的连接结构可判断出C是错误的。故选A。
A
10.要制作如图所示三根一样的构件榫接而成的连接结构，合理的是(　　)
B
11.如图所示按钮的内部结构方案中，可实现按下按钮接通电路，松开按钮断开电路的是(　　)
解析　A和D的结构按下断开电路，松开接通电路；C的结构按下与下面触点接通，松开与上面触点接通；B的结构按下接通电路，松开断开电路，与题意相符合。故答案选B。
C
12.小明构思了下列木质插接式电脑显示器增高底座，其中结构强度和稳定性最好的是(　　)
解析　中间的木板竖放比横放强度大，板上制作榫眼的同时也要保证强度，综合考虑C方案最合理。
B
13.小明要安装一扇大的铁门，他用三片合页与门框相连接，下列四种合页安装的方案中，你认为最合理的是(　　)
解析　门上部合页受的力比下部合页受的力要大，所以上部装的合页数量比下部多。故选B。
D
14.学校准备在大门外砖墙上装饰国旗(如图所示)。旗杆尾部无通孔，要求旗杆与墙壁形成一定角度，易于安装，连接可靠，且不破坏旗杆。下列设计方案最合理的是(　　)
解析　D中不同方向的腰形槽方便调节水平位置，螺纹孔固定旗杆方便。故选D。
A
15.安全钳是箱式电梯的重要部件，小明对其主体结构构思了下列四种方案，其中导轨均与墙体固定。当轿厢下行速度太快时，传动机构纵向拉拽两根黑色杆，将轿厢急停在导轨上。最合理的是(　　)
解析　B，C选项的操作都会让轿厢的左右钳体与导轨之间间隙更加宽裕，不利于急停；D选项，拉动黑色杆虽然会加大轿厢与导轨间的压力，增大摩擦，但是因为用力方向和运动方向下行方向相同，效果上肯定没有A选项好，故选A。
A
解析　根据图乙摇柄上缺口的形状，应与A、B的孔匹配；要使球上下运动，则轮子应采用凸轮外形，故选A。
C
17.如图所示是一抓取机构，曲柄在电机的带动下连续旋转。现请你设计一个滑块，使滑块在连杆的带动下在滑槽上左右滑动，滑块左右滑动带动针脚按滑槽上的L形槽来回移动。下列滑块设计方案中最合理的是(　　)
解析　根据抓取机构结构图，可推断出C方案，故选C。
D
18.如图所示的榫卯结构由甲、乙两部分构成，其中甲的结构如图所示，则乙的结构是下列哪个(　　)
B
19.某支撑横截面相等的钢梁结构中，梁的中间和两端同时受到力F的作用，下列是四种支撑方案，从强度角度考虑，较合理的是(　　)
解析　从强度考虑，B中的梁采用“工”字型的结构强度最大。故选B。
D
20.如图所示为某传动机构的示意图，电机通过D字形转轴带动主动轮逆时针转动，主动轮带动链条、链条带动从动轮逆时针转动。使用一段时间后，链条会变长，容易产生打滑现象，从而影响传动性能。小明设计了以下四种方案，能实现链条变长后自动张紧功能的是(　　)
解析　因为D字形转轴带动主动轮转动，所以D字形转轴和主动轮为刚连接，若转轴转动，A、B、C的张紧轮都会随着摆臂甩动，损坏整个传动装置。
B
21.如图所示的卡扣式灯泡与螺纹式灯座无法匹配，需要通过螺纹转卡口转换器解决问题。为防止顺时针(如图)握住灯泡拧紧时造成转换器从螺纹式灯座中旋出，以及转换器与灯泡之间装配的可靠性，以下方案最合理的是(　　)
解析　转换器方案的要求是防止顺时针握住灯泡拧紧时造成转换器从螺纹式灯座中旋出，以及转换器与灯泡之间装配的可靠性。灯泡逆时针旋入，排除C，D。灯座有弹簧片，灯泡旋入后在弹簧作用下向下。所以选B。课时3　方案的构思过程——比较、权衡设计方案
任务　比较、权衡设计方案
对方案进行比较与权衡的过程是一个综合考虑的过程，各个指标并不是独立的，它们相互关联、互相制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件。
1.方案的比较
在构思形成多个方案之后，往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的和原则出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
2.方案的权衡
通过比较，明确各个方案对设计指标的符合程度。但是，要制订出最佳方案，还必须根据设计要求与设计原则对各个方案进行权衡。
3.方案的细化
设计方案的细化是一个相对专业化的设计步骤。针对方案的细化应该从产品到制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑，以完善方案的构思。
重难点　方案的比较与权衡
在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评价和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
题目一般针对结构的稳定性、强度，连接方式。方案筛选时，一般要寻找不同方案之间的不同点。
例1 (2021年1月选考真题)如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
变式训练1 如图所示的连接结构中，构件1和构件2结构相同，下列选项中关于构件1的结构合理的是(　　)
变式训练2 (2021年7月学考真题)如图所示的结构由3根相同的木档榫接而成。下列木档结构正确的是(　　)
例2 (2021年7月选考真题)如图所示是一款钢索夹紧装置。为了提高夹紧的可靠性，需要增加一个连接件，下列方案中合理的是(　　)
变式训练3 如图所示为一款活动扶手，扶手与支座之间通过两颗销钉连接。扶手水平放置时(如图甲)，扶手与支座之间连接牢固可靠，扶手前端能承受由上至下的力；翻折扶手时，只需将扶手往前方拉动，再向下翻下(如图乙)。以下扶手的设计方案中最合理的是(　　)
变式训练4 小王想设计一个折叠凳，使用时呈水平状态，不用时凳面可翻转靠墙以节省空间。下列在墙面上固定连接件中最合理的是(　　)
例3 如图所示的太师椅，月牙扶手需要多根弧形圆木连接而成。小明准备在通用技术活动课制作一个如图所示的月牙扶手，连接处如图所示。从结构稳固角度分析，下列两根圆木连接结构中，合理的是(　　)
变式训练5 (2022年1月学考真题)小明准备在通用技术活动课制作一个如图所示的木梯，从结构稳固程度分析，下列立柱与横档的连接结构中，合理的是(　　)
例4 如图所示的机械装置，要求带轮顺时针转动时，滑块能左右做往复运动，图中1、2、3为连接点，以下连接机构的设计中合理的是(　　)
变式训练6 小明构思了下列悬吊式抓取机构的方案，其中在力F作用下，不能将工件夹紧的是(　　)
例5 (2022年6月选考真题)小明在通用技术实践课中设计了一把如图所示的平口手钳。钳把之间铰连接，钳口与钳把通过销轴相连，四个销轴孔到铰连接孔的距离相等。当松开与夹紧钳把时钳口平行开合。下列四种钳口结构方案中，合理的是(　　)
变式训练7 小红想给小区的车库门口设计一个栏杆，由电机带动杆1和杆2运动，小红想实现杆2在上升和下降过程中都呈水平状态，以下四个方案中合理的有(　　)
A.②④ B.②③
C.①③ D.②③④
变式训练8 如图所示的冲压装置，电机轴带动曲柄转动，并通过连杆1、摆杆、连杆2带动压杆反复冲压，冲压过程中压杆受到阻力P并始终保持竖直。下列连杆2(虚线框处)的设计方案中最合理的是(　　)
1.下列抽屉侧板的连接方式中，最不牢固的是(　　)
2.构件1和构件2形成如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
3.小明参加了赛车模型制作比赛，发现电机只能驱动后轮。为了实现前后轮同步转动的功能，设计了以下四种方案，其中不能实现该功能的是(　　)
4.如图所示是使用15 mm厚的多层板设计的便携式木质小凳的方案(侧面图1)，经再三研究发现该方案在收纳时，无法达到预想的效果(侧面图2)。于是提出了如下四种改进方案，合理的是(　　)
5.小明想用方木条制作两个相同的俯卧撑支架，木条间采用榫卯连接。下列是其中一个支架的四种设计方案，从强度角度考虑，其中最合理的是(　　)
6.如图所示的杠铃，为了方便增减杠铃片，下列设计方案中最合理的是(　　)
：完成《课时精练》　第四章　课时3课时3　方案的构思过程——比较、权衡设计方案
一、基础巩固篇
1.小刘设计了如图甲所示的可折叠木质挂钩，安装在墙上使用，最大可展开至如图乙所示位置。活动木条连接处的结构示意图应当是(　　)
2.小明构思了下列高脚椅方案，从结构强度和方便叠放的角度考虑，最合理的是(　　)
3.如图所示的木窗，外框由网格木条连接而成，边条A末端的结构如图所示，则边条B末端的结构应该是(　　)
4.如图所示毛巾架(两边各缺一个与墙面连接的转动底座)，现要实现90度转动，不使用时能翻转靠在竖直墙面上，使用时能水平牢固放置，下列转动底座方案最合理的是(　　)
5.为了夹持圆柱形管件，小明设计了以下四种方案，其中可实现可靠夹持的是(　　)
6.如图所示为我国传统木桌中常采用的粽角榫，已知构件1和构件2的结构，下列关于构件3的结构草图中合理的是(　　)
7.某商场安全通道双开门，推开任意一扇门，另一扇门也会同时打开。门的轴与连杆为刚连接，连杆与连杆之间为铰连接。下列方案中能实现双开门功能的是(　　)
8.如图甲所示的榫卯结构，它由三根加工过的木条组成，其中木条③的结构如图乙所示，从结构强度和稳定性的角度分析，下列关于木条①的设计方案中，最合理的是(　　)
9.如图所示是一种可伸缩的支架，支架与槽钢连接，通过槽钢安装到墙壁上，使用时支架的伸缩可以连续调节。现需要在槽钢侧边上设计与支架连接部分的结构，下列侧边(只画出其中一侧)的设计中，方案最合理的是(　　)
10.小明构思了下列插接式小凳子方案，其中结构强度和稳定性最好的是(　　)
11.如图所示的两木板连接结构中，宜采用的结构是(　　)
12.小明准备将一木质广告牌固定安装到立柱上，广告牌正面要保持平整，广告牌背面长方形区域为连接件安装区域，以下连接件的设计不能实现安装要求的是(　　)
13.如图是小明设计的一把手钳，为了实现夹紧或松开左右手柄时，两个钳口能平行开合。a处和b处还需要一个连接件，以下连接件最合理的是(　　)
14.小明设计了以下四种压紧机构的方案，通过操作手柄升降压杆，合理的是(　　)
15.如图所示是小明设计的一种简易冲压机模型。电机转轴带动驱动轮，驱动轮带动连杆(图中连杆未画出，连杆分别与销轴1、销轴2、销轴3连接)，使冲压杆在冲压槽中做上下往复运动。下列冲压机连杆设计合理的是(　　)
16.小明在家中搞卫生，搞完卫生后发现木质把手拖把不能悬挂起来，于是他在家中找了圆头木螺钉，用螺丝刀把螺钉拧到了把手上方(如图1所示)，用于悬挂拖把，螺钉的相关尺寸如图2所示。小明设计一个连接件，用来把拖把悬挂在墙上，以下方案最合理的是(　　)
17.如图所示是某传动机构。主动轴由电动机提供动力带动圆轮甲转动，通过连接件带动条状构件乙在水平方向做往返运动，下列有关连接件设计方案中最合理的是(　　)
18.如图为储物柜盖板打开和合上时的示意图，右侧板上的连接件正确的是(　　)
二、素养提升篇
1.如图所示是一传动机构，曲柄与传动杆1、传动杆2之间通过一个连杆(虚线框处)连接。转动手柄，曲柄通过连杆带动传动杆1、传动杆2运动，从而带动转盘小幅来回转动。下列关于连杆的设计方案中合理的是(　　)
2.如图所示为热熔胶枪，按动扳机可使滑块前移，松开扳机后，在拉簧的拉力作用下滑块后移，扳机复位。下列胶枪内部结构方案最合理的是(　　)
3.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
4.如图a所示是安全瓶盖的结构示意图。安全瓶盖由内盖和外盖构成，内盖和外盖之间设有棘齿。只有在外盖上加较大的压力旋转时，才能打开瓶盖；盖紧瓶盖时，仅需施加较小的力。如图b所示是外盖的内部结构图。小明构思了下列内盖结构的设计方案，其中合理的是(　　)
5.小明同学在设计赛车模型时，被转弯控制难住了。如图1是赛车底盘，遥控器可以控制舵机的舵盘顺时针或逆时针转动。车轮固定在支架上，支架通过销轴1与连杆连接并通过销轴2固定在底盘上。详细结构如图2所示。要求舵盘正转或反转时能带动两个前轮均绕着销轴2同步正转或反转，从而实现转弯功能。小明设计了以下四种舵盘和连杆的连接装置，下列设计合理的是(　　)
6.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
7.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案中正确的是(　　)
8.如图a所示的榫卯结构，构件1的结构如图b所示，下列构件2的方案中正确的是(　　)
9.如图所示，下列4个零件中，能与零件甲和零件乙、插销丙榫接成一个整体的是(　　)
10.要制作如图所示三根一样的构件榫接而成的连接结构，合理的是(　　)
11.如图所示按钮的内部结构方案中，可实现按下按钮接通电路，松开按钮断开电路的是(　　)
12.小明构思了下列木质插接式电脑显示器增高底座，其中结构强度和稳定性最好的是(　　)
13.小明要安装一扇大的铁门，他用三片合页与门框相连接，下列四种合页安装的方案中，你认为最合理的是(　　)
14.学校准备在大门外砖墙上装饰国旗(如图所示)。旗杆尾部无通孔，要求旗杆与墙壁形成一定角度，易于安装，连接可靠，且不破坏旗杆。下列设计方案最合理的是(　　)
15.安全钳是箱式电梯的重要部件，小明对其主体结构构思了下列四种方案，其中导轨均与墙体固定。当轿厢下行速度太快时，传动机构纵向拉拽两根黑色杆，将轿厢急停在导轨上。最合理的是(　　)
16.小明制作了海豹顶球模型，如图甲所示是该同学制作的模型正面及背部示意图，其中海豹图形已和展示木板粘接，模型板上已钻好6通孔，背面的顶球杆限位导轨装置也已完成，球杆可以上下活动顶球，小明接下来要构思顶球模型和摇柄(如图乙所示)的连接件，通过摇动手柄实现球杆上下动作，下列方案中可行的是(　　)
17.如图所示是一抓取机构，曲柄在电机的带动下连续旋转。现请你设计一个滑块，使滑块在连杆的带动下在滑槽上左右滑动，滑块左右滑动带动针脚按滑槽上的L形槽来回移动。下列滑块设计方案中最合理的是(　　)
18.如图所示的榫卯结构由甲、乙两部分构成，其中甲的结构如图所示，则乙的结构是下列哪个(　　)
19.某支撑横截面相等的钢梁结构中，梁的中间和两端同时受到力F的作用，下列是四种支撑方案，从强度角度考虑，较合理的是(　　)
20.如图所示为某传动机构的示意图，电机通过D字形转轴带动主动轮逆时针转动，主动轮带动链条、链条带动从动轮逆时针转动。使用一段时间后，链条会变长，容易产生打滑现象，从而影响传动性能。小明设计了以下四种方案，能实现链条变长后自动张紧功能的是(　　)
21.如图所示的卡扣式灯泡与螺纹式灯座无法匹配，需要通过螺纹转卡口转换器解决问题。为防止顺时针(如图)握住灯泡拧紧时造成转换器从螺纹式灯座中旋出，以及转换器与灯泡之间装配的可靠性，以下方案最合理的是(　　)
一、基础巩固篇
1．C　[孔需要在圆弧的圆心处，方可以转动；翻到一定角度需要固定，两者相结合选项C符合要求。]
2．A　[BD不方便叠放。左右加强杆下面已经有了，上方需要加强，椅面和支架一般是螺栓连接，不能作为支架的加强部分，所以选A。]
3．A　[翻转后相匹配。选项A正确。]
4．B　[A不能水平牢固放置，B不使用时能翻转靠在竖直墙面上，使用时能水平牢固放置，C不能水平牢固放置，D不能水平牢固放置。故选B。]
5．C　[C方案手柄处开一个孔方便加持处开合，又能实现功能。]
6．B　[构件1上表面的榫眼可见，说明榫眼上下是通的，因此，构件3上面与之对应的榫头应该较长；构件2下表面的榫眼可见，上表面的不可见，说明榫眼上下是不通的，因此，构件3上面与之对应的榫头应该较短；再结合榫眼的方位来看，B符合题目的要求。故选B。]
7．C　[门的轴与连杆为刚连接，当某一扇门打开时会带动连杆同步运动，另一扇门同步打开，选项C符合要求。]
8．C　[从图上可知木条①和②结构相同，安装方向相同，结合木条③，选项C符合要求。]
9．B　[可伸缩，要求一端固定，另一端沿着腰形槽滑动，选项B正确。]
10．A　[从选项可知，采用头肩结构＋插接的连接方式稳固性最好，故选A方案。方案构思题型需要在现实生活中多观察、多动手、多思考，注意结构之间的区别，结构不同功能不同。]
11．B　[选项B采用燕尾榫，强度最大。]
12．B　[B选项，螺栓无法装入腰形孔，所以无法安装。]
13．A　[当ab之间距离不变时能实现两个钳口平行开合。]
14．C　[A和B选项，装置会卡死；D选项，压杆压不下去；所以选C。]
15．B　[销轴2是固定转轴，销轴3做圆周运动，通过腰形槽将圆周运动转换为冲压杆的上下运动，选项B正确。]
16．B　[选项B最不容易掉落。]
17．A　[将甲的转动转换为乙的移动，中间轴为固定转轴，甲中的轴需要使用腰形槽将上下分力去除，选项A符合要求。]
18．D　[两个轴一个转轴，一个限位轴，选项D符合要求。]
二、素养提升篇
1．B　[利用垂直腰形槽，将上下分力去除，留下水平分力，选项B正确。]
2．C　[拉簧在拉力作用下滑块后移，选项A和选项D可以排除，选项B滑块和扳机用拉簧连接，拉簧不能提供滑块和扳机复位的力。]
3．B　[根据题图a构件1和构件2的连接方式，可在图b中描绘出构件2的大致结构，根据此形状再翻转到选项位置，即可选出正确选项B。]
4．A　[观察题图b中的结构，外盖内部中间有弹性体，不施加外力时，内盖与外盖棘齿之间不接触。观察选项BD，棘齿之间没有重叠，无法打开瓶盖。AC选项加压后，棘齿可以解除。观察瓶口螺纹的方向，可以看出顺时针方向旋转是旋紧瓶盖的。题设要求“只有在外盖上加较大的压力旋转时，才能打开瓶盖。”而旋紧瓶盖时，本身就需要施加一定的压紧的力，故旋开的方向需要一定的倾斜度，才能在施加较大压力的情况下开盖。再关联瓶口螺纹的方向，可以得出选项。]
5．A　[要求舵盘正转或反转时能带动两个前轮均绕着销轴2同步正转或反转，连接装置与连杆的连接应为圆孔，与舵盘传动杆的连接应为竖向长孔。]
6．C　[主要抓住构件1顶部a平面与构件2的空隙部分的匹配性。]
7．B　[先根据a处长方形大小排除A选项，再根据b处八字形排除C、D选项，B正确。]
8．C　[本题考查方案筛选。由题图可见，构件1榫接处上面部分有卯孔(凹槽)，故构件2榫接处上面是榫(凸起)。又因榫接部分靠近边界，故选C。]
9．A　[根据甲结构判断出B、D结构是错误的，观察插销丙与甲的连接结构可判断出C是错误的。故选A。]
10．A
11．B　[A和D的结构按下断开电路，松开接通电路；C的结构按下与下面触点接通，松开与上面触点接通；B的结构按下接通电路，松开断开电路，与题意相符合。故答案选B。]
12．C　[中间的木板竖放比横放强度大，板上制作榫眼的同时也要保证强度，综合考虑C方案最合理。]
13．B　[门上部合页受的力比下部合页受的力要大，所以上部装的合页数量比下部多。故选B。]
14．D　[D中不同方向的腰形槽方便调节水平位置，螺纹孔固定旗杆方便。故选D。]
15．A　[B，C选项的操作都会让轿厢的左右钳体与导轨之间间隙更加宽裕，不利于急停；D选项，拉动黑色杆虽然会加大轿厢与导轨间的压力，增大摩擦，但是因为用力方向和运动方向下行方向相同，效果上肯定没有A选项好，故选A。]
16．A　[根据图乙摇柄上缺口的形状，应与A、B的孔匹配；要使球上下运动，则轮子应采用凸轮外形，故选A。]
17．C　[根据抓取机构结构图，可推断出C方案，故选C。]
18．D
19．B　[从强度考虑，B中的梁采用“工”字型的结构强度最大。故选B。]
20．D　[因为D字形转轴带动主动轮转动，所以D字形转轴和主动轮为刚连接，若转轴转动，A、B、C的张紧轮都会随着摆臂甩动，损坏整个传动装置。]
21．B　[转换器方案的要求是防止顺时针握住灯泡拧紧时造成转换器从螺纹式灯座中旋出，以及转换器与灯泡之间装配的可靠性。灯泡逆时针旋入，排除C，D。灯座有弹簧片，灯泡旋入后在弹簧作用下向下。所以选B。]

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