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(共33张PPT)
第一单元 结构及其设计
第7节　简单结构的设计（二）
注：设计分析时重点分析结构的功能、结构的稳定性和强度、结构的连接方式。
简单结构草图的设计是历年考试中的必考大题，草图的绘制没有固定的答案，解题的关键在于针对设计要求，结合具体应用场景，画出合适的草图。
①折叠结构类：
依据物品结构的功能划分出的一种结构，它的特点是使用时结构展开、不使用时结构可折叠收起。
②可调节类：
要实现高度、长度、角度可调节，一般多借助腰形孔结合元宝螺母来实现，挡位卡槽也是其中一种。
③机械传动类：
最近选考中，设计题连续考查设计与电机连接的机械装置，这就需要学生了解并掌握一些基本的机械结构，比如齿轮传动（转动带动转动）、齿轮齿条传动（转动带动直线移动）、连杆传动等。
小明打算用家里废弃的肥皂盒制作水龙头沥水架，如图a 所示，肥皂盒上已有两个相距50 mm 的通孔，请你帮忙完成沥水架（原肥皂盒）和水龙头的连接部分，设计要求如下：
①能利用原肥皂盒上的通孔进行连接；
②能安装在如图b 所示的水龙头上且
不能对水龙头进行加工；
③连接部分与水龙头之间拆装方便；
④用3 mm 厚的钢板制作，辅助材料自选。
（1）画出连接部分的设计草图，必要时可用文字说明；
（2）标注连接部分的主要尺寸。
小明家住三楼，阳台的光照很好。如图所示，小明准备在阳台的侧墙上制作一个简易临时衣架，计划用长度为1.2 m的旧钢管作为挂衣杆，请你帮助小明设计连接墙壁和挂衣杆之间的连接件，设计要求如下：
①挂衣杆安装在阳台的同一侧墙上，牢固可靠，挂衣杆与墙面的间距为300 mm；
②不需要借助工具，挂衣杆可直接安装或取下，且安装后稳定牢固，连接件主要材料采用2 mm厚的薄钢板，辅助材料自选；
③不用时可以方便收起，不影响平时阳台的正常安全使用。
请根据描述和设计要求完成以下任务：
（1）画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明；
（2）在设计草图上标注主要尺寸。
图a所示是小明所在学校对砖墙的美化，用绳子将塑料瓶改装的花盆悬挂在墙上，不够稳定，存在安全隐患。图b是花盆草图，请你设计该花盆支架，设计要求如下：
①一个支架放置一个花盆，要具有足
够的承重能力；
②花盆放置在支架上稳定可靠；
③支架能安装在墙壁上，连接牢固；
④使用2 mm厚的钢板制作。
请完成以下任务：
（1）画出支架的设计草图，必要时可用文字说明；
（2）在设计草图上标注主要尺寸。
小明发现妈妈剁饺子馅很辛苦，于是想帮妈妈设计一个电机驱动的自动剁饺子馅的装置。已知刀柄上有两个直径为5 mm的圆孔，此外小明已经完成转盘（如图b所示）的制作，转盘上有一个直径为10 mm的圆柱，转盘连接在电机转轴上，电机固定在桌面上（如图a所示）。请你帮助小明设计该装置，要求如下：
①能够稳固连接菜刀和转盘；
②能够通过电机旋转带动菜刀运动
实现剁馅；
③若需要支架请画在桌面合适位置；
④材料自选。
请完成以下任务：
（1）画出设计草图，必要时可用文字说明（电机可用方框表示）；
（2）在设计草图上标注主要尺寸。
1．小明发现自己家的高脚杯（如图c 所示）放在橱柜里特别占地方，拿取也不方便，他观察了一下厨房，发现厨房的吊柜离台面还有很大的距离（如图a 所示），酒杯可以倒挂在吊柜的底板（厚为15 mm，如图b 所示）下面。请你构思该悬挂高脚酒杯的支架，设计要求如下:
①酒杯挂置在支架上稳定可靠，不易
滑落，结构简单；
②一个支架至少能挂三个酒杯；
③不能在橱柜底板上钻孔和破坏底板；
④所需材料自选。
请完成以下任务：
（1）小明发现问题的途径是　　　　（单选，填字母）；
A. 收集和分析信息
B. 观察日常生活
C. 技术试验和技术研究
（2）以下因素在设计时不需要考虑的有　　　　（多选，填字母）；
A. 吊柜内部的空间大小
B. 吊柜底板的厚度
C. 高脚杯的高度
D. 高脚杯的直径
B
AC
（3）请根据小明确定的设计要求设计一个高脚杯支架，画出设计草图，必要时可用文字补充说明；
（4）在设计草图上标注主要的尺寸。
（3）（4）参考图:
2．丽丽买了一款如图所示的四层鞋架，使用了一段时间后，发现只有第三层鞋架与侧边支撑柱的连接是用木胶粘的，目前已整层脱落，其他几层连接可靠，没有任何松动，且不可拆卸。现在请帮助丽丽设计一个连接件，具体设计要求如下：
①能将第三层鞋架重新固定在支撑柱上，连接可靠，具有较强的承重能力；
②为实现冬季在底层放置靴子的功能，
要求第三层鞋架的高度可在一定范围
内调节，调节方便，尽量不影响外观；
③不能对支撑柱进行钻孔等破坏性操作，
不能对鞋架的其他几层连接处做任何改动；
④选用厚度5 mm的钢板制作，辅助材料自选。
请根据上述设计要求，完成以下任务：
（1）画出连接件设计草图，必要时可用文字说明；
（2）在设计草图中标注连接件的主要尺寸；
（1）（2）参考图:
（3）对设计制作完成的连接件进行技术试验，不合理的试验是　　　　（单选，填字母）。
A．将鞋架放满鞋子，测试鞋架的稳定性
B．安装好后，用适当的力下压横档，检查连接是否可靠
C．调整好高度，在鞋架上放上靴子，观察是否取放方便，高度调节是否方便
A
3．图a 所示是小明的金属平板支架，其角度和高度都不可调，小明想对此支架进行改进。小明对托架和立柱进行了初步加工，相关尺寸如图b 所示。请帮助小明设计连接托架和立柱的连接件，设计要求如下：
①托架高度可在150~250 mm 范围内连续可调；
②托架在原来支架仰角的基础上，可在-30°~+30°范围内连续可调；
③结构简单，高度和角度都要调节方便，调好
后能固定；
④不能对图b 的托架和立柱结构再作任何改变；
⑤材料为2 mm 厚的钢板，其他辅料自选。
请完成以下任务：
（1）设计连接件时，以下各因素中，不需要考虑的是　　　　（单选，填字母）；
A.托架的连接孔尺寸
B.立柱的尺寸
C.放在支架上的平板的尺寸
（2）连接件连接后，为了检验其是否达到设计要求，下列试验中合理的是 （单选，填字母）；
A.连接后在托架上放置平板模型，并用小铁锤敲击连接件，检测连接件的强度
B.连接后在托架上放置平板模型，并对平板施加一个水平方向的力，测试其强度
C.连接后在托架上放置平板模型，调节托架角度，观察是否能连续调节
C
C
（3）画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明；
（4）在设计草图上标注主要尺寸。
（3）（4）参考图:
4．[2026浙江学考]小明想买一个可夹持在书桌边缘的阅读支架，上网查阅后发现价格较高，决定自己制作一个。现已有书托板（400mm×300mm×8mm）一块、夹持底座一个，如图a所示。还需完成其余部分的结构设计与制作。他计划用实木条制作支撑杆，U型铝合金制作书托板与支撑杆的连接部件，现有实木条和U型铝合金若干，尺寸如图b所示。请完成以下任务：
（1）小明发现问题的途径是_______（单选，填字母）。
A. 观察日常生活
B. 收集和分析信息
C. 技术研究与技术试验
B
4．[2026浙江学考]小明想买一个可夹持在书桌边缘的阅读支架，上网查阅后发现价格较高，决定自己制作一个。现已有书托板（400mm×300mm×8mm）一块、夹持底座一个，如图a所示。还需完成其余部分的结构设计与制作。他计划用实木条制作支撑杆，U型铝合金制作书托板与支撑杆的连接部件，现有实木条和U型铝合金若干，尺寸如图b所示。请完成以下任务：
（2）为了方便调节，支撑杆之间的连接件应选择_______（单选，填字母）。
C
4．[2026浙江学考]小明想买一个可夹持在书桌边缘的阅读支架，上网查阅后发现价格较高，决定自己制作一个。现已有书托板（400mm×300mm×8mm）一块、夹持底座一个，如图a所示。还需完成其余部分的结构设计与制作。他计划用实木条制作支撑杆，U型铝合金制作书托板与支撑杆的连接部件，现有实木条和U型铝合金若干，尺寸如图b所示。请完成以下任务：
（3）设计要求：
①书托板和支撑杆拆装方便，不能
对书托板和夹持底座进行加工；
②阅读支架高度独立可调，书托板倾斜角度独立可调；
③结构简单，具有一定的强度和稳定性；
④其他辅助材料自选。
请你根据以上设计要求和现有材料完成其余部分的结构设计，画出设计草图，必要时可用文字补充说明。
（4）在设计草图上标注主要尺寸。
（3）（4）参考图:
5．小明发现擦黑板时粉尘容易危害老师和前排同学的健康，于是想做一个自动擦黑板的装置。他做了如图a所示的模型，支架可左右移动，电动擦拭机安装在支架上，上面的轴和下面的海绵一起转动（如图b所示），开机测试时左右移动支架，发现电动擦拭机只能擦拭水平一块区域，支架宽40 mm，厚15 mm，下底面与黑板间距为25 mm。请你帮助小明设计一个机械装置，设计要求如下:
①装置安装在支架上，安装后电动擦拭机海绵与黑板接触；
②电动擦拭机在支架上上下移动的范围为0~320 mm；
③装置在移动过程中具有一定的强度和稳定性；
④通过电动擦拭机电机轴的正转或反转实现装置的上升或下降；
⑤材料自选。
请完成以下任务:
（1）画出机械部分的设计草图，必要时可用文字说明；
（2）在设计草图上标注主要尺寸。
5．（1）草图评分标准:与电机连接，通过齿轮和电机连接；与支架正确连接，通过在支架上挖腰形孔，将齿轮和电动擦拭机安装到支架上；通过齿轮和齿轮条的配合，实现电机转动转化为直线运动；通过齿轮条、腰形槽及齿轮的配合，电动擦拭机始终保持竖直方向上的运动。
5．（2）尺寸标注评分标准:方孔8×8，槽宽10，运动范围320。参考图:

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