浙江学考选考·草图设计之电机转动类（Word版，含答案）

草图设计电机类（转动）
1. 小明发现家中柜顶门不方便打开，于是想设计一种电机驱动柜门开关的装置（电机转轴直径为10mm的D型轴）。小明准备改进或替换如图所示原有装置，柜子内侧和柜门的内侧已经安装了固定铰连接支点。请你帮助小明设计完成该装置，设计要求如下：
①设计连接件连接减速电机转轴和柜门，实现柜门的开关功能；
②只准使用 1 个减速电机驱动，利用电机正、反转实现；
③装置要与柜子内侧和柜门的内侧已经安装的支点连接，有一定的牢固度；
④材料自选。
请完成以下任务：
（1）小明发现问题的途径是____（在“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”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处）；
（2）下列因素中不属于设计的限制因素的是____（在“A．设计者的知识和技能储备情况；B．设计者能获得的工具和材料；C．柜门使用寿命期限”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处）；
（3）装置设计安装完成后，接下来小明要做的技术试验是____（在“A．测试电机正、反转能否实现柜门开关功能；B．观测连接电机轴和柜门的连接件是否安装牢固；C．对柜门进行冲击测试，测试柜门的耐撞击能力”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处）；
（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。
2.如图a所示是小明学校的防疫通道闸机，通过机械传动装置控制闸道门立柱转动，从而实现闸道门打开，已知通道闸机设备内部部分结构如图b所示，立柱与底板间能自由转动，电机转轴截面图和尺寸如图c所示，在使用的过程中，闸门不能正常打开，小明发现电机转轴与闸门立柱之间的连接件损坏，请你帮助小明重新设计该机械传动部分，要求如下：
A．能过电机的转动实现通道闸机门的打开和关闭
B．要能体现机械装置的结构，结构要牢固可靠
C．电机转的角度和门打开的角度一致
D．不能对闸门立柱进行加工，即不能打孔等操作
E.材料自选
请完成以下任务：
（1）小明发现问题的途径是_________（在“A．技术研究与技术试验B．观察日常生活C．收集和分析信息”中选择合适的选项将序号填入“_________”）
（2）设计该装置时，下列因素中可以不考虑的是_________（在“A．电机转轴的尺寸；B．闸门立柱尺寸；C．底板材料”中选择合适的选项，将序号填入“_________”处）;
（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）小明准备在机械传动部分制作完成并安装后进行下列试验，不合理的是_________
A．启动电机，观察是否可以实现通道闸机门的打开和关闭
B．启动电机，试验电机转动角度与门打开的角度是否符合要求
C．启动电机，观察立柱和传动连接装置是否能可靠转动
D．在通道闸机门上挂上50kg重物，观察传动结构是否牢固
3. 小明在经过如图所示的安全逃生通道的木质双开门时，发现双开门很难及时打开。于是，小明想设计一种在发生火灾时能自动打开双开门的装置。已知单扇门的厚度为 30mm，长宽尺寸如图所示。请你帮助小明设计该装置的机械部分，要求如下∶
①两扇门能同时向外充分打开，开门角度至少≥90°；
②装置采用一个电机驱动；
③材料自选。 请完成以下任务∶
（1）小明发现问题的途径是 _________ （在“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"”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处）;
（2）设计该装置时，下列因素中可以不考虑的是____________（在“A．门的高度；B．安装方式；C．开门方向”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处）；
（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）小明在装置安装完成后，用点燃的蜡烛靠近烟雾传感器，观察装置能否顺利的打开大门。该试验的方法属于 ___________（在“A．模拟试验；B．移植试验；C．强化试验”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处）。
4. 张雷在学校组织的志愿者活动中，发现偏远山村的村民靠人力推动石碾研磨农作物(如图a所示)，非常辛苦。于是他想改造村民家的石碾，用减速电机通过传动装置驱动石碾滚动(如图b所示)。已知减速电机转轴和石碾转轴头部为15mm的方形接头(如图c所示)，石碾转轴方形接头距离地面500mm，减速电机转轴距地面100mm。请你帮助张雷设计该传动装置，设计要求如下：
①用固定在地面上的减速电机驱动石碾滚动；
②能牢固连接减速电机转轴与石碾驱动转轴；
③材料自选。
请完成以下任务：
(1)张雷发现问题的途径是____________(在A．观察日常生活；B．收集和分析信息；C．技术研究和技术试验中选择合适的选项，将序号填入“ ”处)；
(2)设计该装置时，下列因素中可以不考虑的是________的(在A．方形接头的尺寸；B．碾盘的尺寸：C．石碾转轴方形接头与地面的距离中选择合适的选项，将序号填入“ ”处)；
(3)画出传动装置的设计草图，必要时可用文字说明；
(4)在设计草图上标注主要尺寸；
(5)制作完毕后，对传动装置进行了以下试验，其中不合理的是____________(选择合适的选项，将序号填入“ ”处)；
A．传动装置是否能牢固连接减速电机转轴与石碾驱动转轴；
B．启动减速电机，观察能否驱动石碾转动；
C．在石碾台面铺上一定农作物，启动电机，观察石碾是否能够正常滚动；
D．石碾正常滚动时，观察台面上的农作物是能否被研磨成粉。
5. 小明在医院里发现卧床的病人想斜靠时，需要他人帮忙把护理床（如图 a 所示）手动摇起，非常不方便且费劲。于是小明想设计一种电动装置来完成该功能。已知护理床的后半部分背部有一根带孔支撑杆，其结构如图 b 所示，电机已安装在床的横杆上。请你帮助小明设计该装置的机械部分，设计要求如下：
图 a 图 b
①连接件的结构简单，安装后牢固可靠；
②装置具有一定的强度，床后半部分能升起足够的角度，且可以在任意位置停留；
③用一个小型减速电机驱动，通过电机的正转或反转实现床板的摇起或者放下；
④材料自选。
(1)小明发现问题的途径是_______ (在“A．收集信息；B．观察日常生活；C．技术试验”中选择合适的选项，将序号填入“ ”处)；
(2)小明设想该装置安装后，采用遥控器来控制：按下升起或下降按钮后，电机驱动床板升起或者放下，到达最高或最低位置时电机会停止。按照小明的设想，该装置控制方式属于_____ ( 在“A．手动控制；B．自动控制”中选择合适的选项，将序号填人“ ”处)；
(3)画出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)安装好连接件后，为了检验其是否达到设计要求，小明进行了以下试验，其中合理的是_________（在以下试验方案中选择合适的一项，将序号填入“ ”处）。
A．采用强化试验法：利用机器对支撑杆进行抗弯曲性能测试；
B．采用虚拟试验法：反复按动遥控器，观察连接机构是否损坏；
C．采用模拟试验法：反复按动遥控器，观察床板是否自如升起和下降。
6. 小明在打球时不慎左膝关节韧带撕裂，手术后医生建议他逐步增加膝关节运动量。他想改造家中已有的轮椅，可以实现左侧的摆腿杆旋转到某一角度后固定。如图a所示是他的轮椅，各金属杆的直径均为30mm，请你帮助小明设计该装置，要求如下：
①能实现摆腿杆0°~90°范围内转动；
②摆腿杆能可靠保持在所调节的角度；
③采用小型减速电机驱动，电机可靠固定；
④在不显著降低结构强度的条件下，允许对各金属杆钻孔；
⑤材料自选；
请根据描述及设计要求，完成以下任务：
（1）小明发现问题的途径是______（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______（A．手刹的安装位置；B．加工的方法；C．轮椅的颜色）；
（3）画出设计草图，必要时可用文字说明（电机可用方块表示）；
（4）在设计草图上标注主要尺寸；
（5）小明在装置安装完成后进行试验，根据膝关节的活动范围，在0°到90°的范围内转动摆腿杆，观察装置调节的可靠性。该试验的方法属于_____（A．模拟试验；B．移植试验；C．强化试验”）。
7. 小明看到电视中的自动门介绍，决定对自己房间的门进行改装，利用遥控控制减速电机（如图乙所示）实现房门的自动打开和关闭。已知门和门框均木制(如图甲所示)。请你帮助小明设计该装置的机械部分，设计要求如下:
图甲 图乙
① 能带动门的转动，实现门的打开和关闭；
② 采用小型减速电机(如图所示)驱动，通过电机的正反转实现门的打开和关闭；
③ 安装在门的上部及上门框；
④ 材料自选。
⑴ 小明发现问题的途径是_____(A．收集信息；B．观察日常生活)；
⑵ 设计时，下列尺寸中一定不用考虑的是_____( A．2100；B．38；C．780)；
⑶ 画出设计草图(重点表达你的设计，门不需要全部画出，涉及到的部分用简单线条表示，电机及支架画一个方块代表即可)，必要时可以用文字说明；
⑷ 在设计草图上标注主要尺寸；
⑸ 小明准备在装置的机械部分和电路部分制作完成并安装后进行下列试验，其中不合理的是______；
A．分别按下开门和关门的按钮，观察门能否正常打开和关闭；
B．为检测电路正确，观察开关门后电机是否能自动停转；
C．反复拆装结构，确保安装方便；
D．在装置上施加一定的力，观察装置安装是否牢固。
8. 小明同学在设计赛车模型时，被转弯控制难住了。如图1是设计的赛车底盘，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l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。黑框中为舵机与连杆的局部放大图。其中传动杆直径为3mm，两连杆上各有一直径为2mm的连接孔（通孔），在图1状态下2孔圆心距为20mm，现在请你帮助小明设计舵盘和连杆的连接装置，设计要求如下：
A．稳定连接舵盘和连杆；
B．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；
C．转弯时两前轮转动幅度基本一致；
D．使用材料为3mm厚度的钢板。
（1）小明发现问题的途径是________（在“A．收集信息；B．观察日常生活；C．技术试验与技术研究”中选择合适的选项，将序号填入_________中）；
（2）设计完成后小明使用遥控控制模型左转弯右转弯的过程属于_______在“A．开环控制；B．闭环控制”中选择合适的选项，将序号填入________中）；
（3）根据题目要求画出设计草图，必要时可用文字说明；
（4）在设计草图上标注连接件的必要尺寸；
（5）在连接件设计完制作安装结束后进行下列试验，其中不合理的是______（在下列选项中选择合适的选项，将序号填入______中）。
A．通电后使用遥控控制舵机，观察左右轮是否正常转弯；
B．观察转弯时左右轮转动幅度是否基本一致；
C．观察转弯时左右轮转速是否有微小差别，从而满足转弯时的转速要求；
D．在装置上适当施加一定的力，观察装置是否牢固。
9. 小明新购了一款如图所示的显示器电动支架。工作时，电机可带动显示器在设定的范围内根据用户需要缓慢平移。使用时，小明发现屏幕移动到左右两侧边缘时，视频图像的观看效果不是很好。小明打算利用所学的知识，拆除传动履带，利用原来的支架和原电机结构（如图所示），重新设计电动机与支架之间的传动装置，使显示器在一定的弧度内移动。请你帮助小明设计该装置的机械部分，设计要求如下：
①能带动显示器在半径为500mm，角度为90°范围的圆弧轨道上缓慢移动（眼睛到显示器的距离不变）；
②通过电机的正反转实现屏幕的左右弧线移动；
③不影响显示器使用的稳定性和强度；
④材料自选。
请完成以下任务。
（1）小明发现问题的途径是________（在A．收集信息；B．观察日常生活 中选择合适的选项，将序号填入“_________”处）；
（2）圆弧轨道旋转角度为90°主要考虑了_________（在A．人的静态尺寸；B．人的动态尺寸；C．人的动态需求 中选择合适的选项，将序号填入“_________”处）；
（3）画出设计草图（重点表达你的设计，显示器不需要全部画出，涉及到的部分用简单线条表示），必要时可以用文字说明；
（4）在设计草图上标注主要尺寸；
（5）小明设计好后进行试验时发现，当显示器移动到边缘时会倾倒，下列改进措施最合理的是_________（在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“______”处）。
A．减小旋转角度，将旋转角度改为60°；
B．增加设计装置的厚度；
C改变显示器支架底座的形状，增大底座的支撑面积，使重心一直落在支撑面内；
D．更换尺寸更小的显示器。
10. 小明活动课上意外骨折，回家躺床上休养，睡觉时需关上房间门，睡醒后又想开门透气。由于他脚受伤，起床开关门非常不便。于是他想设计电动装置来驱动门的开关。通过电机正反转，实现门在图a和图b状态之间的变化，电机轴的直径为20mm，如图c所示。请你帮助小明设计该装置的机械部分，设计要求如下：
①装置安装在门后，电机安装在墙上，门打开后不影响人的通行
②机械装置具有一定的稳定性和结构强度
③采用小型减速电机驱动，通过电机的正转或反转实现门的开关
④材料主要为3mm厚钢板，其他辅助材料自选
请完成以下任务：
（1）小明发现问题的途径是________（在“A．收集信息；B．观察日常生活；C．技术试验”中选择合适的选项，将序号填入“_______”处）；
（2）设计装置时，不属于限制因素的是________（在“A．电机轴的直径；B．3mm厚的钢板；C．门的高度；D．门可旋转角度”中选择合适的选项，将序号填入“_______”处）；
（3）小明设想该装置安装后，采用遥控器来控制电机转动，一定时间后停止转动，实现门的开关。按照小明的设想，该装置控制方式属于_______（在“A．开环控制；B．闭环控制”中选择合适的选项，将序号填入“_______”处）；
（4）画出机械部分的设计草图（电机可用方块代表），必要时用文字说明；
（5）在设计草图上标注主要尺寸。
【参考答案】
1. （1）B （2） C （3） C
2. (1)B (2) C (5) D
3.(1)B (2) A (5) A
4. (1)A (2) B (5) D
5.(1) B (2) B (5) C
6.（1） B （2） C （5） A
7. (1)A (2) A (5)C
8. (1)C (2) A (5)C
草图标准：立体感好，图纸清晰;能连接好连接孔与传动杆;能带动2个车轮;两个车轮转弯时同步
尺寸部分：如图，两孔圆心距为20mm-22mm，2连接孔直径2-3mm，底部腰型孔或方槽宽度为3-4mm，参考图形
9. (1)B (2) B (5)C
示意图1： 示意图2：
10. (1)B (2) C (3) A
同上图，尺寸标注评分标准：与电机轴相连的孔径20必须标注，其他标注的尺寸合理
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