1.4 简单结构的设计（教学课件）通用技术苏教版2019必修2

1.4简单结构的设计 苏教版（2019）必修《技术与设计2》 高中通用技术 目录 一 学习目标 二 课堂导入 三 技术探究 四 课堂小结 五 拓展延伸 六 课堂练习 学习目标 一 通过案例分析，说明结构设计应考虑的主要因素。 综合考虑稳定性、强度等多方面因素进行简单的结构设计，提出可能的解决方案，进行比较、权衡、优化，并绘制设计图样。 根据实际条件，选用合适的结构设计方案，做出模型或原型，并进行功能测试、稳定性和强度测试。 二 课堂导入 二 课堂导入 市场上销售的站立式办公桌虽然种类繁多，但是与孙宇家书房空间、个人需求有差距。孙宇决定和同学们一起设计并制作一张站立式办公桌。 三 技术探究 分析结构设计应考虑的主要因素 任务一 满足童车结构设计的国家标准和规范的要求 三 技术探究 在进行结构设计时，必须明确设计的目标，抓住主要因素展开工作。 结构设计的目标及要求 结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。 应以锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标 自行车的链轮和链条不能裸露在外 车把、车闸的内侧距离不得超过 6 cm 外侧距离不得超过8 cm等 填充物应选用安全、无毒的材料，如聚酯纤维等；面料应柔软、舒适，且具有一定的透气性，以确保儿童在长时间接触时不会感到不适。 三 技术探究 对内装驱动机构的玩具，在结构设计及材料选择时应考虑其壳体的韧性、牢固性 儿童玩具体内的金属丝，如果是用于支持或加固框架，在设计时应尽可能考虑用塑料甚至硬质纸板代替 结构设计的目标及要求 三 技术探究 结构设计的目标及要求 三 技术探究 列出你所知道或听说过的关于结构设计类的国家标准或规范。 生活中：______________________________________________________ ______________________________________________________。 工农业生产中:___________________________________________________ ___________________________________________________。 《住宅建筑设计规范》《中小学校建筑设计规范》《住宅居室容积卫生标准《室外给水设计规范》《民用住宅煤气管道设计规范》 《建筑设计防火规范》《钢结构设计规范》《砖石结构设计规范》《木结构设计规范》《建筑抗震设计规范》 三 技术探究 结构设计应考虑的主要因素 为实现结构设计的基本目标，进行结构设计时应考虑的主要因素有稳定性、强度、安全性、适用性、耐久性和成本控制要求等。 耐久性 成本 适用性 稳定性 安全性 结构设计 强度 三 技术探究 简易相片架的设计 设计项目：设计一个简易相片架。 设计要求： 1. 能方便地取放相片。2. 具有一定的稳定性和强度。相框不易变形，支架不易松动，相框与支架连接牢固。3. 具有一定的装饰性。4. 相框的长度、宽度、厚度的尺寸要求为175 mm×125 mm×10 mm。 设计分析： 相片架的结构可分为两部分，即相框和支架。 1. 相框的结构设计 在取放相片时，相框的构件需要承受一定的外力，所以在相框结构设计中需要考虑： （1）相框的几何形状的选择、使相框不变形的措施；（2）相框构件之间的连接；（3）相框构件的截面形状。 2. 支架的结构设计 支架的作用在于能支撑起相框且不易翻倒，故在支架结构设计中需要考虑： （1）支架的支撑形式的选择、使支架不易翻倒的措施；（2）支架构件的截面形状以及连接。 3. 相框与支架之间的连接 根据不同的设计方案，相框与支架之间的连接可以采用铰连接或刚连接。在批量制造中，还可以采用不需要连接的塑料整体成型的结构。 三 技术探究 思考： 相片架的设计分析是从哪些因素来考虑的？？ 结构设计需要考虑的因素有很多，除了上述因素外，结构设计还需要考虑哪些因素？ 结构的稳定性、强度和造型等方面。 材料、加工工艺、民俗文化等因素 三 技术探究 设计并制作站立式办公桌 任务二 三 技术探究 同学们通过对站立式办公桌的市场调查，提出了设计要求，进行了设计分析，并构思了三个方案。 设计项目： 设计并制作一个简单的站立式办公桌。 设计要求： 1. 能方便、快捷地实现桌面的升高和下降。 2. 具有一定的稳定性和强度。 3. 结构简单，能够利用通用技术实践室的基本工具、设备进行制作。 三 技术探究 设计分析： 站立式办公桌要实现的重要功能是高度可调，人站立和坐下时均可使用。可以结合原有桌面来设计，放置在原有办公桌上使用；也可以整体设计，实现站立使用时桌面可调高，坐下使用时桌面可降低。结构设计可分为三部分，即桌面、支撑结构和高度调节结构的设计。 1. 桌面的设计 2. 支撑结构的设计 3. 高度调节结构的设计 4. 各部分的连接 三 技术探究 方案A 孙宇所在的第一小组经过分析后，决定设计一个可放置在已有书桌桌面上使用的可调高度的折叠桌，如图1-55所示。1. 桌面采用全封边处理的600 mm× 450 mm三聚氰胺板，也可采用实木集成材。 2. 支撑结构为四边形结构，可实现折叠功能。使用时，以斜支撑杆和支撑脚构成三角形，保持稳 定。斜支撑杆和支撑脚之间以限位槽与限位螺钉搭扣固定。斜支撑杆采用5 mm厚的铝板制作。当坐下使用时，将斜支撑杆放下，支撑脚折叠，桌面还原到低位，完成折叠。 3. 选用连接件时应考虑材料、功能及装配要求，可以使用如图1-56所示的金属连接件，用于装配桌面和支撑脚。 三 技术探究 方案B 赵婷婷所在的第二小组经过分析后认为，如果将折叠桌放在已有桌子上，显得整体性较差，考虑改造已有桌子，对桌子进行整体设计。 1. 桌面用实木板制作，形状为矩形，左面一端有孔，便于抬起和进行高度调节操作。桌面安装在实木框架上，框架两侧分别开一对齿形槽和安装孔。 2. 采用“X”形的支撑脚，支撑脚安装于上下两个木框之间，用四根圆木料与木框的孔和槽连接，如图1-57所示。安装在上方滑槽中的圆木料可在槽中移动，当其卡入齿形槽中时，在重力作用下，支撑脚与框架的连接可保持固定。 三 技术探究 方案B 3. 桌面和木框之间采用自攻木螺钉连接，木框、支撑脚的木料之间采用榫卯连接，如图1-58所示。 4. 此方案折叠后有一定的厚度，可以和桌子整合设计，如图1-59所示。 三 技术探究 方案C 周华所在的第三小组经过分析后认为直立式升降操作更方便，设计了直立式升降的方案。 1. 桌面采用实木长条板制作，下方用自攻木螺钉安装两根方木料加固，滑动支撑板和方木料之间用圆头螺栓、螺母连接，和书桌的后支撑脚之间用滑轨连接，可相对支撑脚上下滑动，如图1-60甲所 所示。在滑动支撑板上加工齿形槽若干，如图1-60乙所示。 2. 支撑框架由方木料和实木板组成，板材之间主要用自攻木螺钉连接，其结构的组方法如图1-61所示。 三 技术探究 方案C 3. 高度调节固定结构由圆木棒和圆钢棒组成，其结构如图1-62所示。在圆木棒两端面钻直径为7 mm的孔，嵌入直径为8 mm的圆钢棒作为限位销。当限位销卡入卡槽中，滑动支撑板处于限位状态，不能往下滑动；…… 三 技术探究 制作： 选用合适的制作材料、连接材料以及工具设备。制作材料如方木料、实木板、实木集成板、三合板、三聚氰胺板、铝板、不锈钢型材等，连接材料如自攻木螺钉、铆钉、铁钉、螺栓螺母等，工具设备如木工锯、手电钻等。 按照选定的设计方案规划制作过程并进行制作。 方案B的高度调节结构如图1-64所示。 三 技术探究 三 技术探究 试验： 根据GB/T 10357.1—2013《家具力学性能试验 第1部分：桌类强度和耐久性》、GB/T 10357.7—2013《家具力学性能试验 第7部分：桌类稳定性》进行强度、稳定性试验，并撰写试验报告。 优化： 根据试验结果，优化设计方案。 三 技术探究 这几个方案的优缺点各是什么？结构的稳定性、强度是否能保证？在制作方面是否具有可行性？有哪些需要改进的地方？你有什么优化方案？ 三 技术探究 方案A 优点是结构简单，易于制作，成本低；缺点是升降操作不够方便，结构的稳定性和强度一般。 方案B 优点是调节方便，结构稳固可靠；缺点是手工制作有一定的难度，且折叠后还有一定的厚度，适合跟桌子整合设计，不太适合放在普通办公桌上使用。 方案C 优点是高度可调节，固定方便，能满足不同身高的人群使用，只要将桌面往上提高到高度调节范围内的某一高度，即可自动固定高度；缺点是制作工艺复杂，加工精度要求相对较高。 四 课堂小结（思维导图） 简单结构的设计 分析结构设计应考虑的主要因素 结构设计的目标及要求 结构设计应考虑的主要因素 设计并制作站立式办公桌 五 拓展延伸 商业建筑设计规范 商店营业厅的出入门、安全门净宽度不应小于1.40 m，不应设置门槛。 营业部分的公用楼梯、坡道应符合下列规定： （1）室内楼梯的每梯段净宽不应小于1.40 m，踏步高度不应大于0.16 m，踏步 宽度不应小于0.28 m； （2）室外台阶的踏步高度不应大于0.15 m，踏步宽度不应小于0.30 m； （3）供轮椅使用的坡道坡度不应大于1∶12，两侧应设高度为0.65 m的扶手， 当其水平投影长度超过15 m时，宜设休息平台。 六 课堂练习 1.如图所示为往复运动机构，电机驱动连杆1、连杆2、摆杆，使滑块沿着滑槽做往复运动。下列四种摆杆结构方案中，合理的是（   ） A． B． C． D． A 六 课堂练习 2.如图所示，桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。展览馆屋架的结构设计应考虑的主要因素有（  ） A．稳定性 B．功能 C．强度 D．以上都是 D 六 课堂练习 3.如图所示是两款笔记本电脑桌。请从调节方式、连接方式、可靠性等方面分析这两款笔记本电脑桌是如何实现可调节功能的，并就可调节功能实现的可靠性进行评估。 第一个方案，支撑脚的组成杆件通过滑槽与圆孔相连，滑动时可调节支撑脚长度，通过可徒手调节的螺栓螺母紧固，紧固后可固定支撑脚长度。由于支撑脚、桌板与支撑架间均采用铰连接，从而使支撑脚可折叠且桌板的倾斜角度可调节，采用金属斜撑杆支撑倾斜的桌板，使桌板保持一定的倾斜角度。 第二个方案，支撑脚由三节杆件组成，杆件之间采用可转动且带有齿轮定位的关节组成。当拉动拉环旋转一定的角度，关节可转动；当拉环复位后，不能转动，从而固定调节后的高度。 随椅背和椅子 六 课堂练习 题3参考答案 谢 谢！ 高中通用技术苏教版（2019）必修2 Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$