資源簡介

專題14　結構及其設計
【基礎鞏固篇】
1.如圖所示是一款靠墻折疊樓梯，不使用時向上輕推樓梯側板，樓梯可自動折疊向墻靠攏可節省空間，下列關于該折疊樓梯說法錯誤的是(　　)
A.扶手與側板之間為剛連接
B.油壓桿與側板、踏板之間均為鉸連接
C.油壓桿的主要作用是增強樓梯展開時的強度
D.折疊原理主要利用了平行四邊形的不穩定性
2.如圖a所示的行李箱，需要時拉開支撐腿，兒童可坐在座位上；把箱體拆下，也可單獨作為手推車使用(如圖b所示)。下列分析中正確的是(　　)
A.支撐腿能拉開和收攏，是由于支撐腿與箱體之間采用了剛連接
B.推拉行李箱時，推拉桿的受力形式僅受壓或僅受拉
C.推拉桿設計成可伸縮結構，是為了提高推拉桿強度
D.橫桿的設計，提高了手推車的穩固程度
3.如圖所示是一款帶木質靠背和金屬扶手的Z字椅。扶手通過金屬連接件1與靠背相連；背撐通過榫卯連接扶手，并通過金屬連接件2連接斜板。下列關于該Z字椅結構的分析中不正確的是(　　)
A.金屬連接件1與靠背宜采用自攻螺釘連接
B.背撐與扶手的連接屬于剛連接
C.背撐增加了斜板與底板間的連接強度
D.使用時，斜板的主要受力形式為受彎曲
4.如圖所示的氣動夾持機構，氣缸帶動活塞桿，再帶動其它連桿夾緊工件，以下分析中不正確的是(　　)
A.活塞桿沿箭頭方向運動，可夾緊工件
B.工件被夾緊時，各連桿均受拉
C.夾持桿宜采用抗彎曲性能好的材料制作
D.連桿1、3與支架，連桿2、4與夾持桿之間均為鉸連接
5.(2023·2月強基聯盟)如圖所示為某款平口鉗的結構示意圖，在扳動手柄，夾緊物塊的過程中，下列對各個零部件主要受力形式及連接方式的分析中正確的是(　　)
A.手柄受扭轉，螺紋桿受扭轉受壓，螺紋桿與滑塊之間是剛連接
B.手柄受彎曲，螺紋桿受扭轉受壓，螺紋桿與滑塊之間是鉸連接
C.手柄受彎曲，螺紋桿受扭轉受拉，螺紋桿與滑塊之間是剛連接
D.手柄受扭轉，螺紋桿受扭轉受壓，螺紋桿與滑塊之間是鉸連接
6.(2023·3月寧波十校)如圖所示為一款壓緊裝置，圖a為自動松開狀態，圖b為壓緊狀態。在圖示狀態下，下列說法正確的是(　　)
A.兩滑塊與底座都是鉸連接
B.手柄在運動過程中受扭轉
C.該壓緊裝置適合用于壓緊任意形狀的工件
D.無論是壓緊還是松開狀態，彈簧均受壓
7.(2023·4月杭州統測)如圖所示是一款折疊式臺燈，下列關于該臺燈結構分析中合理的是(　　)
A.臺燈展開至圖示位置時支撐桿1僅受壓
B.底板1與底板2為靜連接
C.支撐桿2設計成H形主要為了實現折疊功能
D.支撐桿1和支撐桿2可以采用鐵釘連接
8.(2023·4月嘉興二模)如圖所示是一種夾持機構的示意圖，下列分析合理的是(　　)
A.氣缸固定架和基座之間采用剛連接
B.不同大小的工件，夾緊后其中心位置不變
C.齒輪順時針轉動時，工件被夾緊，夾緊后齒輪不受扭轉
D.夾緊工件時連桿1受拉，夾持臂1受彎曲
9.如圖所示是一種連桿機構。在推力F作用下，推桿1通過連桿和擺桿帶動推桿2運動，能克服工作阻力P。圖示狀態下，連桿2和推桿2在同一直線上，此時下列構件主要受力形式是(　　)
A.推桿1受壓和受彎曲，連桿1受拉、擺桿受彎曲、推桿2受壓
B.推桿1受壓，連桿1受拉、擺桿受彎曲、推桿2受壓和受彎曲
C.推桿1受壓和受彎曲，連桿1受壓、擺桿受彎曲、推桿2受拉
D.推桿1受壓，連桿1受壓、擺桿受彎曲、推桿2受拉和受彎曲
10.如圖所示為氣缸夾緊機構，通過氣缸伸縮桿的移動帶動壓板移動，從而實現對工件的夾緊與松開，夾緊工件時，下列關于該機構的受力形式分析中正確的是(　　)
A.連桿1受壓，伸縮桿受壓，壓板受壓
B.連桿1受拉，伸縮桿受拉，壓板受彎曲
C.連桿2受壓，伸縮桿受壓，壓板受彎曲
D.連桿2受拉，伸縮桿受拉，壓板受壓
11.如圖所示為一傳動結構，在電動機帶動轉動軸旋轉，使連桿3在豎直方向進行往復運動。此時連桿3處于最低點，當連桿3豎直向上運動時，連桿1、連桿3與彈簧的受力形式分別是(　　)
A.連桿1受拉，連桿3受壓，彈簧受壓
B.連桿1受彎曲，連桿3受壓，彈簧受壓
C.連桿1受拉，連桿3受拉，彈簧受拉
D.連桿1受彎曲，連桿3受拉，彈簧受拉
12.如圖所示的機械機構，驅動桿順時針轉動，通過連桿、擺桿1、擺桿2帶動推桿克服阻力F。此時處于平衡狀態，阻力F和推桿處在一條直線上。驅動桿、連桿和推桿的主要受力形式為(　　)
A.驅動桿受扭轉、連桿受壓、推桿受拉
B.驅動桿受扭轉、連桿受拉、推桿受彎曲
C.驅動桿受彎曲、連桿受壓、推桿受壓
D.驅動桿受彎曲、連桿受拉、推桿受彎曲
13.如圖所示為圓盤鋸操作臺的延展輔助支撐裝置，搖動手柄，可實現支撐高度調節，在支撐梁上有重物負載的圖示狀態下，下列分析中不正確的是(　　)
A.搖動手柄時，搖臂受扭轉、受彎曲
B.傳動桿1受彎曲，傳動桿2受壓
C.螺桿和支架之間既不是剛連接也不是鉸連接
D.上調高度時，擺桿受彎曲，支撐桿2受拉
14.如圖所示的夾緊機構，在推拉桿的作用下，帶動曲柄、螺桿和擺桿實現了對工件的松緊。在圖示狀態下，下列說法中不正確的是(　　)
A.推拉桿在力F的作用下實現了對工件的夾緊
B.曲柄受彎曲，擺桿受彎曲，螺桿受壓
C.螺桿與連接塊1設計成螺紋連接，可實現夾持口徑的調節
D.曲柄與固定桿采用鉸連接，連接塊2與螺桿采用鉸連接
【能力提升篇】
1.如圖所示的塔吊是建筑工地上常用的起重設備，為方便制造和運輸，塔身是由一塊塊“標準節”連接而成，以下關于塔吊穩定性和強度的分析中，說法不正確的是(　　)
A.利用配重箱降低重心，提高了塔吊的穩定性
B.塔吊的底部用高強度的混凝土澆筑，提高了塔吊的穩定性
C.塔身標準節的斜桿采用角鋼，提高了塔身的強度
D.塔身標準節的各個構件之間采用焊接，提高了塔吊的強度
2.如圖所示為一款機械夾持手，圖a為機械手打開狀態，圖b為機械手夾持狀態，電機轉動時，機械手處于夾持狀態，下列關于該機械手的說法不正確的是(　　)
A.電機逆時針轉動時，機械手處于夾持狀態
B.電機轉軸與擺桿剛連接，連桿2與抓手也是剛連接
C.夾持時，連桿2、擺桿和抓手均存在受彎曲
D.夾持時，連桿1受壓、電機轉軸受扭轉、橡膠墊受彎曲
3.如圖所示是一款手搖鉆，適用于多種材質。關于該手搖鉆說法錯誤的是(　　)
A.手柄1和齒輪柄之間是剛連接
B.鉆孔操作過程中，齒輪柄主要受彎曲，鉆頭主要受壓和受扭轉
C.鉆夾頭鑰匙可調節鉆頭夾持范圍，安裝不同規格的鉆頭
D.鉆夾頭鑰匙在夾緊鉆頭時，鑰匙柄主要是受彎曲
4.如圖b所示的剎車演示結構，在力F的作用下，上下閘瓦抱住轉動盤，使轉動盤停止轉動。如圖a所示，撤去力F后，剎車手柄在配重的作用下，帶動連桿1、連桿2取消剎車動作。下列關于該結構的說法中錯誤的是(　　)
A.剎車時，上閘瓦受彎曲，連桿1受拉，手柄受彎曲，轉動輪受扭轉
B.連接1，連接2，轉動輪與轉動軸之間均為鉸連接
C.力F撤去后，為了能取消剎車動作，配重應加在A處
D.為提高剎車時的穩定性，演示結構重心應偏右側
5.如圖所示是一夾持機構，氣缸活塞桿向前伸出時帶動連桿、支撐臂運動，利用夾持臂把工件夾住。其中夾持臂連接在支撐臂上，擋位銷防止夾持臂向內閉合。下列分析錯誤的是(　　)
A.氣缸活塞桿后退時，連桿主要受壓
B.氣缸活塞桿前后運動時，彈簧均受拉
C.工件夾緊后，夾持臂主要受彎曲
D.工件夾緊后，活塞桿繼續往前運動，工件被夾持的力不變
6.如圖所示是一種手動工件鎖緊結構。卡抓勾住工件后，通過轉動手柄可使工件被鎖緊，下列說法中正確的是(　　)
A.絲桿與支架的連接屬于鉸連接
B.轉動手柄使工件被鎖緊的過程中，需要對手柄向下施加壓力
C.轉動手柄使工件被鎖緊的過程中，手柄受彎曲、絲桿受壓、支架受壓
D.工件被鎖緊后(不再轉動手柄)，絲桿受壓、卡抓受彎曲和受拉
7.如圖所示的裝修輔助升降支架，下列分析中正確的是(　　)
A.連桿與升降管的連接既不是剛連接，也不是鉸連接
B.圖示F作用下，支架克服阻力P
C.支架克服阻力P的狀態下，連桿受壓
D.擺桿1上的腰形孔可以用普通圓孔代替
8.如圖所示為手搖發電機的內部結構，轉動搖把，通過轉輪、皮帶、軸帶動轉子轉動，從而發電。當搖把由最高點往最低點轉動時，搖把、支架、皮帶、軸的主要受力形式是(　　)
A.搖把受彎曲、支架受壓和受彎曲、皮帶受拉、軸受彎曲
B.搖把受彎曲、支架受壓、皮帶受拉、軸受彎曲和受扭轉
C.搖把受彎曲、支架受壓、皮帶受拉、軸受彎曲
D.搖把受彎曲、支架受壓和受彎曲、皮帶受拉、軸受彎曲和受扭轉
9.(2022·12月浙江省方向性)如圖所示的可調節臺燈，可在調節范圍內任意高度固定。下列對彈簧、支架1和銷軸主要受力形式的分析中正確的是(　　)
A.彈簧受壓，支架1受拉，銷軸受彎曲
B.彈簧受拉，支架1受壓，銷軸受剪切
C.彈簧受拉，支架受1彎曲，銷軸受剪切
D.彈簧受壓，支架受1彎曲，銷軸受彎曲
10.如圖所示是一種推桿機構，圖示狀態下逆時針方向回拉手柄時，手柄通過機座上的銷軸回轉，并通過銷釘帶動連桿1，連桿1帶動連桿2從而使推桿抵抗阻力F。不考慮桿件自重，以下關于該機構分析正確的是(　　)
A.逆時針回拉手柄，推桿一直向右移動
B.當連桿1、連桿2和推桿共線時，放開手柄，連桿1受彎曲
C.機構在阻力F作用下靜止時，連桿2一定受拉
D.機構在運作過程中，順時針推手柄，也可克服阻力F
11.如圖所示是一款可升降桌子。電機及齒輪的轉動，帶動從動齒輪和支撐桿運動，支撐桿通過連桿帶動桌面平穩升降。在圖示狀態下，下列關于該桌子結構的分析中正確的是(　　)
A.連桿、桌腳、支撐桿均受彎曲
B.連桿受壓、支撐桿和桌腳受彎曲
C.從動齒輪與支撐桿之間的連接屬于鉸連接
D.桌腳前端的小彎腳設計主要出于美觀考慮
12.如圖所示是某機器人的機械手結構示意圖，在力F的作用下，傳動桿通過U形桿和連桿帶動夾頭，將工件夾緊。工件夾緊時，傳動桿和連桿的主要受力形式是(　　)
A.傳動桿受壓和受彎曲、連桿1受彎曲、連桿2受拉
B.傳動桿受壓和受彎曲、連桿1受彎曲、連桿2受壓
C.傳動桿受壓、連桿1受彎曲和受拉、連桿2受壓
D.傳動桿受壓、連桿1受彎曲和受壓、連桿2受拉
13.如圖所示是一款機械夾持裝置，在力F的作用下推桿通過連桿1和連桿3帶動壓塊運動，將工件夾緊。工件夾緊時，下列對各構件主要受力形式的分析中正確的是(　　)
A.推桿和限位箍鉸連接　　　　　　　　　　　　
B.連桿1受壓、連桿2受壓、連桿3受彎曲
C.連桿1受拉、連桿2受拉、連桿3受壓
D.連桿1受壓、連桿2受拉、連桿3受彎曲
14.如圖a所示為一款壓緊機構。零件放置后，轉動螺紋桿至圖b所示狀態，旋轉螺紋桿，直至壓板將零件壓緊。壓緊時，壓板、螺紋桿、銷軸2的主要受力形式是(　　)
A.壓板受壓、螺紋桿受壓、銷軸2受彎曲
B.壓板受彎曲、螺紋桿受拉、銷軸2受剪切
C.壓板受壓、螺紋桿受拉、銷軸2受彎曲
D.壓板受彎曲、螺紋桿受壓、銷軸2受剪切
15.如圖所示的傳動機構，轉軸帶動曲柄逆時針轉過約90°，機構由圖1變為圖2，其中轉動件1 與曲柄鉸連接，轉動件2與桿2鉸連接，曲柄與轉軸剛連接。對這個轉動過程中的構件受力分析，下列選項中正確的是(　　)
A.桿1先受壓后受拉，曲柄受彎曲，桿3先受壓后受拉
B.桿1先受拉后受壓，曲柄受彎曲，桿3先受壓后受拉
C.桿1先受拉后受壓，曲柄受扭轉，桿3先受拉后受壓
D.桿1先受壓后受拉，曲柄受扭轉，桿3先受壓后受拉
16.如圖所示是一壓緊機構，通過調節伸縮桿的長度可以使壓桿壓緊或松開工件。當壓桿壓緊工件時，對伸縮桿、桿 3 和銷軸主要的受力形式的分析中，正確的是(　　)
A.伸縮桿受壓，桿3受拉，銷軸受剪切
B.伸縮桿受壓，桿3受彎曲，銷軸受剪切
C.伸縮桿受彎曲，桿3受彎曲，銷軸受彎曲
D.伸縮桿受彎曲，桿3受拉，銷軸受彎曲
17.如圖是筒狀工件的吊裝夾具，由摩擦塊、上盤、下盤、壓板、彈簧以及連桿等組成。夾裝時先托住上盤，下壓壓板，摩擦塊向內收縮后將夾具裝入筒內壁，松開壓板，彈簧復位，摩擦塊向外張開，卡夾在筒內壁. 拉動吊桿，進一步增加摩擦塊與筒內壁的壓力。下列說法錯誤的是(　　)
A.吊裝過程中彈簧始終受壓 B.擋圈與吊桿可能是鉸連接
C.連桿1與上盤屬于剛連接 D.吊裝過程中連桿2受彎曲，連桿3受壓
專題14　結構及其設計
基礎鞏固篇
1.C　[扶手與側板之間只有剛連接才能提供支撐不變形：由圖中踏板、側板和油壓桿之間展開和收攏的圖中得到三角形到直線的變化，連接點實現轉動，鉸連接：油壓桿不僅在樓梯展開時提供三角形邊的結構支撐，更主要的是提供了伸縮變化，采用鉸連接，利用平行四邊形的不穩定性實現了樓梯的折疊和展開，選項C錯誤。]
2.D　[選項A.支撐腿能拉開和收攏，是由于支撐腿與箱體之間采用了鉸連接，錯。選項B.由于箱體及座位上人的重力向下，因此是至少3點受力，還有受彎曲，錯。選項C.推拉桿設計成可伸縮結構，是為減小體積，便于攜帶。]
3.C　[背撐增加了椅子的整體強度，但與斜板與底板間的連接強度無關，故選C。]
4.B　[本題主要考查結構受力。活塞桿沿箭頭方向運動時，各連桿均受壓，夾持手受彎曲，將工件夾緊，選項B錯誤。]
5.B　[因為扳動手柄，手柄受力后一面受壓，另一面受拉，所以手柄受彎曲；因為螺紋桿左邊受壓，夾緊過程中由于轉動螺紋桿，還會受扭轉，所以螺紋桿受壓和受扭轉；因為螺紋桿和滑塊之間要能轉動并帶動滑塊左移，所以它們之間為鉸連接。因此答案選B。]
6.D　[在圖示狀態，兩滑塊與底座是滑動連接而不是鉸連接。手柄在運動過程中受彎曲而不是受扭轉。該壓緊裝置不適合用于壓緊任意形狀的工件。無論是壓緊還是松開狀態，彈簧均受壓。所以選D。]
7.C　[支撐桿1受到的力不是沿桿的方向，是受彎曲而不是受壓；臺燈要折疊，底板1與底板2需要相對轉動，是動連接而不是靜連接；折疊時，燈頭板與支撐桿1需要嵌進支撐桿2，因此，支撐桿2需要設計成H型；支撐桿1和支撐桿2需要轉動，不能用鐵釘連接。所以選C。]
8.B　[氣缸向下運動推動夾持臂向右移動，通過齒輪帶動夾持臂1向左移動實現工件的夾緊，連桿1與基座的連接位置固定，氣缸向下運動的同時向左移動，因此氣缸固定架和基座之間不能采用剛連接；上下齒條同距離反向移動，不同大小的工件，夾緊后其中心位置不變；齒輪順時針轉動時，工件被夾緊，夾緊后齒輪受扭轉；夾緊工件時連桿1受壓，夾持臂1受彎曲。所以選B。]
9.C　[推力F斜推連桿擠壓連桿1推動擺桿，然后帶動連桿2使得推桿2往左運動，克服阻力P；力F往左推動，同時左端斜向上，推桿1受壓和受彎曲；連桿1被擠壓，兩端鉸連接，受壓；擺桿三點受力，受彎曲；連桿2往左拉動推桿2，且在同一直線上，推桿2只受拉，選項C正確。]
10.C　[讀題目可知，氣缸夾緊機構，通過氣缸伸縮桿的移動帶動壓板移動，從而實現對工件的夾緊與松開，夾緊工件時氣缸壓著伸縮桿向下運動，對伸縮桿產生壓力，伸縮桿將連桿2壓到水平位置，壓板產生彎曲從而壓緊零件，所以伸縮桿受壓力，連桿2受壓，壓板受彎曲，所以答案選C。]
11.B
12.C　[題中驅動桿順時針轉動過程中，帶動連桿B端向上運動，進而使得驅動桿與連桿兩端距離AC增大，C端向左移動，擺桿1上的D點為固定在基座上的固定轉軸，與蹺蹺板中間的支點類似，C端向左移動，則E端向右移動克服阻力F。驅動桿為曲柄，采用軟化法可知驅動桿受彎曲；驅動桿轉動過程中對連桿有向左上方的推力，擺桿1對連桿有右下方的阻力，產生擠壓的效果，所以連桿受壓；擺桿1對推桿有右下方推力，還有向左的阻力F，產生擠壓的效果，所以推桿受壓，答案C正確。]
13.D　[當重物被撐起時，其運動形式如下圖所示。]
14.B　[力F作用下，螺桿向左拉，擺桿向左壓緊。螺桿和連接塊1、2剛連接，但是連接塊1、2是鉸接到其他桿上，所以螺桿受拉。曲柄的轉動角度是固定的，調節螺桿與連接塊的相對位置，可以改變擺桿的擺動角度。選B。]
能力提升篇
1.A　[配重箱的作用，使塔吊的重心落在支撐面內，保持穩定，不是降低重心，故選A。]
2.D　[選項D：連桿1受壓、電機轉軸受扭轉、橡膠墊受壓，選項錯誤。]
3.A　[手柄1和齒輪柄之間，為了方便操作，是鉸連接，選項A錯誤。]
4.B　[選項B：轉動輪與轉動軸之間應為剛連接，否則無法實現傳動和剎車，選項錯誤。]
5.D　[選項D：氣缸活塞桿向后運動時連桿受壓向后分開運動，兩支撐臂分開，兩夾持臂分開，后放開工件，選項錯誤。]
6.D　[選項A：絲桿與支架的連接既不是鉸連接也不是剛連接，選項錯誤；選項B：不需要施加向下的力，利用絲杠和支架中的螺孔進行上下移動，選項錯誤；選項C：絲杠受拉，支架受彎曲，選項錯誤。]
7.C　[選項A：連桿和升降管屬于鉸連接，選項錯誤；選項B：圖示F作用下升降管下降，支架克服阻力P應向上，選項錯誤；選項C：支架克服阻力向下說明升降管向上，此時連桿受壓，選項正確；選項D：為了實現升降管上下移動擺桿1上必須要腰形孔，選項錯誤。]
8.D　[本題考查結構的受力分析，搖把受彎曲“支架受壓和受彎曲”，皮帶受拉“軸受彎曲和受扭轉”，故選D。]
9.C
10.D　[逆時針回拉手柄，推桿先向右移動，再向左移動，A錯誤；當連桿1、連桿2和推桿共線時，放開手柄，連桿1受壓，B錯誤；機構在阻力F作用下靜止時，連桿2可以受拉也可以受壓，C錯誤；機構在運作過程中，順時針推手柄，也可以克服阻力F。]
11.B　[從動齒輪與支撐桿之間的連接屬于剛連接；桌腳前端的小彎腳設計主要考慮桌子的穩定性；連桿受壓、桌腿受彎曲、支撐桿受彎曲。故選B。]
12.C　[傳動桿受兩端擠壓，連桿1受彎曲和受壓，連桿2下端的夾頭向下，所以連桿2受拉。]
13.D　[圖a為松開時，圖b為夾緊；觀察從松開到夾緊可知桿1受壓，桿2受拉，連桿3受三個力所以受彎曲。]
14.B　[當壓板壓住零件后，壓板以螺紋桿為支點壓住零件，為彎曲受力，螺紋桿是通過向下擰螺紋壓住壓板，所以壓板對螺紋桿有反向的拉力，所以螺紋桿受拉力，銷軸2受到螺紋桿的向上拉力，所有銷軸2有彎曲變形的趨勢，所以銷軸2受彎曲。]
15.A　[轉軸轉動時，轉動件1先向上再向下運動，所以滑塊先向左滑動，再向右滑動。桿1和桿3為二力桿，先受壓后受拉，曲柄受彎曲。]
16.B　[當壓桿壓緊工件時，伸縮桿往上頂桿1，根據作用力和反作用力，伸縮桿受壓；桿3屬于L形桿，與桿1、桿2、底座均有連接，受到3個及以上的力，因此受彎曲；銷軸受到作用線相距很近，且大小、方向相反的一對力，因此受剪切。]
17.C　[A：吊裝過程中，下壓壓板后會使下盤往下擠壓彈簧，彈簧處于壓縮狀態，則松開壓板，彈簧會對下盤產生向上的作用力，進而帶動摩擦塊向外張開。B：在吊裝過程中，擋圈用于上盤的限位，與吊桿之間無相對移動，但可以在水平面上有相對轉動，故可能是鉸連接。C：連桿1與下盤固定在一起為剛連接，在壓板向下壓的過程中，連桿1會相對上盤向下運動，因此連桿1和上盤之間不是剛連接。D：吊裝過程中，連桿2受到連桿3斜向上的作用力，受彎曲，連桿3在下盤作用下，受壓。]

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