典型结构设计项目----篮球架模型设计制作(龚燕江)

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1.设计需求分析

结构设计应考虑的主要因素：

人们设计结构是为了完成某种任务或满足特定的需要。在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素。

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。

结构设计应考虑的主要因素：

①符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求；②安全因素；③公众和使用者的审美需求；④使用者的个性化需要；⑤对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。

在工程的结构设计中，应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度，使结构在规定的条件下和规定的

使用期限内，能实现一定的功能的同时，还

要考虑经济因素，如做到用料省、成本低等，也就是说，力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。

不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重，但无论在哪一类用途的结构设计中，安全都是至关重要的因素。

篮球架模型作为典型的结构设计项目在学习结构知识、制作技能训练、课堂教学演示等方面具有突出作用。

2.设计要求：具有一定的稳定性和强度，装饰性，尺寸符合比例等。

篮球架模型结构比例上采用实际比赛用篮球架1：10尺寸比例。

① 篮板要用适宜的透明材料制成，它们是

整块的，具有与0.03米(3厘米)厚的硬木篮板相同的坚硬度。它们也可用0.03米(3厘米)厚、漆成白色的硬木板制成。 ② 篮板的尺寸是：横宽1.80米，竖高1.05

门、窗、高压电线塔，都属于框架结构。我们看到操场上的篮球架，也是一种框架结构。下面我们通过制作一个简单的框架结构-----篮球架模型框架结构，来进一步了解框架的特点。 结构设计

功能 成本

强度

稳定

美观

……

安全 寿命

人的个性化需要

米，下沿距地面 2.90米。

③ 国际篮联的适当部门，如地区委员会对

地区或洲的比赛，或国家联合会对所有国内的比赛，也有权批准横宽1.80米，竖高 1.20米，下沿距地面2.75米的篮板尺寸。

④ 篮圈要按如下要求制作：

实心铁条，内径为0.45米(45厘米)，漆成橙色；圈条的直径最小为0.017米(17毫米)，最大为0.020米(2 0毫米)，圈的下沿设有小环或类似的东西，以便

悬挂篮网；

对篮板底部及支架要作包扎以保证安全（包扎要求略）。

篮球架结构分析 1． 影响篮球架稳定性的因素

（1）结构的形状：结构形状不同，其稳定性也不同。篮球架的重心若超出其支撑面，则要翻倒，即失稳。（注意 安全因素）

（2）重心的位置：作用在物体重心上的重力，总有将物体的重心尽量拉近（吸向）地面的趋势。所以重心越低越稳。

（3）结构的底座：结构与地面接触所形成的支撑面越大越稳定。

（4）材料：材料也会影响结构的稳定性。

不同的材料有承受不同应力极限的能

力，形状相同，材料不同，强度就不同。

（5）材料的连接方式：不同的连接方

式，受力传递方式和效果不一样。

优秀的结构设计表现在结构的实用功

能与形式的统一上。赏析结构设计作品，可

以从技术与文化两个角度进行。

2．技术角度主要关注点

结构的使用功能的实现；结构的稳固耐

用；结构造型设计的创意和表现力；材料使

用的合理性；工艺制造的精湛程度等。

结构的美学原则；结构的个性特征等。

不同的结构具有不同的功能，能承受不

同的力，抵抗不同的变形。构件受外力作用

时，要发生形状或大小的改变，这种改变称

为变形。

加油站：材料选择与制作方法

动手做：

设计的表达

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材料介绍

（1）篮板选用有机玻璃—透明美观与比赛用篮板相近，强度高、质量轻、便于加工等。

（2）支撑框架采用铝合金角杆材料——强度高、质量轻、便于加工、美观等。

（3）底座采用木制板材—便于固定和增加配重等。

连接方式的设计：桁架由三角形组成，螺栓连接。

制作方法：

1.使用的主要工具及操作要点

学习工具的标准操作：按照安全操作规范使用手锯（钢锯）、锉、钻、刨等。

（1）手锯使用

手锯锯条多用碳素工具钢和合金工具钢制成，并经热处理淬硬。手锯在使用中，锯条折断是造成伤害的主要原因。所以在使用中应注意以下事项：

①应根据所加工材料的硬度和厚度去正确的选用锯条；锯条安装的松紧要适度，根据手感应随时调整。

②被锯割的工件要夹紧，锯割中不能有位移和振动，以防锯割时工件移动而使锯条折断。同时也要防止夹坏已加工表面和工件变形。锯割线离工件支承点要近。

③锯割时要扶正锯弓，防止歪斜，起锯要平稳，起锯角不应超过15º，角度过大时，锯齿易被工件卡夹。

④锯割时，向前推锯时双手要适当的加力；向后退锯时，应将手锯略微抬起，不要施加压力。用力的大小应根据被割工件的硬度而确定，硬度大的可加力大些，硬度小的可加小些。

⑤安装或调换新锯条时，必须注意保证锯条的齿尖方向要朝前；锯割中途调换新条后，应调头锯割，不宜继续沿原锯口锯剖；当工件快被锯割下时，应用手扶住，以免下落伤脚。

（2）手电钻使用

①金属外壳要有接地或接零保护：塑料

外壳应防止碰、磕、砸，不要与汽油及

其他溶剂接触；

②钻孔时不宜用力过大过猛，以防止工

具过载；转速明显降低时，应立即把稳，

减少施加的压力；突然停止转动时，必

须立即切断电源。

③安装钻头时，不许用锤子或其他金属

制品物件敲击，手拿电动工具时，必须

握持工具的手柄，不要一边拉软导线，

一边搬动工具，要防止软导线擦破、割

破和被轧坏等。

④较小的工件在被钻孔前必须先固定

牢固，这样才能保证钻时使工件不随钻

头旋转，保证作业者的安全。

⑤外壳的通风口(孔)必须保持畅通；必

须注意防止切屑等杂物进人机壳内。2．工艺要求

（1）有机玻璃篮板加工要求：尺寸比例、四边磨光滑、篮框位置准确。

（2）铝合金支撑架加工要求：尺寸比例、光滑无毛刺、位置准确、螺栓连接牢固。

（3）底座加工要求：木制、光滑、加