设计要求、标准和限制 知识点题库

小李是个高中生，在平时生活中发现，经常看到一些车祸的报告，人们研究发现其中一个重要的原因是，当对面的车使用远光灯是，会使人瞬间“失明”，使人看不到前方的情况，从而酿成车祸。小李想设计一款能预防远观灯的眼镜，解决此问题小李会受到哪些条件的限制（   ）

①时间   ② 知识和技能  ③ 人力，物力，财力

在寒冷的冬天，人们往往紧闭门窗来保持室内的温度，小黄同学发现这种方式会使室内二氧化碳浓度升高，空气质量下降，不利于人的健康。小黄同学为了解决这个问题，计划设计一个自动换气装置，受到了各种主客观条件的限制，以下不属于限制条件的是（   ）

如图（b）所示为小王同学卧室床头的壁灯。由于卧室增添了一张书桌，须将床的位置向左移动50cm。此时发现壁灯的位置在床与书桌之间，距离床的位置为50cm，距离书桌的位置40cm（如图a所示），无法正常使用壁灯。于是小王想更换壁灯原有的固定连接杆，设计成可左右水平转动并能伸长距离的 壁灯，可用于在书桌阅读使用，也可用于床上阅读使用。请你帮助小王设计一个连接杆，使壁灯能实现左右转动并能伸长距离。设计要求如下：

⑴实现壁灯左右方向转动，调节方便

⑵实现壁灯能向左伸长至床，向右伸长至书桌

⑶不改变壁灯底座原来的安装位置

⑷主要材料采用 2mm 的钢板

原房间布局	现房间布局
图 （a）		图 （b）

请根据描述和设计要求完成以下任务：

为了运输方便，图a所示的床采用可拆卸 组装。床档的截面为50mm×50mm（如图c），床侧板内侧已预装好4颗等距分布的六角木螺钉（如图b），用于固定连接件。请设计用于固定床档和床侧板的连接件，提供5mm厚的钢板，满足以下要求：

a.连接件与床侧板连接牢固可靠，又可方 便拆卸；

b.连接件能牢固承托床档，不晃动，床档

与连接件之间不允许采用螺钉连接；

c.床档与连接件之间安装方便、容易拆卸。

请根据描述和设计要求完成以下任务：

如图所示是水位自动控制系统。通过电位器的作用经由电动机，减速器，控制阀（阀门）输出水量，由于水箱有进水量的变化，放置浮子将液位信号反馈到电位器上。电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等，从而液面保持在希望高度上。一旦流入水量或流出水量发生变化，水箱液面高度便相应变化。根据材料和示意图回答问题。

自行车停车架，主要用于自行车稳定停放及快速取放，小明通过某网搜索找到如图所示的自动车停车架（总体长宽高已经标注在下图中），性价比最高，他浏览了买家的评价记录，发现使用者反映这款不方便携带，不使用时比较占空间。小明购买停车架后，准备对停车架的缺点进行改进，请你帮小明设计一种改进方案。设计要求如下：

⑴停车架展开后功能和整体尺寸与原来的相同；

⑵停车架展开使用时能保持结构牢固可靠；

⑶停车架收拢后的尺寸要尽可能小，便于携带和存放；

⑷展开和收拢操作方便；

⑸材料自选。

请根据描述和设计要求完成以下任务：

如图甲所示为某物理实验装置，小明发现在实验过程中小车很容易冲出木板，于是想设计一个防小车跌落装置。相关尺寸见图乙，设计要求如下：

A. 不影响实验操作，安装方便，结构牢固可靠；

B. 对小车有一定的缓冲效果；

C. 可防止小车侧翻或前翻；

D. 采用2mm厚的钢板制作，其他辅助材料自选

请根据描述和设计要求完成以下任务：

如图甲所示是小明购买的一款家用投影机，为了方便使用，小明为它制作了一个支撑座（如图乙），使投影机能在处在一定的投影高度。请你帮助小明设计一个连接投影机和支撑座的连接件，已知投影机下部有一个直径为 8 ㎜的螺纹孔用于连接，支撑座上端的形状如图丙所示。设计要求如下：

A.连接件能牢固连接投影机和立杆，且安装拆卸方便。

B.连接后，投影机能实现向上、向下30°连续转动，实现投射角度可调，且连接可靠。

C.连接件采用厚度3mm，宽度42mm 的扁钢条制作。辅助配件自选。

D.连接件与投影机之间用直径为8mm的螺栓连接。

如图所示，小明为老师设计制作了一个手机直播架，他利用10mm的厚木板，上板放置手机，摄像孔对准圆孔，老师可在两侧板之间用笔进行讲解，制作好后还以坐标图的形式对该直播架进行评价。下列说法合理的是（    ）

如图所示为常见的直线往返运动机构。Ø100 的圆盘通过Ø8 的中心孔与电动机转轴（未画出） 相连，中心孔距离支架上端 80mm，圆盘上的销轴直径为Ø8。圆杆中间部分为齿条结构，齿条部分长 100mm。支架上有一个Ø10 的安装孔，距离圆杆 20mm。请设计一个连接销轴、支架与圆杆齿条部分的连接结构，当电机驱动圆盘逆时针转动时，连接结构在销轴的带动下，通过与齿条的部分的连接传动，实现圆杆的左右往返运动。设计要求如下：

A.能实现圆杆的左右往返运动；

B.通过圆盘的逆时针转动实现圆杆的左右往返运动；

C.结构简单，拆卸方便；

D.材料为钢板。

如图所示为一款黑板支架，利用黑板与立柱间的连接件，可实现黑板高度及角度可调。连接件与立柱用大梅花螺丝固定，连接件与黑板用小梅花螺丝进行紧固。使用中发现若黑板过重，连接不够牢固。现在左右两根立柱标记处钻孔，各再增加一连接件使黑板与支架的连接更加牢固。已知黑板有各种规格，如60cm*90cm，80cm*120cm等，厚度一般为15mm。孔处直径为φ8，大梅花螺丝直径为M8，小梅花螺丝直径为M6，不允许在黑板上钻孔。设计要求如下：

A．连接件与立柱紧固连接并能方便调节连接件角度；

B．连接件与黑板能用小梅花螺丝紧固并能方便调节黑板的高度；

C．当黑板倾斜时，连接件应与原有连接件的倾斜角度一致且在同一平面(黑板平面)上，因此连接件与立柱间要有8cm距离可调；

D．连接件用2mm的钢板制作，其他辅助材料自选。

请根据上述设计要求，完成以下任务：

小明同学想在寝室的墙上安装一个引体向上的装置，已知引体向上的杆子如图甲所示；与墙壁的连接件（仅画出一侧）如图乙所示，材料为钢。小明使用时发现，做完引体向上后，装置无法收起来，小明决定对连接件进行改进设计。请回答以下问题：

某厂家要设计一个把投影仪吊装在天花板上的装置，吊杆与投影仪连接部位尺寸如图乙所示，投影仪上安装孔之间的距离尺寸如图丙所示（投影仪上的安装螺纹孔直径为 4mm）。现在请你帮忙设计一个吊杆与投影仪之间的连接装置，设计要求如下：

1)连接装置适合安装60～300mm孔距的投影仪；

2)连接装置能可靠地连接吊杆与投影仪；

3)要有一定的刚性，安装好后投影仪不会晃动；

4)连接装置可以方便地从吊杆上拆下；

5)材料自选。

请根据描述和设计要求完成以下任务:

在上网课期间小明发现老师在试卷讲解时，需要用手一直拿着手机并保持一定高度使手机后置摄像头对准试卷（如图甲所示），使用起来十分不便。于是小明想利用所学的知识，设计制作一个简易的支架，用来放置手机。相关尺寸如下：图乙中手机尺寸为160×70×8mm，摄像头中心到上边沿的距离为30mm，到右边沿的距离为15mm；图丙中桌面厚度为40mm。设计要求如下：

A.该支架能与桌面连接可靠，易拆卸，不会损坏桌面；

B.手机放入支架后不易掉落；

C.支架高度能在100-200mm之间连续可调，不易滑落；

D.主要材料采用2mm厚的钢板，辅助材料自选。

自行车停车架，主要用于自行车稳定停放及快速取放，小明通过淘宝网搜索找到如图所示的自行车停车架（总体长宽高已经标注在下图中），性价比最高，他浏览了卖家的评价记录，发现使用者反应这款不方便携带，不使用时比较占空间。小明购买停车架后，准备对停车架的缺点进行改造，请你帮小明设计一种改进方案。设计要求如下：

1）停车架展开后功能和整体尺寸与原来的相同；

2）停车架展开使用时能保持结构牢固可靠；

3）停车架收拢后的尺寸要尽可能小，便于携带和存放；

4）展开和收拢操作方便；

5）材料自选。

请根据描述和设计要求完成以下任务:

小明家中的电视机机顶盒放置在一个与墙壁连接的支架上(如图所示)，在使用中，小明发现，该支架无法折叠，影响活动空间，小明决定针对该机顶盒支架进行改进设计。

小明因为学习需要，经常要用数码相机拍摄一些学习资料，学习资料平放在桌面上，手持相机会抖动而使照片模糊，相机与资料不平行会使所拍照片变形，为此想将数码相机固定在支架上，现在找到一款如下图支架，请你设计一款用于相机与支架之间（虚框处）的连接件。设计要求如下：

A．连接件与相机连接牢固可靠（相机下端有1螺纹孔，螺纹孔直径为5mm）；

B．连接件与支架连接牢固，支架直径为10mm，已经在支架前端套丝，（支架前端不完全与台面平行）；

C．能使所拍摄资料照片变形尽可能少；

D．材料为50mm宽、2mm厚、长任意的钢板，螺栓螺帽若干。

请根据上述设计要求，完成以下任务：

有一天，小明去通用技术操作室取自己制作的半成品相框，看到有四位同学在做金工模型。小明发现一张桌子上四个同学进行操作，相互影响大，且存在一定的安全隐患。小明与同学沟通，确实存在相关的问题，商量后准备在操作台中间安装一块防护板如图1，经过与通用技术老师沟通，这个防护板有现成的，且底部有图2所示的安装结构在防护板的A处，只是缺少一个能将防护板固定到桌面上的连接件。小明本人因为要完成相框的制作，所以请你帮忙设计这个连接件，画出其设计草图。具体设计要求如下：

①连接件与桌面固定可靠，且不能破坏桌面，桌面厚度45mm；

②连接件与防护板的连接，通过现有的安装结构实现(图2所示的安装结构距离防护板的底面和侧面均为30mm),不对防护板进行加工；

③安装后的防护板能承受一定的水平力；

④设计好的连接件在安装和拆卸的过程中不需要其他辅助工具；

⑤提供的材料为2mm的钢板，能弯折，辅助材料如标准件可自选。

请根据以上内容回答下面问题： 

如图a所示是公路上太阳能路灯的竖杆（固定在地面）和悬挂路灯的横杆。台风烟花过后，小明发现竖杆与横杆的焊接部位发生断裂。于是小明想设计一款竖杆与横杆的连接件。为方便连接件的安装，小明对竖杆与横杆预留了若干个孔，其中孔间距及孔径大小见图b。请帮助小明设计一款竖杆与横杆的连接件，对图b所示结构进行加固，要求如下：

A．具有一定的强度和稳定性；

B．结构简单，安装方便；

C．主要材料为各种规格的不锈钢，辅助材料自选。

如图1所示是普通的的学习桌，使用时桌面上的书本、文具等摆放零乱占地方，小明准备用图2中的台板，固定在书桌上，台板与书桌间竖直放置书本，台板上面放文具。已知台板下部钢管尺寸为（直径×长度）Φ25mm×190mm，书桌面板厚度为20mm，书的高度为185～295mm。请你帮助小明设计一个连接件将台板固定在书桌后面的面板上，制作连接件的材料为钢材，配件自选。设计要求如下：

图 1

图 2

A、连接件上端与台板的钢管相连接，下端固定在书桌后面的面板上

B、台板高度位置能连续调节，调节方便、固定可靠

C、竖直放置的书本取放方便；

D、不允许对书桌面板和钢管钻孔，连接件安装、拆卸方便

E、连接件具有足够的强度，结构简单。

请根据描述和设计要求完成以下任务：