2019年山東省職業(yè)院校技能大賽中職“工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)客實(shí)踐”賽項(xiàng)樣題

樣題第9頁參賽選手須知比賽時(shí)間4小時(shí)，賽題共3大題5道題目，參賽選手需完成全部題目。賽題共7頁，參賽選手應(yīng)始終保持賽題完整，不得拆散賽題。參賽選手須嚴(yán)格按照題目規(guī)定的路徑及名稱存儲(chǔ)文件，未存儲(chǔ)到指定位置的運(yùn)行記錄或程序文件不作為競賽成果予以評(píng)分。計(jì)算機(jī)編輯文件應(yīng)實(shí)時(shí)存盤，客觀原因斷電情況下，酌情補(bǔ)時(shí)不超過15分鐘。工程圖按照題目圖紙樣式，依據(jù)機(jī)械制圖“圖樣畫法”國家標(biāo)準(zhǔn)繪制；工程圖標(biāo)題欄、明細(xì)欄要求如下：六視圖、爆炸圖標(biāo)題欄要求填寫圖樣名稱、圖樣代號(hào)及基礎(chǔ)視圖比例；零件圖標(biāo)題欄要求填寫圖樣名稱、圖樣代號(hào)、零件材料、零件重量及基礎(chǔ)視圖比例。視圖比例零件重量圖樣代號(hào)圖樣名稱視圖比例零件重量圖樣代號(hào)圖樣名稱零件材料工程圖明細(xì)欄要求包含序號(hào)、代號(hào)、名稱、數(shù)量、材料、重量及備注；明細(xì)欄總寬180mm，各列寬度依次為8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。321序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量材料重量備注根據(jù)各題目要求，使用指定的軟件工具完成相應(yīng)的題目。樣題僅列舉題目格式與要求，所用模型文件等與實(shí)際比賽不同。

題目1共享單車（25%）共享單車如圖1-1，請根據(jù)給出的圖紙及要求，完成產(chǎn)品模型建立與設(shè)計(jì)表達(dá)。圖1圖1-1共享單車本題需提交的文件及相關(guān)要求見表1-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號(hào)\1-共享單車”；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表1-1題目1需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）項(xiàng)目項(xiàng)目文件共享單車.ipj零

件傳動(dòng)箱模型及工程圖傳動(dòng)箱.ipt、傳動(dòng)箱.idw傳動(dòng)箱蓋A僅模型傳動(dòng)箱蓋A.ipt傳動(dòng)箱蓋B僅模型傳動(dòng)箱蓋B.ipt曲柄僅模型曲柄.ipt腳蹬模型及工程圖腳蹬.ipt、腳蹬.idw車座僅模型車座.ipt車把安裝盒僅模型車把安裝盒.ipt車把安裝盒蓋僅模型車把安裝盒蓋.ipt左車把模型及工程圖左車把.ipt、左車把.idw左車把套僅模型左車把套.ipt右車把僅模型右車把.ipt右車把套僅模型右車把套.ipt前擋泥板僅模型前擋泥板.ipt后擋泥板僅模型后擋泥板.ipt輪轂-5僅模型輪轂-5.ipt輪轂蓋-5孔僅模型輪轂蓋-5孔.ipt部件相關(guān)部件模型、六視圖、爆炸圖及明細(xì)欄共享單車.iam其余零件已提供共享單車六視圖.idw共享單車.ipn共享單車爆炸圖.idw設(shè)計(jì)表達(dá)展示動(dòng)畫共享單車展示動(dòng)畫.wmv按照提供的視頻由Studio渲染完成，需要包括單車前行與車把轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作；時(shí)長5秒；大小1280×720。圖2-1活塞式氣動(dòng)馬達(dá)題目2圖2-1活塞式氣動(dòng)馬達(dá)活塞式氣動(dòng)馬達(dá)如圖2-1。本題目分為兩部分，請首先根據(jù)給出的圖紙及要求，完成活塞式氣動(dòng)馬達(dá)的模型建立與設(shè)計(jì)表達(dá)；再根據(jù)題目中列出的需求，完成活塞式氣動(dòng)馬達(dá)支架的設(shè)計(jì)改進(jìn)。題目2-1活塞式氣動(dòng)馬達(dá)建模與表達(dá)請根據(jù)給出的圖紙及要求，完成產(chǎn)品模型建立與設(shè)計(jì)表達(dá)。本題應(yīng)使用Inventor完成，需提交的文件及相關(guān)要求見表2-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號(hào)\2-1-活塞式氣動(dòng)馬達(dá)建模與表達(dá)”；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表2-1題目2-1需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）項(xiàng)目項(xiàng)目文件活塞式氣動(dòng)馬達(dá).ipj零

件底座僅模型底座.ipt支架模型及工程圖支架.ipt、支架.idw需使用SheetMetal.ipt創(chuàng)建。氣缸模型及工程圖氣缸.ipt、氣缸.idw飛輪模型及工程圖飛輪.ipt、飛輪.idw曲柄圓盤僅模型曲柄圓盤.ipt連接軸僅模型連接軸.ipt活塞僅模型活塞.ipt連桿僅模型連桿.ipt氣缸蓋僅模型氣缸蓋.ipt曲柄銷僅模型曲柄銷.ipt節(jié)流螺栓僅模型節(jié)流螺栓.ipt部件相關(guān)部件模型、裝配圖、爆炸圖及明細(xì)欄活塞式氣動(dòng)馬達(dá).iam各標(biāo)準(zhǔn)件由資源中心調(diào)入?；钊綒鈩?dòng)馬達(dá)裝配圖.idw活塞式氣動(dòng)馬達(dá).ipn活塞式氣動(dòng)馬達(dá)爆炸圖.idw設(shè)計(jì)表達(dá)裝拆動(dòng)畫活塞式氣動(dòng)馬達(dá)裝拆動(dòng)畫.wmv按照提供的視頻由表達(dá)視圖模塊制作，需要包括全部零件拆解動(dòng)作；時(shí)長不超過30秒；大小1280×720。

題目2-2活塞式氣動(dòng)馬達(dá)設(shè)計(jì)改進(jìn)如圖2-2，活塞式氣動(dòng)馬達(dá)各部件通過“1901-02支架”固定于底座，支架材質(zhì)為鋼，重量0.034kg。請根據(jù)以下條件，使用衍生式設(shè)計(jì)方法，對“支架”進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。支架支架5N·m5N·m圖2-21901-02支架圖2-3支架最大靜態(tài)扭轉(zhuǎn)載荷示意保持支架上方各零部件安裝位置不變。保持支架與其他零件連接方式不變，即通過4個(gè)螺釘固定于底座，且另通過2個(gè)螺釘與氣缸連接?？紤]氣缸工作時(shí)對支架的作用力，以豎直向下方向5倍于支架所承零部件重量、最大靜態(tài)扭轉(zhuǎn)載荷5N·m（在支架與氣缸連接面的兩螺釘孔圓心連線中心處垂直應(yīng)用，如圖2-3）為載荷條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。材料指定為鋼，制造方式為增材制造，最小壁厚設(shè)置為3mm。以最小重量為設(shè)計(jì)目標(biāo)，安全系數(shù)取為2.0。使用仿真（Simulation）模塊對輕量化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。題目2-2需提交的文件及相關(guān)要求見表2-2；所有文件須保存在“桌面\賽位號(hào)\2-2-活塞式氣動(dòng)馬達(dá)設(shè)計(jì)改進(jìn)”；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表2-2題目2-2需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）零件輕量化支架支架L.f3d或支架L.stp部件相關(guān)部件模型、裝配圖活塞式氣動(dòng)馬達(dá).iam使用輕量化設(shè)計(jì)支架替換原有設(shè)計(jì)方案的部件模型與裝配圖?；钊綒鈩?dòng)馬達(dá)裝配圖.idw設(shè)計(jì)報(bào)告支架設(shè)計(jì)改進(jìn)說明設(shè)計(jì)改進(jìn)說明.pptx需使用提供的報(bào)告模板完成。設(shè)計(jì)說明（此部分提供模板.pptx文件，選手須在模板中填寫）

設(shè)計(jì)條件保留區(qū)域障礙區(qū)域載荷條件約束條件材料設(shè)置加工方式設(shè)置粘貼相應(yīng)圖片粘貼相應(yīng)圖片粘貼相應(yīng)圖片粘貼相應(yīng)圖片粘貼相應(yīng)圖片粘貼相應(yīng)圖片填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明填寫文字說明設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)結(jié)果選擇設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)證粘貼衍生式設(shè)計(jì)分析得出的各設(shè)計(jì)方案圖片

選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案并簡述原因使用仿真分析工具檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果

粘貼等效應(yīng)力、位移及安全系數(shù)分析結(jié)果并填寫必要的文字說明分析比對設(shè)計(jì)方案比較零件重量比較部件性能比較輕量化設(shè)計(jì)前

方案圖片及

文字說明輕量化設(shè)計(jì)后

方案圖片及

文字說明輕量化設(shè)計(jì)前

零件重量（軟件計(jì)算截圖）輕量化設(shè)計(jì)后

零件重量（軟件計(jì)算截圖）輕量化設(shè)計(jì)前

等效應(yīng)力、位移及安全系數(shù)輕量化設(shè)計(jì)后

等效應(yīng)力、位移及安全系數(shù)題目3創(chuàng)客實(shí)踐（30%）本題目分為題目3-1和題目3-2兩部分。第一部分要求完成運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；第二部分要求完成相應(yīng)零部件的制造準(zhǔn)備。題目3-1運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)氣缸工作原理見圖3-1，壓縮空氣通過氣缸通氣道進(jìn)入活塞頂面，推動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，活塞上下運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)換成曲柄圓盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。請按要求完成如下計(jì)算，并填寫機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告。圖3-1氣缸工作原理計(jì)算現(xiàn)行設(shè)計(jì)方案中氣缸的行程。若活塞行程調(diào)整為14mm，且仍將到達(dá)氣缸頂部，1901-05曲柄圓盤及1901-08連桿應(yīng)作怎樣的調(diào)整；要求僅變更兩個(gè)零件中的各一個(gè)尺寸。設(shè)活塞受到的壓力為10N，曲柄圓盤轉(zhuǎn)速為1r/s，使用Inventor運(yùn)動(dòng)仿真工具，找出“連桿”在一個(gè)工作周期中受力最大的位置，并使用Inventor應(yīng)力分析工具，分析此時(shí)連桿應(yīng)力、應(yīng)變情況。題目3-1要求使用Inventor完成，需提交的文件及相關(guān)要求見表3-1；所有文件須保存在“桌面\賽位號(hào)\3-1-運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”；不得為不同類型的文件單獨(dú)創(chuàng)建文件夾。表3-1題目3-1需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）零件尺寸調(diào)整后的曲柄圓盤曲柄圓盤V2.ipt、

曲柄圓盤V2.idw滿足條件2的零件模型及零件圖。尺寸調(diào)整后的連桿連桿V2.ipt、連桿V2.idw設(shè)計(jì)報(bào)告機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明報(bào)告機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明.pptx包含原有設(shè)計(jì)方案的氣缸行程數(shù)據(jù)；需使用提供的報(bào)告模板完成。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明（此部分提供模板.pptx文件，選手須在模板中填寫）原有方案調(diào)整后方案連桿工程分析粘貼曲柄圓盤、連桿工程圖粘貼運(yùn)動(dòng)仿真與應(yīng)力分析（含等效應(yīng)力、位移和安全系數(shù)分析）圖片原有設(shè)計(jì)方案中氣缸行程=mm說明曲柄圓盤、連桿中調(diào)整的尺寸添加必要的文字說明題目3-2制造準(zhǔn)備任務(wù)1選擇合理的增材制造（3D打印）方式，設(shè)置恰當(dāng)?shù)膮?shù)完成題目2-2改進(jìn)后底盤支架的增材制造，并將各項(xiàng)打印參數(shù)填入增材制造報(bào)告。本題目需提交的文件及要求見表3-2。文件須保存在“桌面\賽位號(hào)\3-2-制造準(zhǔn)備”。表3-2增材制造部分需提交的文件內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）制造報(bào)告增材制造報(bào)告增材制造報(bào)告.pptx需使用提供的報(bào)告模板完成。增材制造報(bào)告（此部分提供模板.pptx文件，選手須在模板中填寫）零件圖參數(shù)設(shè)置（選擇）設(shè)置界面粘貼衍生式設(shè)計(jì)得到的

底盤支架模型圖片方向選擇支撐設(shè)置層厚設(shè)置速度設(shè)置填充率設(shè)置噴頭溫度設(shè)置平臺(tái)溫度設(shè)置……粘貼軟件設(shè)置界面截圖任務(wù)2使用減材制造（數(shù)控銑削加工）方法，安排合理的加工工藝，完成圖3-2所示爪連桿的頂面精加工處理（現(xiàn)余量1mm）及孔加工準(zhǔn)備。要求使用Fusion360輸出加工代碼并填寫減材制造報(bào)告。未打孔余量1mm未打孔余量1mmA零件圖B加工需求圖3-1爪連桿減材制造準(zhǔn)備本題目需提交的文件及要求見表3-3。文件須保存在“桌面\賽位號(hào)\3-2-制造準(zhǔn)備”。表3-3減材制造部分需提交的物品（文件）內(nèi)容需提交的文件文件命名方式要求（備注）制造報(bào)告減材制造報(bào)告減材制造報(bào)告.pp