全国大学生机械产品数字化设计大赛决赛现场试题

1、2014年全国大学生机械产品数字化设计大赛现场设计题2014-05-18武汉螺旋起重器的再设计（ Screw Jack Redesign） 仔细阅读设计要求，创造性的应用知识。仔细阅读设计要求，创造性的应用知识。 通过一个简单产品的再设计，做一项并不简单的设计。通过一个简单产品的再设计，做一项并不简单的设计。 设计设计用于学校某科研项目的螺旋起重器，其要用于学校某科研项目的螺旋起重器，其要求如下：求如下： 最大起重量：最大起重量：Q=20kN ； 最大升举高度：最大升举高度：L100mm； 起重时操作者作用在手柄上的力起重时操作者作用在手柄上的力F=180N。 起重器低速、间歇工作。单件生产，

2、对成本不起重器低速、间歇工作。单件生产，对成本不敏感，希望制造周期短，起重器重量要求尽可能轻、敏感，希望制造周期短，起重器重量要求尽可能轻、便于运输和携带。所有零件均要求采用金属零件。便于运输和携带。所有零件均要求采用金属零件。 螺旋起重器的初期设计方案如图螺旋起重器的初期设计方案如图1 1所示。螺杆所示。螺杆采用采用45#，梯形螺纹，梯形螺纹Tr 245；螺母采用青铜；螺母采用青铜ZCuSn10P1，螺母高度，螺母高度H=43mm ；底座采用；底座采用HT200。 现要求以该螺旋起重器的轻量化和加工周期短现要求以该螺旋起重器的轻量化和加工周期短为主要目标，对其结构、尺寸及选材进行再设计。为主

3、要目标，对其结构、尺寸及选材进行再设计。 起重器类型为普通型螺旋千斤顶（起重器类型为普通型螺旋千斤顶（JB/T2592-JB/T2592-2008)2008)，不得改变为剪式千斤顶。，不得改变为剪式千斤顶。 图图1 1 螺旋起重器结构示意图螺旋起重器结构示意图一、题一、题 目目1. 1.从选材、结构与工艺、尺寸等方面提出不少于从选材、结构与工艺、尺寸等方面提出不少于3 3个（含个（含3 3个）实现该螺旋起个）实现该螺旋起重器轻量化的原理方案。原理方案的表达方式不限（文字、示意图、结构图）重器轻量化的原理方案。原理方案的表达方式不限（文字、示意图、结构图）2. 2.对各方案的进行分析评价（建议采

4、用列表评价），并确定拟采用的方案。对各方案的进行分析评价（建议采用列表评价），并确定拟采用的方案。（注：对实现轻量化的方案，应给出相关的分析、计算或说明，以佐证其可（注：对实现轻量化的方案，应给出相关的分析、计算或说明，以佐证其可行性。）行性。）3. 3.对选定的方案，完成螺旋起重器（所有零件的）三维装配模型的结构设计。对选定的方案，完成螺旋起重器（所有零件的）三维装配模型的结构设计。4. 4.完成完成“底座底座2 2”和和“螺母螺母5 5”的零件图设计。的零件图设计。5. 5. 确定确定“底座底座2 2”的工作载荷，并进行应力分析。的工作载荷，并进行应力分析。6. 6. 计算螺旋起重器的总质

5、量。计算螺旋起重器的总质量。二、再设计内容要求二、再设计内容要求 注：注： 在原设计方案中： 紧定螺钉4采用：M6 X 12 ,GB/T71-1985, 质量：0.002kg 。 螺钉8 采用：M10 X 20, GB/T 16674.1, 质量：0.028kg。 传力螺杆3采用： Tr 245，GB/T 5796.1-2005 手柄6采用：直径20mm, 长度500mm的钢制圆棒。 参赛队可根据轻量化要求，对以上零件的规格和类型参赛队可根据轻量化要求，对以上零件的规格和类型进行修改，也可采用原方案的规格和类型。进行修改，也可采用原方案的规格和类型。 三、设计材料的提交三、设计材料的提交1.

6、1. 设计报告（参考模板见附件设计报告（参考模板见附件1 1），），PPTPPT版。版。2. 2. 三维模型文件夹（打包的三维模型）三维模型文件夹（打包的三维模型）, , 模型文件提交要求见模型文件提交要求见“说明说明3 3”。3. 3.底座、螺母零件图各底座、螺母零件图各1 1张，张，PDFPDF版版, , 零件图的标注可参考附件零件图的标注可参考附件3 3。（零件图标（零件图标题栏不得出现学校、学生姓名，设计者一栏请填写：参赛队编号）。题栏不得出现学校、学生姓名，设计者一栏请填写：参赛队编号）。4. 4. 螺旋起重器重量统计表，螺旋起重器重量统计表，EXCELEXCEL版（必须按版（必须按

7、“附件附件2 2”提供的模板填写）。提供的模板填写）。说明1：零件图绘制完成后请转换为PDF版，命名为：参赛队编号+底座、参赛队编号+螺母。说明2：设计报告、三维模型文件夹、零件图、螺旋起重器重量统计表均以参赛队编号命名，存入机房的计算机存入机房的计算机D D盘盘 根目录中。根目录中。设计报告中不得出现学校、不得出现学校、学生姓名，请以参赛队编号代替。学生姓名，请以参赛队编号代替。w 2013 Autodesk 使用”千斤顶千斤顶_ _最终展示最终展示. .idwidw（工程图、零件图模板见附件（工程图、零件图模板见附件4 4）”生成最终装配工程图( (不按要求生成的模型文件成绩按零分计不按要

8、求生成的模型文件成绩按零分计), ),具体布局请参考下图工程图包括工程图包括: : 投影视图 等轴测视图 局部剖视图 引出序号 明细表说明3：模型文件提交要求四、设计应注意事项四、设计应注意事项1. 1.做好设计准备做好设计准备: : 仔细阅读设计要求，充分理解、明确设计仔细阅读设计要求，充分理解、明确设计目标。目标。2. 2.做好设计资料（教材、手册）的使用：基于国家（行业）做好设计资料（教材、手册）的使用：基于国家（行业）标准，灵活应用知识，设计求简、求精、求实。标准，灵活应用知识，设计求简、求精、求实。3. 3. 注意设计的完整性，现场设计时间有限（注意设计的完整性，现场设计时间有限（4hr4hr） ，建议选，建议选择难易适中、工作量适度的原理方案来进行技术设计。择难易适中、工作量适度的原理方案来进行技术设计。3. 3.注意设计的严谨性：设计、计算、图纸的表述应一致，在注意设计的严谨性：设计、计算、图纸的表述应一致，在零件轻量化设