工业产品设计与创客实践赛项任务书（模块2）

2022年山东省职业院校技能大赛（中职组）

工业产品设计与创客实践赛项任务书

（C卷，模块2）

赛题说明与参赛须知

1.模块二包含两道题目，计时2小时（作品提交时间包含在2小时内）。

2.参赛选手须严格按照题目规定的路径及名称存储文件，并在比赛过程中及时保存。

3.参赛选手应按照各题目要求，在指定的设备完成操作，并在比赛结束前将全部电子文件归档于指定位

置，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不作为竞赛成果予以评分。计算机编辑文件请实时存盘，建议10-15

分钟存盘一次，客观原因断电情况下，酌情补时不超过15分钟。

4.各报告文件、说明文档等须在提供的模板文件中完成。

5.必须使用提供的帐号登录完成相关设计、制造工作。

6.工程图按照题目图纸样式，依据机械制图“图样画法”国家标准绘制；标题栏、明细栏要求如下：

（1）六视图、爆炸图标题栏要求填写图样名称、图样代号及基础视图比例；零件图标题栏要求填写图样

名称、图样代号、零件材料、零件重量及基础视图比例。

（2）工程图明细栏要求包含序号、代号、名称、数量、材料、重量及备注；明细栏总宽180mm，各列宽

度依次为8mm、40mm、44mm、8mm、38mm、22mm、20mm。

3

2

1

序号代号名称数量材料重量备注

7.严格遵守设备使用规范，安全操作加工设备。由于参赛选手人为原因导致竞赛设备损坏，以致无法正

常继续比赛，将取消参赛队竞赛资格。

注：赛题及图册仅以电子文档形式提供。

模块二设计挑战（20分）

题目2-1机构计算分析（10分）

步兵战车运动原理见图2-1，请按要求完成如下计算，并填写机构设计计算报告。

图2-1步兵战车运动原理

1.根据机构介绍与计算要求，使用草图块技术绘制步兵战车的上下运动机构简图，计算射击头运动行

程，将左右两端极限位置夹角对应的机构简图，以及计算结果填入《报告》，并保存相应的文件“步兵战车

机构分析.ipt”。

2.根据要求探索在两段指定条件下的射击头位置之间直线距离，并将分析、计算的结果填入《报告》。

3.根据要求分析当射击头于指定极限位置时，射击头所需调整的尺寸，将结果填入《报告》。

4.根据要求完成将此机构应用至其他产品的相关设计计算。

本题目要求使用Inventor完成，题目2-1需提交的文件及相关要求见表2-1；所有文件归档于“桌面\

赛位号\2-1-机构设计计算”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

表2-1设计挑战机构分析计算部分需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）

机构简图步兵战车机构简图（草图）步兵战车机构分析.ipt须使用草图块技术创建。

设计报告机构设计计算报告机构设计计算报告.pptx需要使用提供的报告模板完成。

题目2-2轻量化设计（10分）

注意：选手将在第一天比赛结束前将设计数据提交云计算平台，并在第二天比赛开始后下载结果。

步兵战车中“云台”如图2-2，云台通过角接触球轴承安装固定于云台固定架，云台材质为ABS塑料，重量

0.06kg。请根据以下条件，使用Fusion360衍生式设计（GenerativeDesign）模块对“云台”进行轻量化设计。

图2-2步兵战车云台

1.保持云台上方各零部件安装位置不变，并以现有支架为基本形状，具体要求见表2-2。

表2-2各零件安装方式与安装位置要求

（1）通过两颗DIN615（2）通过一颗DIN615（3）根据提供的轴承参（4）根据提供的轴承参

M20-20x52x15轴承安装E13-13x30x7轴承安装固数，在云台安装表平面添数，在云台底部安装平面

固定于云台顶部，用于控定于云台底部固定架，用加轴承配合孔，保留云台添加轴承配合孔，保留云

制射击上下转动角度调于控制射击左右转动角度壁厚为2mm。台壁厚为2mm。

整。调整。

2.经轻量化设计后的云台所占用的空间尺寸不超过原设计方案对应的空间尺寸，占用空间范围示意图见

图2-3。

图2-3占用空间示意图

3.同时使用金属材料“铝6061”及非金属材料“ABS塑料”进行轻量化设计探究，两种材料将分别应对

不同的工况条件，对应的载荷大小见表2-3。

表2-3云台载荷条件

载荷大小

序号载荷描述

铝6061ABS塑料

1各零部件通过自身重力作用在云台的力。70N45N

2工作中通过轴承作用在云台的轴承力。各20Nmm各20Nmm

3其他零件通过安装架作用在侧表面的力，方向沿安装轴轴线。40N30N

4.两种材料对应的设计标准条件见表2-4。

表2-4云台设计标准

设计标注铝6061ABS塑料

安全系数3.02.0

制作方式无限制无限制

制造数量单件单件

注：以下各项要求可在比赛第二天完成，本题轻量化设计部分要求使用Fusion360。《轻量化设计报

告》已提供模板（位于本题目对应的文件夹，名为“轻量化设计报告.pptx”，请在提供的模板中填入要求的

内容以完成轻量化设计报告。

题目2-2需提交的文件及相关要求见表2-5；所有文件须在比赛结束前归档于“桌面:\赛位号\2-2-

轻量化设计”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

表2-5轻量化设计部分需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）

包含全部衍生式设计

设计文件轻量化云台L.f3d.f3d文件需导出至本地计算机

信息的设计文件