工业产品设计与创客实践赛项任务书

河北省职业院校技能大赛

工业产品设计与创客实践赛项任务书

中职组

赛题说明与参赛须知

1.本赛题包含工业产品设计与创客实践赛项各模块内容。

2.模块一包含两道题目；模块二包含两道题目；模块三包含两道题目，合并计时6小时。

3.参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。

4.参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。

5.各报告文件、说明文档等须在提供的模板文件中完成。

6.必须使用提供的帐号登录完成相关设计、制造工作。

7.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；工程图标题栏、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

8.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。

模块一数字样机（45分）

题目1-1消费产品（25分）

智能单车如图1-1，请根据给出的图纸及要求，完成产品模型建立与设计表达。

图1-1智能单车

本题需提交的文件及相关要求见表1-1；所有文件须在比赛结束前归档于“D:\赛位号\1-1-数字样机-消费产

品”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

表1-1数字样机消费产品部分需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）

智能单车项目文件智能单车.ipj

传动箱模型及工程图传动箱.ipt传动箱.idw

传动箱盖A模型及工程图传动箱盖A.ipt传动箱盖A.idw

传动箱盖B模型及工程图传动箱盖B.ipt传动箱盖B.idw

主车架仅模型主车架.ipt

曲柄仅模型曲柄.ipt

左车把安装盒仅模型左车把安装盒.ipt

零左车把仅模型左车把.ipt

件左车把套仅模型左车把套.ipt

踏板轴仅模型踏板轴.ipt

踏板A仅模型踏板A.ipt

踏板B仅模型踏板B.ipt

车座仅模型车座.ipt

轮毂-2模型及工程图轮毂-2.ipt轮毂-2.idw

轮毂盖-5孔模型及工程图轮毂盖-5孔.ipt轮毂盖-5孔.idw

智能单车.iam其余零件已提供

部件模型、六视图、智能单车六视图.idw

部件相关

爆炸图及明细栏智能单车.ipn

智能单车爆炸图.idw

需表达全部零件的拆

解过程，并根据各拆

部件装拆动画

设计表达智能单车拆解动画.wmv解步骤的特点添加特

（拆解动画）

写镜头；大小

1280×720。

题目1-2机械产品（20分）

活塞式气动马达如图1-2，请根据给出的图纸及要求，建立产品数字模型并完成产品设计表达。

图1-2活塞式气动马达

本题需提交的文件及相关要求见表1-2；所有文件须在比赛结束前归档于“D:\赛位号\1-2-数字样机-机

械产品”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

表1-2数字样机机械产品部分需提交的文件

内容需提交的文件文件命名方式要求（备注）

底座模型及工程图底座.ipt、底座.idw

支架模型及工程图支架.ipt、支架.idw需使用钣金工具创建。

气缸模型及工程图气缸.ipt、气缸.idw

飞轮模型及工程图飞轮.ipt、飞轮.idw

曲柄圆盘.ipt、曲柄圆

曲柄圆盘模型及工程图

零盘.idw

件连接轴模型及工程图连接轴.ipt、连接轴.idw

活塞仅模型活塞.ipt

连杆仅模型连杆.ipt

气缸盖仅模型气缸盖.ipt

曲柄销仅模型曲柄销.ipt

节流螺栓仅模型节流螺栓.ipt

活塞式气动马达.iam各标准件由资源中心调入。

部件模型、装配图、活塞式气动马达装配

部件相关

爆炸图及明细栏图.idw

活塞式气动马达.ipn

活塞式气动马达爆炸

图.idw

按照提供的视频由渲染模块制作，需包

活塞式气动马达工作原理

工作原理动画含圆盘逆时针转动、镜头调整及气缸淡

动画.wmv

显设置；时长5s；大小1280×720。

设计表达

按照提供的视频由表达视图模块制作，

部件装拆动画活塞式气动马达拆解动

需要包括全部零件拆解动作；时长不超

（拆解动画）画.wmv

过30秒；大小1280×720。

模块二设计挑战（20分）

题目2-1机构分析计算（10分）

活塞式气动马达气缸工作原理见图2-1，压缩空气通过气缸通气道进入活塞顶面，推动活塞上下运动，活

塞上下运动通过连杆转换成曲柄圆盘旋转运动。请按要求完成如下计算，并填写机构设计计算报告。

图2-1活塞式气动马达气缸工作原理

1.绘制机构简图。

2.计算现行设计方案中的活塞行程。

3.若活塞行程调整为18mm，且活塞顶部极限位置不变，曲柄圆盘及连杆应作怎样的调整；要求仅变更

两个零件中的各一个尺寸。

4.根据任务要求完成将此机构应用至其他产品的相关设计计算。

题目2-1需提交的文件及相关要求见表2-1；所有文件须在比赛结束前归档于“D:\赛位号\2-1-设计挑战

-机构分析计算”；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）

尺寸调整后的曲柄圆盘

曲柄圆盘B

零件（零件模型及工程图）

满足条件3的零件模型及零件图。

及零件图尺寸调整后的连杆

连杆B

（零件模型及工程图）

包含原有设计方案的气缸行程数

设计报告机构分析计算报告机构分析计算报告

据；需使用提供的报告模板完成。

题目2-2轻量化设计（10分）

如图2-2，活塞式气动马达各部件通过“支架”固定于底座，支架材质为钢，重量0.034kg。请根据以下条

件，使用衍生式设计（GenerativeDesign）技术进行轻量化设计。

1.保持支架上方各零部件安装位置不变。

2.保持支架与其他零件连接方式不变，即通过4个螺钉固定于底座，且另通过2个螺钉与气缸连接。

3.考虑气缸工作时对支架的作用力，以竖直向下方向10倍于支架所承零部件重量为载荷条件进行设计。

4.材料指定为ABS，制造方式为无限制，螺钉连接面的最小壁厚为3mm。

5.以最小重量为设计目标，安全系数取为2.0。

上方各零件

支架

总重量10倍

图2-21901-02支架图2-3支架承担载荷示意

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

-轻量化设计”；不得为不同类型的文件单独创建文件夹。

表2-2设计挑战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）

零件轻量化支架轻量化支架.ipt文件需导出至本地计算机

活塞式气动马达-轻量化使用轻量化设计支架替换原有设计方

部件相关部件模型、装配图

活塞式气动马达-轻量化装配图案的部件模型与装配图。

设计报告轻量化设计报告轻量化设计报告需使用提供的报告模板完成。

模块三创客实践（35分）

本模块包含增材制造，减材制造2个题目。

题目1增材制造（15分）

设置合理的3D打印参数，选择恰当的参数完成题目2-2轻量化支架的增材制造，并将各项打印参数填入增

材制造报告。

本题目要求完成3D打印参数设置及前期准备（材料为PLA），并将数据输出至3D打印机。

本题需提交的物品（文件）及相关要求见表