第六届全国大学生机械创新设计大赛主题说明及创新作品说明书要求

第六届全国大学生机械创新设计大赛

一，主题设计的基本思想

大赛主题“幻·梦课堂”

内容为“教室用设备和教具的设计和制作”

1，强调和重视课堂教学

2，启发学生的想象力

3，避免过去雷同作品

二，注意之处：

1，机械类课程----含各类机械专业课程，例如：轻工、道路、石油、印刷、动力、农业机械类课程；

不包括化学、物理、电器、电子原理类课程

2，课堂----用于学习机械类课程的教室、实验室等教学场所。

不包括化学、电子类、体育、农业、生物等课程的

教室和场所。

3，大赛希望作品设计有创新，不希望重复制作各类示教板，创新拼接箱，不希望重复现有的教学模型（车

模，机器人模型，生产线模型）

4，改进设计，则要求说明书中，以及答辩中，指出参考的原教具、原模型。

创新作品说明书要求

1、参加决赛作品介绍应包括以下几部分：

1）题目、设计者、指导教师

2）设计目的

3）工作原理

4）设计计算（突出现代设计与分析、传统设计过程可省略）

5）主要创新点与特点（例如“机电结合”、“结构紧凑”等属于特点）

6）作品外形照片（必须具备）

7）参考文献

2、篇幅要求

以上内容篇幅严格控制在5000字内（含图片）——不超过7页篇幅

3、格式要求

A4纸版面，作品名称3号字黑体居中；1级标题4号字黑体；正文小4号字，1.25倍行距，上下左右页边距留2.5厘米。用Word2003版本编辑，图直接插入正文中混排。

作品介绍的电子版请在6月5日前发至王丹邮箱*****************。

参考文献，格式如下：

1）专著：主要责任者.书名.版本（第一版略）.出版地：出版社，出版年

2）连续出版物中析出的文献：主要作者. 文献题名. 杂志名，年，卷（期）起止页码

4、图、表的要求

1）图的线条要清晰，图的内容、结构必须正确；若为复印图则必须修改清楚；

2）必须采用有关制图的最新国家标准，并注意工程插图的零部件的清晰度；

3）每图须有图号，图名（用5号字体）；

4）尽量采用三线表格。

5、计算公式和过程的筛选与要求

1）常规的齿轮、蜗轮、轴的强度计算可以不要，仅写出设计计算结果；

2）突出特有的受力分析与计算，但须说明公式中每个符号的意义、公式来源。

西瓜果汁机

上海理工大学

设计者：黄中汶、李佳奕、廖富、姚尚金、袁存虎

指导教师：钱炜

1、设计背景

1）开发背景

众所周知，在炎热的夏天，西瓜无疑是解暑的必备佳品。西瓜因其甜脆多汁的特点，榨取西瓜汁的食用方法在市面上愈发受到各个年龄层次群体的喜爱，各类榨汁机也应运而生。但目前西瓜打汁的方法仍然比较繁琐，需要经过去皮取瓤、切块去籽等步骤才可进行榨汁，效率较低，并且西瓜汁也不易保鲜。基于市面仍未出现能直接在西瓜内部打汁的机器，并且在此方面的专利仍有缺陷，实用性不足，难以推广。因而制作了一个能解决这些缺陷的机器，即“西瓜果汁机”。

2）设计要求

为使该机器易于加工装配，同时降低成本，在设计时应保证机构的简洁性，所用技术的成熟性，以及充分考虑零件的工艺性，有国家标准的零件应优先采用。同时为契合专业优势，该作品应优先考虑以简单可行的机械结构实现功能。

3）主要功能

该“西瓜果汁机”能实现在西瓜内部直接取汁，省却了传统的切瓜，取瓤，再用榨汁机打汁的繁琐步骤。极大地提高了效率。为保证西瓜汁的口感，该款西瓜果汁机采用低转速弧形刀片取汁，不会绞碎西瓜籽。从而使得西瓜汁的榨取简单高效、新鲜卫生。

2、结构设计

1）整体展示

本实用新型发明提供一种简单机械用于西瓜汁的制作，属于食品加工领域。这款西瓜果汁机是基于压杆原理：即向有一定柔度和刚度的长条形钢片两端施加力的作用时，钢片就会弯曲呈弧形，利用此弧形在西瓜内部旋转，把瓜瓤搅碎成汁。西瓜越大，伸入瓜内的钢片就应越长，然后弧形的半径就会越大。由此可以适合各种大小的西瓜。此西瓜果汁机的西瓜适

用直径设计限定在150mm-400mm之间。整体结构图以及工作原理解释如下：

图1 整体结构图

图2 西瓜果汁机实施例正视图

1.下机箱 7.轴套 8.轴套定位杆 9.电机10.端盖 11.齿轮定位轴承 1

2.固定架 1

3.支撑杆 1

4.轴肩压刀 1

5.操作把手 17.旋转轴 21.推杆 22.底座 23.轴套控制件 24.刀片为了更好地介绍本项目，现结合实例和附图来进一步说明。

如西瓜果汁机实施例正视图（图4）所示，西瓜的加工主要由与旋转轴（17）和与其相连的刀片（24）完成，在机箱（图1）中电机（9）通过带动小齿轮（5），然后带动大齿轮（2）旋转，大齿轮又带动与之配合的旋转轴和轴套（7）旋转。轴套在轴外面，并通过大齿轮中心孔。由于轴套和旋转轴上都开有长键槽，所以两者又可以纵向上下相对于大齿轮滑动。

在加工西瓜之前，旋转轴和轴套都在机箱上端，如图5所示。轴套通过轴套定位杆（8）

和定位螺栓（25）定位，旋转轴通过位于轴套控制件（23）下方的开合螺母（19）组件定位。西瓜放置在西瓜固定架（12）上，控制旋转轴轴向运动时将推杆（21）推入。给刀片施加力的部件是压刀盘组件（图3），其主要由轴肩压刀（14），压刀轴承（4），操作把手（15）和把手盖（16）组成。轴肩压刀（4）与轴套配合，其上有与旋转轴的方形刀槽相对应的键，未施加力时，刀片贴在旋转轴的方形刀槽中。

旋转轴的下降由开合螺母组件（图2）控制。开合螺母主要由开合螺母（19），推杆（21），和连杆组成。因为旋转轴（17）上开有与开合螺母（19）相对应的螺纹，旋转轴在开合螺母组件作用下，旋转下降。刀片连同旋转轴插入西瓜内部，到达预定位置后旋转轴停止下降。松开丝杆螺母的推杆（21），将轴套控制件（23）移动到西瓜顶部，通过定位螺栓（25）固定轴套定位杆（8）。然后通过压刀盘组件给刀片施加力，刀片在压力的作用下在西瓜内部慢慢打开，控制好力的大小，同时刀片做较低速度的旋转运动，刀片的切割范围在西瓜内部逐渐扩大，把瓜瓤切割下来。

由于成熟西瓜的西瓜皮的硬度比瓜瓤大得多。刀片又是经过刚度，强度要求选择且适当处理过的，所以能保证把西瓜瓤较高程度地切割下来，而保留完整的瓜皮。完成之后将压刀盘组件收回顶部，此时刀片（24）贴在旋转轴上通过开合螺母（19）返回原位。一个流程结束。

2）零件展示

图3机箱附图