三維軟件在機械類課程教學中的應用計算機論文

　　摘要：在機械類課程中運用Pro/E軟件進行教學，充實和豐富機械類課程教學改革內容。增強了教學的直觀性、趣味性，有效地提高學生綜合設計水平和實踐能力，提高了教學效果。

　　關鍵詞：Pro/E；機械制圖；機械設計

　　機械制造業(yè)是我國的支柱產業(yè)，與人們日常生活息息相關。為了滿足社會需求，提高自主創(chuàng)新能力和適應新世紀在經濟和技術上的激烈競爭，擔負著培養(yǎng)高素質創(chuàng)新人才重任的高等工科教育應與時俱進，進行課程改革[1]。

　　1 Pro/E在機械制圖課程中的應用

　　1。1利用三維實體建立空間概念

　　機械制圖課程要培養(yǎng)學生的空間思維和想象能力，而剛入學的學生恰恰缺乏這種能力。畫圖是由立體向平面轉化的過程，讀圖是由平面向立體思考的過程，無論讀圖與畫圖都離不開三維實體，這就要求學生必須建立空間思維[2]。將多媒體技術引人課堂教學，利用Pro/E軟件將基本體、截斷體、相貫體、組合體等三維實體的形成過程，在多媒體教室演示（見圖1、圖2），使學生能在任意角度觀察到投影變化，降低了相應知識點的學習難度，學生的學習積極性明顯提高。

　　1。2應用三維實體的形成過程

　　解決復雜形體看圖問題學生掌握幾何體等投影后，就具備了投影作圖的理論基礎，能夠解決一般的組合體投影問題。但是對于比較復雜的組合體問題，其理論水平則稍顯不足。應用三維軟件演示組合體的形成過程，以解決復雜組合體讀圖難的問題，以實例具體說明。讀組合體的主、俯視圖，想象出組合體的空間結構（見圖3、圖4）。對照投影，首先想象出形體1，并通過Pro/E拉伸、打孔特征做出實體圖，再通過Pro/E中的視角變換得到形體1的主、俯圖，并與已知二維圖進行比較，在此基礎上，利用Pro/E中剪切特征對三維實體逐漸修改，得到形體2~4，并利用Pro/E中的視角變換得到2~4的主俯視圖。在此過程中，學生通過教師現(xiàn)場對三維實體的修剪，更直觀地理解組合體的形成過程，培養(yǎng)學生對復雜形體的看圖能力。

　　利用Pro/E軟件極大地豐富了機械制圖的教學內容，改變了機械制圖的教學方法。

　　2 Pro/E在機械設計課程中的應用

　　機械設計是機械學科的一門主干課，涉及很多課程的知識。也可以說，機械類很多課程學習的最終目的是為了機械設計服務[3]。在機械設計實踐教學中最為重要的內容是課程設計，而理論教學的內容涉及到的很多零部件的設計在課程設計中都有所體現(xiàn)[4]。因此，在組織課堂教學內容時，課程開始就應用Pro/E繪制并模擬出減速器動態(tài)裝配的過程。通過這種方式，學生可以對機械設計總體上有個概念，在理念上邁上一個臺階。在內容的編排上，對課程設計中涉及到的零部件如齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、滾動軸承的選擇以及軸的設計先進行講解，對應實體圖（見圖5），介紹零部件的設計思路和內容。

　　在指導學生進行課程設計時，除了要求其應用Pro/E進行實體造型外，對學有余力的學生，指導他們將自己設計的減速器進行動態(tài)裝配過程的模擬。通過Pro/E軟件在課程設計中的應用，使學生不僅學會了繪制零部件的裝配圖，更重要的是對于機械設計中涉及到的一些問題，如公差配合、結構設計的合理性、制造安裝工藝等問題有了更深的了解。學生通過Pro/E軟件動態(tài)模擬，提高了分析問題和解決問題的能力。

　　3 Pro/E在畢業(yè)設計中的應用

　　畢業(yè)設計是創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的重要實踐環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)是學生4年理論課程知識的總結和提煉，也是檢驗一個學生能否將書本上的理論靈活地應用于實踐中的重要依據(jù)。指導學生將Pro/E軟件應用于畢業(yè)設計中。學生在畢業(yè)設計中對塑件進行模流分析和模具結構的三維效果圖，見圖6、圖7。應用Pro/E圖3組合體的已知視圖圖4組合體在Pro/E中的形成過程以及所對應的二維圖圖5減速器圖6填充時間圖7模具結構圖1應用Pro/E生成的六棱柱的三維立體圖圖2應用Pro/E的視角變換得到的主、俯、左視圖對塑件進行CAE技術分析[5]。利用Pro/E中的注塑成型分析軟件，可以很方便地通過注塑成型模擬，獲得熔體的流動前沿動態(tài)視圖。透過模具內部，可以檢查所指點的任一點模具溫度和壓力，給設計者進入整個加工過程的真實感受。針對模擬分析存在的問題，可以三維造型修改制品外觀以及修改模具結構[6]。

　　4 Pro/E在各類創(chuàng)新活動中的應用

　　高等工科學校在教學中應注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新設計能力、綜合設計能力與協(xié)作精神；加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行機械創(chuàng)新、設計、制作的實踐工作能力；鼓勵學生踴躍參加課外科技活動，培養(yǎng)出類拔萃的優(yōu)秀人才。正是基于這種理念，指導的學生將Pro/E應用于創(chuàng)新設計中，并在全國機械創(chuàng)新設計大賽中獲得一等獎，參賽作品飲料瓶易拉罐有償回收機的三維實體圖見圖8。

　　通過Pro/E軟件在機械類課程中的應用，在教學過程中體現(xiàn)了“少、精、新”的教學改革思想，將實踐教學內容與課堂理論知識有機結合，再利用最新研究方法和手段，給學生提供抓住各種機遇的能力。提高課堂教學質量的同時，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新設計能力。

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