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三維軟件在機械類課程教學中的應(yīng)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(nèi)容。增強了教學的直觀性、趣味性，有效地提高學生綜合設(shè)計水平和實踐能力，提高了教學效果。
關(guān)鍵詞：Pro/E；機械制圖；機械設(shè)計
機械制造業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。為了滿足社會需求，提高自主創(chuàng)新能力和適應(yīng)新世紀在經(jīng)濟和技術(shù)上的激烈競爭，擔負著培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才重任的高等工科教育應(yīng)與時俱進，進行課程改革[1]。
1 Pro/E在機械制圖課程中的應(yīng)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?cè)雽W的學生恰恰缺乏這種能力。畫圖是由立體向平面轉(zhuǎn)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(shù)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(yīng)知識點的學習難度，學生的學習積極性明顯提高。
1。2應(yīng)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(chǔ)，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(yīng)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(jié)構(gòu)（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(chǔ)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(nèi)容，改變了機械制圖的教學方法。
2 Pro/E在機械設(shè)計課程中的應(yīng)用
機械設(shè)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(shè)計服務(wù)[3]。在機械設(shè)計實踐教學中最為重要的內(nèi)容是課程設(shè)計，而理論教學的內(nèi)容涉及到的很多零部件的設(shè)計在課程設(shè)計中都有所體現(xiàn)[4]。因此，在組織課堂教學內(nèi)容時，課程開始就應(yīng)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(shè)計總體上有個概念，在理念上邁上一個臺階。在內(nèi)容的編排上，對課程設(shè)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(shè)計先進行講解，對應(yīng)實體圖（見圖5），介紹零部件的設(shè)計思路和內(nèi)容。
在指導學生進行課程設(shè)計時，除了要求其應(yīng)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(shè)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(shè)計中的應(yīng)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(shè)計中涉及到的一些問題，如公差配合、結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計中的應(yīng)用
畢業(yè)設(shè)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(jié)和提煉，也是檢驗一個學生能否將書本上的理論靈活地應(yīng)用于實踐中的重要依據(jù)。指導學生將Pro/E軟件應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計中。學生在畢業(yè)設(shè)計中對塑件進行模流分析和模具結(jié)構(gòu)的三維效果圖，見圖6、圖7。應(yīng)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(yīng)的二維圖圖5減速器圖6填充時間圖7模具結(jié)構(gòu)圖1應(yīng)用Pro/E生成的六棱柱的三維立體圖圖2應(yīng)用Pro/E的視角變換得到的主、俯、左視圖對塑件進行CAE技術(shù)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(nèi)部，可以檢查所指點的任一點模具溫度和壓力，給設(shè)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(jié)構(gòu)[6]。
4 Pro/E在各類創(chuàng)新活動中的應(yīng)用
高等工科學校在教學中應(yīng)注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新設(shè)計能力、綜合設(shè)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(shè)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(yīng)用于創(chuàng)新設(shè)計中，并在全國機械創(chuàng)新設(shè)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(yīng)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(nèi)容與課堂理論知識有機結(jié)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(zhì)量的同時，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新設(shè)計能力。
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