李曄 LI Ye；彭子梅 PENG Zi-mei；戴明 DAI Ming

（貴州大學(xué)機械學(xué)院，貴陽 550003）

（Guizhou University，School of Mechanical Engineering，Guiyang 550003，China）

1 現(xiàn)階段機械原理課程設(shè)計中存在的問題

機械原理課程設(shè)計是學(xué)習(xí)機械原理的重要實踐性環(huán)節(jié)，也是機械類學(xué)生大學(xué)四年中接觸“工程設(shè)計”的第一個環(huán)節(jié)，對學(xué)生樹立工程設(shè)計的觀點，培養(yǎng)自學(xué)能力、獨立工作能力、創(chuàng)新能力，應(yīng)用現(xiàn)代工程工具的能力有著不可替代的巨大作用。

我校機械原理課程設(shè)計從原來一個題目：鎖梁自動成型機，以圖解法進行運動分析為主，發(fā)展到今天10個題目以上，以計算機解析法VB編程進行運動分析為主，可以說有了非常巨大的進步。但由于各方面原因，目前我校機械原理課程設(shè)計與現(xiàn)代工程的實踐與應(yīng)用開始出現(xiàn)差距和不足，主要表現(xiàn)在以下幾點：

1.1 VB編程對機械類一般學(xué)生難度過大，很多連主程序都弄不清，更不可能自己編寫子程序。而掌握計算機編程技術(shù)是一個長期過程，興趣是關(guān)鍵，如果學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)和興趣，此方法很難推廣應(yīng)用。此外，指導(dǎo)書中包含的基本桿組運動分析子程序只有3個，許多學(xué)生在設(shè)計機構(gòu)時很受限制，許多想法都因為缺乏相應(yīng)桿組子程序而不能實現(xiàn)，只能按“套路”重新設(shè)計，嚴(yán)重束縛了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

1.2 機械原理的教學(xué)已經(jīng)從傳統(tǒng)的以機構(gòu)運動和動力分析為主，轉(zhuǎn)向以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計、機構(gòu)的綜合為主。因此，機械原理課程設(shè)計應(yīng)該更多的側(cè)重方案的選擇和擬定，而在現(xiàn)行課程設(shè)計過程中，學(xué)生必須花大量的時間熟悉編程進行運動分析，有些學(xué)生為了趕進度，沒更多時間考慮并優(yōu)化方案，草草定案反而成為主流。

1.3 隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的不斷迅猛發(fā)展，以Pro/E、UG、CATIA等為代表的CAD/CAE/CAM軟件已經(jīng)成為現(xiàn)代機械工程行業(yè)中不可或缺的工具，作為機械類學(xué)生如果不了解、不會應(yīng)用現(xiàn)代工程軟件就會與時代脫軌，就會在社會求職中缺乏基本的競爭力，也不符合地方高等院?！芭囵B(yǎng)社會需要人才”的辦學(xué)理念。

2 新模式下機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容與過程

基于上述原因，對原有機械原理課程設(shè)計方法與內(nèi)容進行革新，在設(shè)計過程中引入現(xiàn)代工程軟件的應(yīng)用，使學(xué)生在設(shè)計中更著重于機構(gòu)運動方案的研究，提高學(xué)生的工程實踐能力成為我校機械原理課程設(shè)計的改革重點。現(xiàn)以我?！?9級機自專業(yè)機械原理課程設(shè)計”為例進行說明。

以”旋轉(zhuǎn)型灌裝機”設(shè)計為例，首先根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的要求確定并繪制最終的機構(gòu)運動方案草圖，初步估算各構(gòu)件的基本尺寸。其次，根據(jù)所得相關(guān)尺寸參數(shù)利用PRO/E進行各個零件的構(gòu)造，再依次組裝，完成后利用PRO/E自帶的機構(gòu)運動分析模塊對機構(gòu)進行運動仿真及分析并輸出結(jié)果。整個構(gòu)建及分析步驟如圖1-4所示。

圖1 機構(gòu)零件構(gòu)造

圖2 機構(gòu)零件組裝

圖3 機構(gòu)組裝完成圖

圖4 機構(gòu)運動仿真分析結(jié)果

3 結(jié)論

原有機械原理設(shè)計在完成機構(gòu)運動方案設(shè)計和計算后，學(xué)生進入上機操作階段，需要花費大量時間用VB編寫機構(gòu)運動分析相關(guān)程序才能進行相關(guān)的運動分析。而新模式下應(yīng)用PRO/E等現(xiàn)代工程軟件對機構(gòu)運動方案中涉及到的構(gòu)件進行構(gòu)建和組裝，完成后可以隨時運行機構(gòu)分析，還可以觀察機構(gòu)的整體運動軌跡和各構(gòu)件之間的相對運動，輸出各構(gòu)件的運動軌跡和運動速度圖，并且能進一步對機構(gòu)的運動方案進行對比分析和參數(shù)分析，實現(xiàn)機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，從而使機構(gòu)方案設(shè)計更加直觀、生動、高效，大大提高了學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

[1]牛鳴岐，王保民，王振莆.機械原理[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2001.

[2]二代龍震工作室.PRO/ENGINEER wildfire4.0機構(gòu)運動分析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]李家偉.機械原理課程設(shè)計教學(xué)改革探索[J].科技信息，2006(S3).