孫喜兵

摘 要：在機械基礎課程教學中使用Solidworks軟件建立三維虛擬模型，不僅能生動地展示零部件立體結構，還可以通過軟件進行虛擬裝配及運動仿真，而且對于機構的演示能夠隨時根據(jù)需要進行修改和調(diào)整，互動性強，教學效果好。

關鍵詞：機械基礎 Solidworks 虛擬模型 教學

在職業(yè)院校機電類專業(yè)機械基礎課教學中，傳統(tǒng)的教學方式只能準備若干配套的掛圖、模型，而如果教師根據(jù)教學要求，需要更改模型時，則費時費力，不能滿足實際教學變化的需要。為此，筆者以Solidworks軟件為例，對虛擬建模在機械基礎教學中的應用進行如下探討。

一、Solidworks介紹

Solidworks是一套基于Windows 的機械三維CAD軟件。它全面采用非全約束的特征建模技術，其建模過程全相關性，可以在設計過程的任何階段修改設計，同時牽動相關部分的改變，并且可以使用造型的實體零件進行仿真裝配，動態(tài)觀察可運動零部件的運動情況，檢查干涉情況，進行有限元分析，實現(xiàn)機械產(chǎn)品的CAD/CAM。

二、教學應用舉例

1.機械零件結構展示

在課堂教學中，對于機構及零件結構的講授要借助于掛圖和模型，但由于模型數(shù)量的限制，使得教師在教學中很不方便。另外在使用模型時，教師總覺得模型太小，在展示時學生不能很清楚地觀看，而且教師舉著模型講解也很不方便。

圖1 凸緣聯(lián)軸管展示效果

利用軟件三維建模功能，能很方便地對機構的組成和結構做全方位的展示。例如在講解聯(lián)軸器時，由于其種類較多，且教材中的圖形都是二維裝配圖或者是靜態(tài)的立體圖，學生要了解其結構非常吃力。而通過軟件，教師可以把每個零件先在系統(tǒng)中造型，然后講解時一個一個地組裝成完整的聯(lián)軸器，并且在組裝的過程中還可以利用其移動零件的功能對其工作原理做介紹，這樣學生就容易理解了。圖①所示為凸緣聯(lián)軸器的展示效果。

在機械基礎課程的教學中，類似這樣的內(nèi)容很多，如軸承、各種齒輪傳動、離合器、制動器等，都可以進行這樣的展示。

2.運動形式演示及機構的演化過程展示

在機械基礎課中有很多運動機構的介紹，傳統(tǒng)教學都是利用掛圖和機構模型。利用圖形展示運動形式，學生理解較為吃力，而利用機構模型演示，距離較遠的學生難以觀察清楚，特別是對于機構演變的介紹更不方便。在對機構演變的演示過程中，教師需要用多個機構交替呈現(xiàn)，操作起來麻煩且不直觀。利用二維動畫也可以演示，但機構在這種演示過程中互動性較差。

在使用Solidworks軟件演示機構動作的原理時，教師可根據(jù)需要及時調(diào)整，使得演化的過程更加直觀，交互性更好。如對鉸鏈四桿機構的基本類型的講解，可以通過固定和浮動不同的桿件或改變機構的長度，獲得三種基本類型；對于機構的演化，則可以通過對同一個四桿機構用調(diào)整各桿件的長度和固定不同的桿件作機架來實現(xiàn)從曲柄搖桿機構→曲柄滑塊機構→導桿機構→曲柄搖塊機構等。這樣既不需要很多的模型，也不需要用多個動畫來分別演示，學生就可以很直觀地了解演化過程。

3.標準件機構的展示

對于標準件零件，由于其種類較多，在模型準備方面很難做到全面。比如各種齒輪傳動，種類多且每一種類的尺寸規(guī)格也多，學生理解有困難，學習效果很差。在Solidworks軟件的toolbox模塊中，有中國及其他多國的標準件的圖形庫，包括螺栓、螺母、墊圈、軸承等。在教學時，教師可以直接從庫里調(diào)取相關的圖形文件，且可以設置標準件的規(guī)格參數(shù)，獲得各種類型及不同規(guī)格的模型。這樣可以讓學生了解這些零件的形狀、規(guī)格，還可以讓學生進行比較，從而能更好地掌握零件及其特性。

三、小結

Solidworks軟件在教學中可將零件的結構、運動形式表達出來，且可以根據(jù)教學要求隨時隨地調(diào)整現(xiàn)有模型，或建立新的模型，充分滿足機械基礎教學中對不同種類模型的需要。利用Solidworks建立的虛擬模型，色彩豐富、形象逼真，通過對它的運用可以使相關知識點更加清晰明朗。

參考文獻：

[1]謝永齊.SolidWorks 2005中文版基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2005.

（作者單位：江蘇省常州技師學院）endprint

摘 要：在機械基礎課程教學中使用Solidworks軟件建立三維虛擬模型，不僅能生動地展示零部件立體結構，還可以通過軟件進行虛擬裝配及運動仿真，而且對于機構的演示能夠隨時根據(jù)需要進行修改和調(diào)整，互動性強，教學效果好。

關鍵詞：機械基礎 Solidworks 虛擬模型 教學

在職業(yè)院校機電類專業(yè)機械基礎課教學中，傳統(tǒng)的教學方式只能準備若干配套的掛圖、模型，而如果教師根據(jù)教學要求，需要更改模型時，則費時費力，不能滿足實際教學變化的需要。為此，筆者以Solidworks軟件為例，對虛擬建模在機械基礎教學中的應用進行如下探討。

一、Solidworks介紹

Solidworks是一套基于Windows 的機械三維CAD軟件。它全面采用非全約束的特征建模技術，其建模過程全相關性，可以在設計過程的任何階段修改設計，同時牽動相關部分的改變，并且可以使用造型的實體零件進行仿真裝配，動態(tài)觀察可運動零部件的運動情況，檢查干涉情況，進行有限元分析，實現(xiàn)機械產(chǎn)品的CAD/CAM。

二、教學應用舉例

1.機械零件結構展示

在課堂教學中，對于機構及零件結構的講授要借助于掛圖和模型，但由于模型數(shù)量的限制，使得教師在教學中很不方便。另外在使用模型時，教師總覺得模型太小，在展示時學生不能很清楚地觀看，而且教師舉著模型講解也很不方便。

圖1 凸緣聯(lián)軸管展示效果

利用軟件三維建模功能，能很方便地對機構的組成和結構做全方位的展示。例如在講解聯(lián)軸器時，由于其種類較多，且教材中的圖形都是二維裝配圖或者是靜態(tài)的立體圖，學生要了解其結構非常吃力。而通過軟件，教師可以把每個零件先在系統(tǒng)中造型，然后講解時一個一個地組裝成完整的聯(lián)軸器，并且在組裝的過程中還可以利用其移動零件的功能對其工作原理做介紹，這樣學生就容易理解了。圖①所示為凸緣聯(lián)軸器的展示效果。

在機械基礎課程的教學中，類似這樣的內(nèi)容很多，如軸承、各種齒輪傳動、離合器、制動器等，都可以進行這樣的展示。

2.運動形式演示及機構的演化過程展示

在機械基礎課中有很多運動機構的介紹，傳統(tǒng)教學都是利用掛圖和機構模型。利用圖形展示運動形式，學生理解較為吃力，而利用機構模型演示，距離較遠的學生難以觀察清楚，特別是對于機構演變的介紹更不方便。在對機構演變的演示過程中，教師需要用多個機構交替呈現(xiàn)，操作起來麻煩且不直觀。利用二維動畫也可以演示，但機構在這種演示過程中互動性較差。

在使用Solidworks軟件演示機構動作的原理時，教師可根據(jù)需要及時調(diào)整，使得演化的過程更加直觀，交互性更好。如對鉸鏈四桿機構的基本類型的講解，可以通過固定和浮動不同的桿件或改變機構的長度，獲得三種基本類型；對于機構的演化，則可以通過對同一個四桿機構用調(diào)整各桿件的長度和固定不同的桿件作機架來實現(xiàn)從曲柄搖桿機構→曲柄滑塊機構→導桿機構→曲柄搖塊機構等。這樣既不需要很多的模型，也不需要用多個動畫來分別演示，學生就可以很直觀地了解演化過程。

3.標準件機構的展示

對于標準件零件，由于其種類較多，在模型準備方面很難做到全面。比如各種齒輪傳動，種類多且每一種類的尺寸規(guī)格也多，學生理解有困難，學習效果很差。在Solidworks軟件的toolbox模塊中，有中國及其他多國的標準件的圖形庫，包括螺栓、螺母、墊圈、軸承等。在教學時，教師可以直接從庫里調(diào)取相關的圖形文件，且可以設置標準件的規(guī)格參數(shù)，獲得各種類型及不同規(guī)格的模型。這樣可以讓學生了解這些零件的形狀、規(guī)格，還可以讓學生進行比較，從而能更好地掌握零件及其特性。

三、小結

Solidworks軟件在教學中可將零件的結構、運動形式表達出來，且可以根據(jù)教學要求隨時隨地調(diào)整現(xiàn)有模型，或建立新的模型，充分滿足機械基礎教學中對不同種類模型的需要。利用Solidworks建立的虛擬模型，色彩豐富、形象逼真，通過對它的運用可以使相關知識點更加清晰明朗。

參考文獻：

[1]謝永齊.SolidWorks 2005中文版基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2005.

（作者單位：江蘇省常州技師學院）endprint

摘 要：在機械基礎課程教學中使用Solidworks軟件建立三維虛擬模型，不僅能生動地展示零部件立體結構，還可以通過軟件進行虛擬裝配及運動仿真，而且對于機構的演示能夠隨時根據(jù)需要進行修改和調(diào)整，互動性強，教學效果好。

關鍵詞：機械基礎 Solidworks 虛擬模型 教學

在職業(yè)院校機電類專業(yè)機械基礎課教學中，傳統(tǒng)的教學方式只能準備若干配套的掛圖、模型，而如果教師根據(jù)教學要求，需要更改模型時，則費時費力，不能滿足實際教學變化的需要。為此，筆者以Solidworks軟件為例，對虛擬建模在機械基礎教學中的應用進行如下探討。

一、Solidworks介紹

Solidworks是一套基于Windows 的機械三維CAD軟件。它全面采用非全約束的特征建模技術，其建模過程全相關性，可以在設計過程的任何階段修改設計，同時牽動相關部分的改變，并且可以使用造型的實體零件進行仿真裝配，動態(tài)觀察可運動零部件的運動情況，檢查干涉情況，進行有限元分析，實現(xiàn)機械產(chǎn)品的CAD/CAM。

二、教學應用舉例

1.機械零件結構展示

在課堂教學中，對于機構及零件結構的講授要借助于掛圖和模型，但由于模型數(shù)量的限制，使得教師在教學中很不方便。另外在使用模型時，教師總覺得模型太小，在展示時學生不能很清楚地觀看，而且教師舉著模型講解也很不方便。

圖1 凸緣聯(lián)軸管展示效果

利用軟件三維建模功能，能很方便地對機構的組成和結構做全方位的展示。例如在講解聯(lián)軸器時，由于其種類較多，且教材中的圖形都是二維裝配圖或者是靜態(tài)的立體圖，學生要了解其結構非常吃力。而通過軟件，教師可以把每個零件先在系統(tǒng)中造型，然后講解時一個一個地組裝成完整的聯(lián)軸器，并且在組裝的過程中還可以利用其移動零件的功能對其工作原理做介紹，這樣學生就容易理解了。圖①所示為凸緣聯(lián)軸器的展示效果。

在機械基礎課程的教學中，類似這樣的內(nèi)容很多，如軸承、各種齒輪傳動、離合器、制動器等，都可以進行這樣的展示。

2.運動形式演示及機構的演化過程展示

在機械基礎課中有很多運動機構的介紹，傳統(tǒng)教學都是利用掛圖和機構模型。利用圖形展示運動形式，學生理解較為吃力，而利用機構模型演示，距離較遠的學生難以觀察清楚，特別是對于機構演變的介紹更不方便。在對機構演變的演示過程中，教師需要用多個機構交替呈現(xiàn)，操作起來麻煩且不直觀。利用二維動畫也可以演示，但機構在這種演示過程中互動性較差。

在使用Solidworks軟件演示機構動作的原理時，教師可根據(jù)需要及時調(diào)整，使得演化的過程更加直觀，交互性更好。如對鉸鏈四桿機構的基本類型的講解，可以通過固定和浮動不同的桿件或改變機構的長度，獲得三種基本類型；對于機構的演化，則可以通過對同一個四桿機構用調(diào)整各桿件的長度和固定不同的桿件作機架來實現(xiàn)從曲柄搖桿機構→曲柄滑塊機構→導桿機構→曲柄搖塊機構等。這樣既不需要很多的模型，也不需要用多個動畫來分別演示，學生就可以很直觀地了解演化過程。

3.標準件機構的展示

對于標準件零件，由于其種類較多，在模型準備方面很難做到全面。比如各種齒輪傳動，種類多且每一種類的尺寸規(guī)格也多，學生理解有困難，學習效果很差。在Solidworks軟件的toolbox模塊中，有中國及其他多國的標準件的圖形庫，包括螺栓、螺母、墊圈、軸承等。在教學時，教師可以直接從庫里調(diào)取相關的圖形文件，且可以設置標準件的規(guī)格參數(shù)，獲得各種類型及不同規(guī)格的模型。這樣可以讓學生了解這些零件的形狀、規(guī)格，還可以讓學生進行比較，從而能更好地掌握零件及其特性。

三、小結

Solidworks軟件在教學中可將零件的結構、運動形式表達出來，且可以根據(jù)教學要求隨時隨地調(diào)整現(xiàn)有模型，或建立新的模型，充分滿足機械基礎教學中對不同種類模型的需要。利用Solidworks建立的虛擬模型，色彩豐富、形象逼真，通過對它的運用可以使相關知識點更加清晰明朗。

參考文獻：

[1]謝永齊.SolidWorks 2005中文版基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2005.

（作者單位：江蘇省常州技師學院）endprint