孟賀

【摘 要】機(jī)械課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置能力的重要環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生圖形表達(dá)能力、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力。以前機(jī)械課程設(shè)計(jì)過程中存在問題，本文針對(duì)這些問題，提出了機(jī)械課程設(shè)計(jì)與三維建模相結(jié)合的新模式。這種教學(xué)模式可不僅加強(qiáng)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)能力、工程意識(shí)的培養(yǎng)，還鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題能力。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械課程設(shè)計(jì) 三維建模軟件 設(shè)計(jì)能力

1三維建模設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，三維建模軟件在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越普遍，使機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段都發(fā)生了很大的變化。設(shè)計(jì)者可以在計(jì)算機(jī)、手機(jī)等多媒體設(shè)備上展示產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)方案，比打開圖紙更直觀、方便。面對(duì)這些變化，高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)提出了很多新的要求。教師樹立新的教育質(zhì)量觀念，適時(shí)地引入三維設(shè)計(jì)軟件等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革，為將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)出適應(yīng)科技發(fā)展和社會(huì)需求的高質(zhì)量機(jī)械類人才。

2三維建模設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械課程設(shè)計(jì)應(yīng)用的特點(diǎn)

機(jī)械課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生在本科階段重要的理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)階段。課程設(shè)計(jì)能夠培養(yǎng)學(xué)生圖形表達(dá)能力、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)能力、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力。

在以前機(jī)械課程設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的二維繪圖貫穿課程設(shè)計(jì)過程中，對(duì)學(xué)生二維作圖技巧和熟悉程度會(huì)有很大的提高。但有一部分學(xué)生抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重，沒有認(rèn)真地思考其表達(dá)方法，直到課程設(shè)計(jì)最后結(jié)束，也完全沒有一點(diǎn)設(shè)計(jì)思維，其教學(xué)手段已明顯落后于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)工科學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的要求。在課程設(shè)計(jì)中引入三維建模過程，就迫使學(xué)生了解被設(shè)計(jì)的設(shè)備的每個(gè)零件的結(jié)構(gòu)和功能，了解裝配時(shí)零件間的裝配關(guān)系，若裝配不正確軟件會(huì)有提示。通過對(duì)設(shè)備零件的建模和裝配，使設(shè)計(jì)者對(duì)整個(gè)設(shè)備有一個(gè)更加直觀，更加深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)于有運(yùn)動(dòng)要求的，可檢驗(yàn)其運(yùn)動(dòng)是否達(dá)到要求，如果發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，這樣就避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后，才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。設(shè)備裝配體完成以后，可以自動(dòng)生成裝配體工程圖，零件序號(hào)也是按零件裝配的順序自動(dòng)生成。這樣可以讓課本的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的建模過程中，不僅讓學(xué)生加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)三維建模軟件的學(xué)習(xí)，還鍛煉了以科研項(xiàng)目的方式解決技術(shù)問題的能力。

3基于三維建模軟件平臺(tái)機(jī)械課程設(shè)計(jì)實(shí)例

在課程設(shè)計(jì)之初，首先要明確本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)、以及要將解決的問題。

3.1設(shè)計(jì)任務(wù)

根據(jù)給定工作條件，設(shè)計(jì)一級(jí)斜齒輪減速器，應(yīng)用三維建模軟件完成斜齒輪減速器裝配圖和一份設(shè)計(jì)說明書。

3.2課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選擇電機(jī)的類型和功率，對(duì)減速器的軸、齒輪等主要零件進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。

3.3對(duì)零件進(jìn)行三維建模

根據(jù)箱體的二維草圖，利用【拉伸】命令，構(gòu)造箱體大體，在點(diǎn)擊【圓角】、【抽殼】、【筋】等編輯命令完成斜齒輪的上箱體圖（1）和下箱體圖（2）三維建模。

圖（1） 圖（2）

利用SolidWorks 的插件GearTrax生成各種齒輪模型。根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇斜齒，輸入齒輪的模數(shù)、齒數(shù)，鍵入齒輪寬度、齒面厚。點(diǎn)擊完成，插件自動(dòng)將成型的齒輪導(dǎo)入SolidWorks中，完成齒輪建模。齒輪的大體建模后，通過【拉伸切除】、【倒角】等命令修改齒輪，最后得到成型齒輪圖（3）。利用 【旋轉(zhuǎn)】、【倒角】等命令完成軸圖（4）的建模。

圖（3） 圖（4）

學(xué)生通過必須細(xì)致地分析和研究，才能完成零件行三維建模。這樣的過程不僅加強(qiáng)三維軟件學(xué)習(xí)，而且對(duì)零件的每個(gè)部分的結(jié)構(gòu)有更深一步的理解。

3.4進(jìn)行裝配和干涉檢查

使用模板創(chuàng)建一個(gè)組件文檔，選擇添加元件按鈕，選擇零件，并選擇約束關(guān)系，進(jìn)行裝配。改變某個(gè)零件的基本尺寸，進(jìn)行干涉檢查，這樣會(huì)讓學(xué)生加深理解各零件之間的配合關(guān)系。

3.5編寫技術(shù)說明書

4結(jié)語

在機(jī)械課程設(shè)計(jì)過程中引入三維軟件，能使整個(gè)過程更具靈活性，從而激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性。提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少工作量，提高效率，培養(yǎng)了學(xué)生三維建模軟件的應(yīng)用能力，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。綜上所述，筆者認(rèn)為在機(jī)械課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維建模軟件是教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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