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三維軟件在機械類(lèi)課程教學(xué)中的應用計算機論文
摘要：在機械類(lèi)課程中運用Pro/E軟件進(jìn)行教學(xué)，充實(shí)和豐富機械類(lèi)課程教學(xué)改革內容。增強了教學(xué)的直觀(guān)性、趣味性，有效地提高學(xué)生綜合設計水平和實(shí)踐能力，提高了教學(xué)效果。
關(guān)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(chǎn)業(yè)，與人們日常生活息息相關(guān)。為了滿(mǎn)足社會(huì )需求，提高自主創(chuàng )新能力和適應新世紀在經(jīng)濟和技術(shù)上的激烈競爭，擔負著(zhù)培養高素質(zhì)創(chuàng )新人才重任的高等工科教育應與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)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(shí)體建立空間概念
機械制圖課程要培養學(xué)生的空間思維和想象能力，而剛入學(xué)的學(xué)生恰恰缺乏這種能力。畫(huà)圖是由立體向平面轉化的過(guò)程，讀圖是由平面向立體思考的過(guò)程，無(wú)論讀圖與畫(huà)圖都離不開(kāi)三維實(shí)體，這就要求學(xué)生必須建立空間思維[2]。將多媒體技術(shù)引人課堂教學(xué)，利用Pro/E軟件將基本體、截斷體、相貫體、組合體等三維實(shí)體的形成過(guò)程，在多媒體教室演示（見(jiàn)圖1、圖2），使學(xué)生能在任意角度觀(guān)察到投影變化，降低了相應知識點(diǎn)的學(xué)習難度，學(xué)生的學(xué)習積極性明顯提高。
1。2應用三維實(shí)體的形成過(guò)程
解決復雜形體看圖問(wèn)題學(xué)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(wèn)題。但是對于比較復雜的組合體問(wèn)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(guò)程，以解決復雜組合體讀圖難的問(wèn)題，以實(shí)例具體說(shuō)明。讀組合體的主、俯視圖，想象出組合體的空間結構（見(jiàn)圖3、圖4）。對照投影，首先想象出形體1，并通過(guò)Pro/E拉伸、打孔特征做出實(shí)體圖，再通過(guò)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(jìn)行比較，在此基礎上，利用Pro/E中剪切特征對三維實(shí)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(guò)程中，學(xué)生通過(guò)教師現場(chǎng)對三維實(shí)體的修剪，更直觀(guān)地理解組合體的形成過(guò)程，培養學(xué)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(xué)內容，改變了機械制圖的教學(xué)方法。
2 Pro/E在機械設計課程中的應用
機械設計是機械學(xué)科的一門(mén)主干課，涉及很多課程的知識。也可以說(shuō)，機械類(lèi)很多課程學(xué)習的最終目的是為了機械設計服務(wù)[3]。在機械設計實(shí)踐教學(xué)中最為重要的內容是課程設計，而理論教學(xué)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[4]。因此，在組織課堂教學(xué)內容時(shí)，課程開(kāi)始就應用Pro/E繪制并模擬出減速器動(dòng)態(tài)裝配的過(guò)程。通過(guò)這種方式，學(xué)生可以對機械設計總體上有個(gè)概念，在理念上邁上一個(gè)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(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承的選擇以及軸的設計先進(jìn)行講解，對應實(shí)體圖（見(jiàn)圖5），介紹零部件的設計思路和內容。
在指導學(xué)生進(jìn)行課程設計時(shí)，除了要求其應用Pro/E進(jìn)行實(shí)體造型外，對學(xué)有余力的學(xué)生，指導他們將自己設計的減速器進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝配過(guò)程的模擬。通過(guò)Pro/E軟件在課程設計中的應用，使學(xué)生不僅學(xué)會(huì )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(wèn)題，如公差配合、結構設計的合理性、制造安裝工藝等問(wèn)題有了更深的了解。學(xué)生通過(guò)Pro/E軟件動(dòng)態(tài)模擬，提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)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 )新人才培養模式的重要實(shí)踐環(huán)節，這個(gè)環(huán)節是學(xué)生4年理論課程知識的總結和提煉，也是檢驗一個(gè)學(xué)生能否將書(shū)本上的理論靈活地應用于實(shí)踐中的重要依據。指導學(xué)生將Pro/E軟件應用于畢業(yè)設計中。學(xué)生在畢業(yè)設計中對塑件進(jìn)行模流分析和模具結構的三維效果圖，見(jiàn)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(guò)程以及所對應的二維圖圖5減速器圖6填充時(shí)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(jìn)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(guò)注塑成型模擬，獲得熔體的流動(dòng)前沿動(dòng)態(tài)視圖。透過(guò)模具內部，可以檢查所指點(diǎn)的任一點(diǎn)模具溫度和壓力，給設計者進(jìn)入整個(gè)加工過(guò)程的真實(shí)感受。針對模擬分析存在的問(wèn)題，可以三維造型修改制品外觀(guān)以及修改模具結構[6]。
4 Pro/E在各類(lèi)創(chuàng )新活動(dòng)中的應用
高等工科學(xué)校在教學(xué)中應注重培養大學(xué)生的創(chuàng )新設計能力、綜合設計能力與協(xié)作精神；加強學(xué)生動(dòng)手能力的培養和工程實(shí)踐的訓練，提高學(xué)生針對實(shí)際需求進(jìn)行機械創(chuàng )新、設計、制作的實(shí)踐工作能力；鼓勵學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，培養出類(lèi)拔萃的優(yōu)秀人才。正是基于這種理念，指導的學(xué)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(shí)體圖見(jiàn)圖8。
通過(guò)Pro/E軟件在機械類(lèi)課程中的應用，在教學(xué)過(guò)程中體現了“少、精、新”的教學(xué)改革思想，將實(shí)踐教學(xué)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(xué)生提供抓住各種機遇的能力。提高課堂教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，培養了學(xué)生的創(chuàng )新設計能力。
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