淺論ＵＧ軟件在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計中的作用

1、淺論軟件在?機械設(shè)計根底?課程設(shè)計中的作用論文關(guān)鍵詞：機械設(shè)計根底；課程設(shè)計；UG軟件論文摘要：在?機械設(shè)計基捶課程設(shè)計中采用UGUnigraphis軟件指導(dǎo)學(xué)生進展減速器的構(gòu)造設(shè)計，可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進步學(xué)生的空間想象才能。?機械設(shè)計基捶課程是機械類專業(yè)一門重要的技術(shù)根底課程。課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)活力械綜合設(shè)計才能、創(chuàng)新才能和工程意識的重要環(huán)節(jié)，是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，將為以后的專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定根底，在教學(xué)方案中具有承上啟下的重要作用。我院?機械設(shè)計基捶課程設(shè)計選用的題目是傳動裝置中的減速器設(shè)計，在以前的課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生空間想象才能缺乏，往往照葫

2、蘆畫瓢，導(dǎo)致學(xué)生對自己設(shè)計的減速器構(gòu)造似懂非懂，影響了設(shè)計質(zhì)量。筆者結(jié)合自己對UGUnigraphis軟件技術(shù)的掌握，對教學(xué)中如何進步學(xué)生空間思維才能的問題進展了探究。人們的認識過程建立在理論活動中，從詳細到抽象，從感性認識上升到理性認識，在此過程中，假設(shè)缺乏與之有關(guān)的感性認識作為根底，理解起來很難。?機械設(shè)計基捶課程是理論性和理論性都很強的課程，內(nèi)容比較抽象，減速器構(gòu)造設(shè)計離不開空間想象，離不開對空間形體的分析和表達。根據(jù)心理學(xué)的觀點，空間想象才能是形象思維與抽象思維兩種思維活動的分析、綜合、加工處理，從而產(chǎn)生新形象的一種綜合性才能，主要來源于對空間形體的感性認識。課程設(shè)計能培養(yǎng)學(xué)生對空間形

3、體的想象才能、分析才能和表達才能。這三種才能彼此關(guān)聯(lián)，互相促進。在教學(xué)中從學(xué)生的身心開展規(guī)律和學(xué)生實際出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生空間想象才能的途徑有很多，利用UG軟件進展多媒體教學(xué)是非常有效的方法之一。UG系統(tǒng)起源于美國麥道飛機公司。多年來，UG系統(tǒng)聚集了美國航空航天與汽車工業(yè)的專業(yè)經(jīng)歷，開展成為世界一流的綜合性的設(shè)計、分析和制造一體化的集成系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)從產(chǎn)品的概念設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計、虛擬現(xiàn)實到靜力學(xué)及動力學(xué)強度分析，最后由A模塊實現(xiàn)計算機輔助加工制造，貫穿了產(chǎn)品的開發(fā)和制造全過程。UG技術(shù)提供的草圖功能、曲線曲面建模、基于特征的實體建模、虛擬裝配建模、機構(gòu)運動仿真、分析等技術(shù)手段，給機構(gòu)設(shè)計提供了極大的方便

4、。相關(guān)技術(shù)手段的結(jié)合應(yīng)用不僅能快速構(gòu)建出相關(guān)的機構(gòu)的抽象模型，也能把這種模型快速地映射于機構(gòu)的裝配模型，還能對機構(gòu)進展快速的運動分析仿真、運動干預(yù)檢查及動力學(xué)分析等。在課程設(shè)計之前，為了增強學(xué)生的感性認識，最好進展軸系構(gòu)造測繪和減速器構(gòu)造裝拆實驗，因為這兩個實驗有利于學(xué)生進一步掌握機械構(gòu)造設(shè)計知識、理解構(gòu)造設(shè)計的原那么，建立軸系組成的根本概念。在課程設(shè)計開始時，學(xué)生往往不知從何下手，教師首先應(yīng)該介紹一下設(shè)計總體過程。采用課件比較方便，然而也有很大的局限性，因為制作好的軟件不宜改動，教學(xué)內(nèi)容的個性與教學(xué)過程的適宜性受到了限制，在課堂上不利于發(fā)揮教師的主觀能動性，不利于最大限度地融入和表達教師的設(shè)

5、計思想、教學(xué)特色和個人風(fēng)格。筆者采用UG軟件對零件直接進展三維建模和用UG建造好的虛擬模型進展教學(xué)，在課堂的動態(tài)教學(xué)中可以隨機應(yīng)變、按需造型以及修改模型，進步課堂教學(xué)質(zhì)量。采用UG軟件建造的虛擬模型比以前采用實物模型來增強學(xué)生感性認識要好，因為實物模型由于體積和重量原因會造成攜帶、拆卸和解剖不便，且操作較為費時。而UG軟件創(chuàng)立的三維模型精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富，利用UG的局部放大、平移和翻轉(zhuǎn)等工具，可以在屏幕上觀察零件復(fù)雜形體的外形與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化等各個側(cè)面和局部細節(jié)特征；可以直觀地顯現(xiàn)整個零件的構(gòu)造，裝配體中零件之間的連接關(guān)系，使教學(xué)中的知識難點更加明晰、生動、形象；也

6、可以根據(jù)不斷變化的教學(xué)內(nèi)容和不同的教學(xué)對象的需求，利用UG軟件方便地進展教學(xué)模型的修改與新建，滿足教學(xué)中對模型種類及數(shù)量的需要，并能顯著降低教學(xué)本錢。在介紹設(shè)計過程時，假設(shè)采用機械制圖方法將零件的三維實體利用投影法原理將其轉(zhuǎn)化到二維平面圖上，再通過二維視圖想象出三維形狀講解減速器構(gòu)造設(shè)計，那么學(xué)生理解這些傳統(tǒng)的二維平面圖知識需要有豐富的空間想象力。即使用一些軸測圖，也只能看到實體的局部外表，不能解決教學(xué)中向?qū)W生講解清楚空間幾何體的形體問題。并且學(xué)生的認識始終停留在二維圖紙上，不能很好地理解構(gòu)造設(shè)計對整機性能的影響以及單個零件與整機之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，不清楚自己設(shè)計的構(gòu)造是否合理。筆者在教學(xué)中采用U

7、G軟件教學(xué)，使學(xué)生看到零件的設(shè)計過程，讓學(xué)生看到教師在繪圖過程中的細節(jié)，并且使用UG對減速器各個零件進展裝配，使學(xué)生比較容易理解。如圖軸上零件周向、徑向定位所示，在講解對減速器軸上各個零件進展裝配時，介紹裝配基準(zhǔn)，演示如何進展傳動件的周向和軸向固定；軸的支承、固定；軸承類型如何選擇，應(yīng)考慮哪些因素，軸承如何裝配，間隙如何調(diào)整等問題；各零件之間的互相位置關(guān)系、零件的布置方案、裝拆順序；圖樣上的尺寸和公差標(biāo)注及零件的構(gòu)造工藝性應(yīng)注意的問題等等。這樣，不僅能在較短時間內(nèi)給學(xué)生提供正確的示范，培養(yǎng)學(xué)生的幾何構(gòu)思才能，同時介紹了有關(guān)構(gòu)造工藝知識，培養(yǎng)學(xué)生合理的設(shè)計思維，有利于學(xué)生理解減速器的工作原理、裝

8、配關(guān)系、各零件的相對位置關(guān)系以及各零件的構(gòu)造特點。這種視覺效果的刺激能增強學(xué)生的分析、認識和記憶才能，開拓學(xué)生的知識面，活潑課堂氣氛，進步學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能充分發(fā)揮計算機與教師的雙重作用。軸上零件周向、徑向定位圖三維設(shè)計是工業(yè)開展的趨勢，我院機械類專業(yè)學(xué)生獲得UG或PR/E三維設(shè)計技能證書是學(xué)生的畢業(yè)條件之一，這樣的要求有利于進步學(xué)生實際工程設(shè)計才能，創(chuàng)新意識和就業(yè)的競爭才能。因為在課程設(shè)計之前，一些學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了UG或PR/E軟件，在課程設(shè)計中應(yīng)鼓勵學(xué)生采用三維設(shè)計。將三維設(shè)計融入課程設(shè)計，學(xué)生可以利用UG強大的參數(shù)化功能和裝配功能，完成各零件的設(shè)計和裝配。由于學(xué)生缺乏實際經(jīng)歷，往往要對某

9、些構(gòu)造不夠合理的地方進展屢次修改，采用UG軟件只需修改零件的某個參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改。而采用二維設(shè)計，構(gòu)造變動較大時那么不得不重新設(shè)計并花費很多時間進展繪圖。而采用三維設(shè)計，整個設(shè)計過程符合學(xué)生的認知規(guī)律，能使學(xué)生更加深化地理解設(shè)計的內(nèi)涵，增強學(xué)生的設(shè)計想象力，啟迪學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)。三維設(shè)計可以使學(xué)生直觀地看到自己的設(shè)計成果，增強學(xué)生的成就感。而且學(xué)生在完成三維設(shè)計后，利用UG的制圖轉(zhuǎn)換功能，可將使用實體建模功能創(chuàng)立的零件或裝配模型引用到工程圖模塊中，快速轉(zhuǎn)換為二維的工程圖，再進展尺寸標(biāo)注、注釋等等，最終完成課程設(shè)計所要求的圖紙，從而進步學(xué)生的專業(yè)制圖識圖才能，加深學(xué)生對三維設(shè)計與二維工程圖之間關(guān)系的理解。理論說明，用UG軟件講授減速器的構(gòu)造設(shè)計，可以激發(fā)學(xué)生的觀察力、想象力及邏輯聯(lián)想才能，可以到達“教人以漁，那么終身受用無窮的效果。不過，雖然現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)開闊了學(xué)生的視野，進步了學(xué)習(xí)的興趣性與教學(xué)效率，然而教學(xué)卻具有生成性，對課堂上出現(xiàn)的新問題，教師的板書和分析必不可少。因此，在教學(xué)理論中應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)有機結(jié)合，不斷地研究新的教學(xué)方