淺談solidworks在機(jī)械類課程中的教學(xué)應(yīng)用

周金霞

（安徽三聯(lián)學(xué)院，安徽 合肥 230601）

1 引言

工程機(jī)械類專業(yè)課程著重啟發(fā)、引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識領(lǐng)悟及實(shí)操應(yīng)用技能，針對性強(qiáng)、實(shí)踐性廣.若內(nèi)容枯燥、抽象，用傳統(tǒng)的教學(xué)模式教學(xué)，學(xué)生的空間概念很難建立，使得多數(shù)學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒.與其讓學(xué)生抽象地去思維，不如利用solidworks軟件動態(tài)地進(jìn)行三維實(shí)體建模，隨意的進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、裝配、爆炸等等，以達(dá)到從不同角度對實(shí)體進(jìn)行觀察的最終目的.輔助學(xué)生培養(yǎng)良好的空間想象能力，更為有效地掌握機(jī)械類課程知識的學(xué)習(xí)，簡單說明solidworks軟件與機(jī)械類知識有機(jī)結(jié)合的實(shí)施方法.

2 Solidworks軟件介紹

基于微軟公司開發(fā)平臺，美國solidworks公司在windows操作系統(tǒng)支持下開發(fā)并設(shè)計(jì)的一款三維設(shè)計(jì)軟件.它具有功能強(qiáng)大、易于學(xué)習(xí)和掌握、使用方便快捷等特點(diǎn)，只要用戶掌握了微軟公司W(wǎng)indows系統(tǒng)的基本操作功能，就可以運(yùn)用solidworks軟件來實(shí)現(xiàn)繪圖和設(shè)計(jì)構(gòu)思，如今solidworks軟件已廣泛地運(yùn)用于軍工、航天、汽車、醫(yī)療機(jī)械等眾多領(lǐng)域.Solidworks軟件在機(jī)械類課程教學(xué)中最為常用幾個功能如下：

2.1 零件建模

SolidWorks軟件提供了基于特征的、參數(shù)化的虛擬三維實(shí)體建模功能，通過特征工具來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、陣列等操作來完成零部件的實(shí)體建模.建模后的零件，可生成工程圖，也可插入到裝配體中形成裝配關(guān)系，同時生成數(shù)控代碼，導(dǎo)入到數(shù)控機(jī)床中直接進(jìn)行零件加工.

2.2 裝配體

Solidworks軟件可以創(chuàng)建有很多虛擬零部件組成的虛擬裝配體，這些零部件可以是零部件，也可以是子裝配體.在自上而下的設(shè)計(jì)中，生成新零件時，需要參考其它與之相關(guān)零件，并保持對應(yīng)地參數(shù)關(guān)系，在裝配環(huán)境下，可方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改零部件；利用自上而下的設(shè)計(jì)方法，插入已有的三維零、部件模型，按照約束關(guān)系將兩個或兩個以上的零部件進(jìn)行裝配，形成對應(yīng)的虛擬裝配，也可對其進(jìn)行運(yùn)動分析、干涉現(xiàn)象檢查等，從而形成產(chǎn)品的真實(shí)效果圖.

2.3 工程圖

solidworks軟件可利用已有的零件及裝配的三維實(shí)體模型，可自動生成對應(yīng)零件及裝配的二維工程圖，只要指定三維實(shí)體模型的投影方向或者剖切位置等，就可以得到對應(yīng)的工程圖，并且工程圖是全相關(guān)的，伴隨實(shí)體模型尺寸的修訂，零件模型、裝配體、各個視圖的對應(yīng)尺寸都會進(jìn)行自動更新.

3 機(jī)械類課程教學(xué)中如何應(yīng)用Solidworks軟件

3.1 《機(jī)械制圖》課程教學(xué)中如何應(yīng)用Solidworks軟件

涉及到工程機(jī)械類專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，《機(jī)械制圖》是一門非常重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課.對于工程技術(shù)人員而言，必須具備專業(yè)技能的前提要求是能夠熟練掌握工程圖樣的視圖方式、繪制手法、剖解視圖等多種工具.本課程對學(xué)生的抽象性、邏輯性思維判斷能力要求偏高，看似簡單，眼高手低的誤區(qū)普遍存在.由于課程內(nèi)容由淺入深、環(huán)環(huán)相扣，而學(xué)生未及時溫習(xí)和動手繪圖，逐漸步入學(xué)習(xí)興趣的低谷.然而本課程在機(jī)械類課程體系中起著貫穿始末、承上啟下的作用，本課程知識點(diǎn)的掌握情況將直接影響后續(xù)機(jī)械類課程的學(xué)習(xí)及人才梯隊(duì)發(fā)展的良莠不齊.

傳統(tǒng)教學(xué)中，教師通常的輔助教學(xué)模式是采用實(shí)物模型、三維掛圖等手段來完成，均存在一定的直觀性和局限性，雖然能夠幫助學(xué)生建立一定的空間想象能力，但由于各種模型的尺寸和相對位置過于單一，致使教學(xué)應(yīng)用中的效果反饋不佳.這時利用Solidworks軟件平臺下的三維建模功能，將成為完善課件開發(fā)制作和演示的一種有效實(shí)用工具.（1）在教學(xué)研討過程中繪制出所需的實(shí)體（如下圖1）；（2）在繪圖及講解過程中演示各種實(shí)體的成型軌跡，通過多維度旋轉(zhuǎn)實(shí)體，讓學(xué)生認(rèn)知不同角度的實(shí)體結(jié)構(gòu)真面目（如下圖2）；（3）運(yùn)用剖面視圖操作功能對實(shí)體進(jìn)行任意位置和角度的剖切，讓學(xué)生直觀地學(xué)習(xí)實(shí)體剖切以后的具體形狀（如下圖3）等等.Solidworks軟件在《機(jī)械制圖》課程教學(xué)中的靈活應(yīng)用，可以快速培養(yǎng)學(xué)生的空間實(shí)體建模興趣，增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力，從而快速幫助學(xué)生理解并掌握本課程中的重、難點(diǎn)知識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到提升教學(xué)效果的目的.

圖1

圖2

圖3

3.2 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中如何應(yīng)用Solidworks軟件

作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》已經(jīng)成為工程機(jī)械類專業(yè)不可或缺的重要學(xué)習(xí)科目，系統(tǒng)分類、多維度滲透、理論與實(shí)踐的交叉應(yīng)用成了通用教學(xué)科目向?qū)I(yè)科目過渡的一個重要轉(zhuǎn)折點(diǎn).雖然本課程的意義重大，由于絕大多數(shù)院校實(shí)驗(yàn)課和實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少，教材中各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動、傳動及零件聯(lián)接都是以圖片顯示出來的，無從談起有良好的教學(xué)效果.如今借用多媒體條件，在教學(xué)中教師可以用Solidworks軟件來創(chuàng)建所需的零部件模，用裝配功能來創(chuàng)建各部分的配合關(guān)系；利用運(yùn)動算例功能來模擬連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，如圖4，使得學(xué)生能夠很直觀的了解平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程，同時也可以觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動所具有的一些特性.應(yīng)用Solidworks軟件輔助《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)，可以快速有效地改變填鴨式教學(xué)形式，讓參與者走進(jìn)來，引導(dǎo)并提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，同時能更容易理解、掌握復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動原理.

圖4

圖5

3.3 《液壓與氣壓傳動技術(shù)》課程教學(xué)中如何應(yīng)用Solidworks軟件

作為一門工程類別專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程是主要研究液壓與氣動傳動技術(shù)一般規(guī)律和具體應(yīng)用的一門科學(xué).《液壓與氣壓傳動技術(shù)》在多年的教學(xué)引導(dǎo)和驗(yàn)證下，成就了一大批從事軍工、工程機(jī)械、醫(yī)療、勘測等行業(yè)的專業(yè)技能人員.加上Solidworks軟件在課程學(xué)習(xí)中的示范案例講解和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，無論是對學(xué)生解決實(shí)際問題的能力（包括思維素質(zhì)、創(chuàng)新能力、科學(xué)精神），還是對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，都是一種推進(jìn)手段和催化劑.很多基本原理和結(jié)構(gòu)學(xué)生難以理解，為了使抽象難懂的理論知識變得通俗易懂，可用solidworks軟件對學(xué)生不易理解的知識點(diǎn)可以利用三維模型演示、運(yùn)動仿真及虛擬加工等手段進(jìn)行講解，如圖5.使學(xué)生很直觀的看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部油液（或氣體）的走向等等.

4 結(jié)語

本文依據(jù)多年從事機(jī)械類課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，分析并總結(jié)了Solidworks軟件在機(jī)械類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中的靈活應(yīng)用.Solidworks軟件作為教學(xué)輔助工具，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足，不僅可以更加直觀地對一些概念、基本原理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，而且還可以提高學(xué)生的空間想象能力和學(xué)習(xí)興趣，從而實(shí)現(xiàn)課堂上教與學(xué)的靈活互動，最終達(dá)到較好的教學(xué)效果.伴隨計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，Solidworks軟件在教學(xué)中的應(yīng)用必然會引領(lǐng)教壇專業(yè)領(lǐng)域并成為專業(yè)時尚教學(xué)工具.

〔1〕詹迪維.SolidWorks快速入門教程 （2010中文版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

〔2〕王巍.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2009.

〔3〕陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.

〔4〕鳳鵬飛.液壓與氣壓傳動技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

〔5〕平芳.solidworks在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].滁州學(xué)院學(xué)報，2004.