機械基礎(chǔ)仿真模型庫教學(xué)資源庫構(gòu)建方案

阮芳明

摘 要：本文探討了機械基礎(chǔ)仿真模型庫教學(xué)資源庫構(gòu)建方案，包括機械基礎(chǔ)仿真模型庫的具體內(nèi)容以及所采用的軟件。

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ) 仿真模型庫 教學(xué)資源庫

近年來，隨著教育教學(xué)改革的深入，教學(xué)資源庫越來越成為各個院校的必不可少的建設(shè)項目。各門課程的教學(xué)資源庫能夠很好地實現(xiàn)高水平的教學(xué)資源共享，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供非常有用的平臺。筆者所在學(xué)校作為國家中職改革發(fā)展的示范性學(xué)校，自然在學(xué)校的教學(xué)資源庫中注重建設(shè)高質(zhì)量、高水平的各門課程的教學(xué)資源庫。

一、構(gòu)建機械基礎(chǔ)仿真模型庫教學(xué)資源庫的目的

構(gòu)建機械基礎(chǔ)仿真模型庫教學(xué)資源庫，是為了使機械基礎(chǔ)教學(xué)過程更形象、更直觀。由于在實際機器設(shè)備中，各種零件從視覺上往往相互疊加，有些在內(nèi)部的零件和構(gòu)件，即使拆開機蓋，也不能看清。而機械基礎(chǔ)仿真模型以動畫仿真的形式將機械零件的構(gòu)造、運動真實地展現(xiàn)給學(xué)生，能讓學(xué)生輕而易舉地認識各種常用機械零件，了解各種常用的機械構(gòu)件，掌握常用機械基礎(chǔ)知識。

二、機械基礎(chǔ)仿真模型庫教學(xué)資源庫的內(nèi)容

機械基礎(chǔ)仿真模型庫的教學(xué)資源庫由以下兩大部分內(nèi)容構(gòu)成：一是常用機構(gòu)與機械傳動及部分常用機構(gòu)的拆分，二是常用機構(gòu)在數(shù)控專業(yè)、機修專業(yè)、機電專業(yè)和汽車修理專業(yè)的應(yīng)用舉例。其中，在第一部分中仿真模型和仿真機構(gòu)的拆裝皆采用solidworks 軟件來制作，而仿真機構(gòu)的拆裝用edrawing來發(fā)布，方便教學(xué)中的使用。

1.模塊1“常用機構(gòu)與機械傳動及部分常用機構(gòu)的拆分”的具體內(nèi)容

（1）平面連桿機構(gòu)。需要建立的仿真模型有：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)。（2）凸輪機構(gòu)。需要建立的仿真模型有：盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪、鑲塊式凸輪。（3）間歇運動機構(gòu)。需要建立的仿真模型有：棘輪機構(gòu)、單向驅(qū)動棘輪機構(gòu)、雙向驅(qū)動棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、單銷外槽輪機構(gòu)、內(nèi)槽輪機構(gòu)和不完全齒輪機構(gòu)。（4）螺旋機構(gòu)。需要建立的仿真模型有普通螺旋機構(gòu)和差動螺旋機構(gòu)。（5）齒輪傳動。需要建立的仿真模型有：直齒圓柱齒輪傳動、外嚙合直齒圓柱齒輪傳動、內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動、齒條傳動、斜齒輪傳動、直齒錐齒輪傳動、曲線齒錐齒輪傳動、交錯軸斜齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動。（6）帶傳動和鏈傳動。需要建立的仿真模型有：帶傳動、V帶傳動和鏈傳動。（7）聯(lián)接與支撐零件。需要建立的仿真模型有：鍵聯(lián)接、普通平鍵聯(lián)接、導(dǎo)向平鍵聯(lián)接、滑鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、切向鍵聯(lián)接、鍥鍵聯(lián)接、銷連接、圓柱銷連接、圓錐銷連接、開口銷連接。（8）螺紋聯(lián)接。需要建立的仿真模型有：螺栓聯(lián)接、雙頭螺紋聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。（9）聯(lián)軸器。需要建立的仿真模型有：套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器、尼龍柱銷聯(lián)軸器。（10）離合器。需要建立的仿真模型有牙嵌式離合器和摩擦式離合器。（11）支撐零部件。需要建立軸部分的仿真模型有：傳動軸、芯軸、轉(zhuǎn)軸、直軸、曲軸；軸承部分有：滑動軸承、整體式滑動軸承、剖分式滑動軸承、調(diào)心滑動軸承、推力滑動軸承，滾動軸承，深溝球軸承的結(jié)構(gòu)。（12）液壓和氣壓傳動部分。①在液壓部分，需要建立的模型有：液壓千斤頂工作原理、簡單機床的簡化液壓傳動系統(tǒng)。液壓元件有：液壓泵、液壓缸、液壓控制閥和輔助元件。其中在液壓泵部分，需要建立的模型有：單柱塞液壓泵、外嚙合式齒輪機構(gòu)、葉片泵和軸向柱塞泵；對于液壓缸部分，需要建立的模型有單桿活塞式液壓缸、雙桿活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸和伸縮套筒式液壓缸；對于液壓控制閥部分，需要建立的模型有：單向閥、手動換向閥、直動式溢流閥和普通節(jié)流閥；對于輔助元件部分，需要建立的模型有：油箱、濾油器和蓄能器。②在氣壓傳動部分，需要建立的仿真模型有：氣動三聯(lián)件。在整個模塊中，需要建立的模型拆裝有：滾子鏈的結(jié)構(gòu)拆裝、普通平鍵聯(lián)接的拆裝、開口銷連接的拆裝、十字滑塊聯(lián)軸器的拆裝和剖分式滑動軸承的拆裝。

2.模塊2“常用機構(gòu)和機械傳動在數(shù)控、機修、機電、汽修專業(yè)等各個專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用”的內(nèi)容

（1）在數(shù)控專業(yè)中：①常用機構(gòu)，其中平面四桿機構(gòu)需要建立的模型或視頻有縫紉機踏板機構(gòu)、牛頭刨床橫向自動進給機構(gòu)、內(nèi)燃機、卡車自動卸料機構(gòu)和自動車床刀架轉(zhuǎn)位機構(gòu)；②凸輪機構(gòu)需要建立的模型或視頻有自動車床靠模機構(gòu)；螺旋機構(gòu)需要建立的模型或視頻有：車床的絲杠螺母機構(gòu)、滾珠螺旋（絲杠）傳動和螺旋千斤頂；③齒輪傳動需要建立的模型或視頻有：齒輪的加工、銑齒、插齒和滾齒；帶傳動需要建立的模型或視頻有無級變速器。

（2）在機修、機電專業(yè)中：①常用機構(gòu)，其中平面四桿機構(gòu)需要建立的模型或視頻有：縫紉機踏板機構(gòu)、牛頭刨床橫向自動進給機構(gòu)、內(nèi)燃機、卡車自動卸料機構(gòu)、自動車床刀架轉(zhuǎn)位機構(gòu)和手動沖床機構(gòu)；②凸輪機構(gòu)需要建立的模型或視頻有自動車床靠模機構(gòu)；③螺旋機構(gòu)需要建立的模型或視頻有車床的絲杠螺母機構(gòu)、滾珠螺旋（絲杠）傳動和螺旋千斤頂；④齒輪傳動需要建立的模型或視頻有齒輪的加工——銑齒、插齒和滾齒和二級齒輪減速器傳動等；⑤帶傳動需要建立的模型或視頻有無級變速器。

（3）在汽修專業(yè)中：①常用機構(gòu)，其中平面四桿機構(gòu)需要建立的模型或視頻有：縫紉機踏板機構(gòu)、內(nèi)燃機、卡車自動卸料機構(gòu)、前窗雙雨刮器和汽車車門啟閉機構(gòu)；②凸輪機構(gòu)需要建立的模型或視頻有內(nèi)燃機配汽機構(gòu)和發(fā)動機凸輪軸與氣門結(jié)構(gòu)；③螺旋機構(gòu)需要建立的模型或視頻有：汽車轉(zhuǎn)向器、汽車用絲杠千斤頂和螺旋千斤頂；④齒輪傳動需要建立的模型或視頻有：差速器、汽車主減速器中的混合輪系和變速器的變速機構(gòu)；⑤帶傳動需要建立的模型或視頻有發(fā)動機中V帶傳動；⑥鏈傳動需要建立的模型或視頻有發(fā)動機中正時鏈傳動；⑦離合器需要建立的模型或視頻有膜片彈簧離合器的虛擬拆裝、雙摩擦片周置式彈簧離合器、周置式彈簧離合器和液力偶合器；⑧銷聯(lián)接需要建立的模型或視頻有汽車轉(zhuǎn)向節(jié)注銷的虛擬拆裝；⑨軸承需要建立的模型或視頻有：深溝球軸承在汽車發(fā)動機中的應(yīng)用和虛擬拆裝、奧迪100型轎車發(fā)動機的活塞連桿組的虛擬拆裝、東風6100Q-1發(fā)動機曲軸飛輪組的虛擬拆裝；⑩液壓和液壓傳動，液壓傳動部分需要建立的模型或視頻有：發(fā)動機機油潤滑系統(tǒng)、汽車制動系統(tǒng)液壓并聯(lián)式同步回路和ABS系統(tǒng)的液壓回路；氣壓傳動部分需要建立的模型或視頻有黃河JN1181C13型汽車制動示意圖。

三、機械基礎(chǔ)仿真模型庫教學(xué)資源庫的使用

為了充分發(fā)揮專業(yè)教學(xué)資源庫在專業(yè)教學(xué)中的優(yōu)勢，實現(xiàn)資源庫助教，使教師備課時能夠使用資源庫提供的海量素材資源滿足不同的教學(xué)需求，在資源庫中運用現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)新教材呈現(xiàn)形式包括：真實實景操作視頻、虛擬仿真過程演示、三維模型構(gòu)件以及學(xué)生喜聞樂見的flash動畫等。采用項目教學(xué)方式，可使教學(xué)更加生活化、情景化、動態(tài)化、形象化。

參考文獻：

[1]顧欣.汽車機械基礎(chǔ)[M].南京：江蘇教育出版社，2010.

[2]隋明陽，王鳳伶.機械基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.

（作者單位：廣西機電工業(yè)學(xué)校）endprint