ProEngineer在《汽車構(gòu)造》課程中的應(yīng)用探索

【摘要】《汽車構(gòu)造》這門課程是汽車類專業(yè)的必修課，通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生主要掌握汽車的構(gòu)造及原理，Pro/E是一款強(qiáng)大的三維CAD/CAM參數(shù)設(shè)計(jì)軟件，以傳統(tǒng)汽車和新能源汽車的主流車型中比較典型的元件為例進(jìn)行草繪、三維建模和零件裝配，為《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)提供大量素材。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)汽車及新能源汽車的零件設(shè)計(jì)，拓展學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的技能培養(yǎng)，同時(shí)改變了以往的教學(xué)方法和手段。

【關(guān)鍵詞】Pro/Engineer;汽車構(gòu)造;教學(xué)方法

【基金項(xiàng)目】2018安徽省級(jí)自科項(xiàng)目：基于Pro/E技術(shù)數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架分度機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和有限元分析（2018zk02）? ?安徽省職成教學(xué)會(huì)一般項(xiàng)目：基于技能培育的新能源汽車專業(yè)建設(shè)的理論研究與實(shí)踐探索（AGZ18118）

汽車類專業(yè)學(xué)生需要掌握很多機(jī)械部件和它們的運(yùn)動(dòng)原理，學(xué)生僅僅通過(guò)多媒體動(dòng)畫演示來(lái)記憶汽車的空間布置，方法單一，學(xué)習(xí)效果不佳，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法對(duì)于各組成部件的裝配介紹的較少，因此很多院校開設(shè)了汽車拆裝實(shí)訓(xùn)課程，注重理論課與實(shí)踐課結(jié)合，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，但是汽車技術(shù)不斷發(fā)展，車型變化較快，汽車實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地建設(shè)資金和購(gòu)買的設(shè)備是有限的，因此學(xué)生接觸的汽車類型有限。如果利用Pro/E軟件將目前主流車型的機(jī)械構(gòu)造進(jìn)行三維建模，建立傳統(tǒng)汽車和新能源汽車構(gòu)造模型庫(kù)，那么可以為汽車類專業(yè)的學(xué)生提供很多學(xué)習(xí)素材，老師指導(dǎo)學(xué)生每年不斷添加進(jìn)去新型汽車的構(gòu)造模型，不拘泥于課本知識(shí)，做到與時(shí)俱進(jìn)，那么在教與學(xué)的過(guò)程中都會(huì)有所收獲。

1. Pro/Engineer應(yīng)用在《汽車構(gòu)造》課程的意義

Pro/E是一款強(qiáng)大的三維CAD/CAM參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，在草圖設(shè)計(jì)、三維建模、零件裝配、動(dòng)態(tài)模擬與仿真以及創(chuàng)建工程圖等功能被汽車專業(yè)的人士使用，在國(guó)內(nèi)的很多大學(xué)，已成為汽車專業(yè)學(xué)生必修的軟件課程，可見(jiàn)它在機(jī)械工程專業(yè)方面的影響。

目前有些汽車類專業(yè)開設(shè)了Pro/E課程或Auto CAD實(shí)訓(xùn)課程，以汽車比較典型的元件為例進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)Pro/E的2D草繪、三維建模和零件裝配，掌握Pro/E軟件對(duì)汽車構(gòu)造設(shè)計(jì)的基本技能，由簡(jiǎn)入深，不但提高了對(duì)軟件的操作技能也提高了對(duì)汽車構(gòu)造的空間想象和理解能力，零件裝配過(guò)程與實(shí)際生產(chǎn)的裝配過(guò)程大致相同，提高了同學(xué)們理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

《汽車構(gòu)造》這門課程是汽車類專業(yè)的必修課，本課程的目的是通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生主要掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤各大總成的構(gòu)造、布置及原理，通過(guò)實(shí)訓(xùn)，初步具備動(dòng)手拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車底盤各主要總成的技能，會(huì)使用拆裝工具，掌握安全拆裝的步驟，并了解汽車發(fā)展的趨勢(shì)及新技術(shù)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。它分為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、電氣設(shè)備和車身四大部分，主要學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤內(nèi)容，理論課與實(shí)踐課交替進(jìn)行，相輔相成，以此提高同學(xué)們對(duì)機(jī)械構(gòu)造和電控部分的理解能力。

以發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，雖然有很多院校開設(shè)了發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝課程，同學(xué)們經(jīng)過(guò)拆解發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，掌握了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造和特點(diǎn)，提高了三維空間思維能力，但是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不容易想象，只能通過(guò)三維軟件的運(yùn)動(dòng)仿真來(lái)提高理解力，而且課余時(shí)間教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生將目前主流車型的汽車構(gòu)造進(jìn)行繪制、建模，擴(kuò)充了課本以外的很多知識(shí)，不局限于汽車實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備條件，改變了以往的教學(xué)方法和手段。

2. Pro/E三維建模在《汽車構(gòu)造》課程中的應(yīng)用探索

將汽車零部件引入到Pro/E課程的教學(xué)中，通過(guò)二位繪圖與三維建模鞏固對(duì)汽車結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，再通過(guò)軟件的“零件裝配”功能將所有設(shè)計(jì)零件組裝成一個(gè)個(gè)總成，將實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)設(shè)備體現(xiàn)在軟件中，讓實(shí)踐再次轉(zhuǎn)化成理論。在《汽車構(gòu)造》課程中應(yīng)用Pro/E軟件制作的大量素材，讓機(jī)械構(gòu)造變得簡(jiǎn)單易懂，通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真效果，讓同學(xué)們快速理解汽車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，開闊了思維、提高了學(xué)習(xí)興趣。

2.1 創(chuàng)新性及推廣性

汽車整體構(gòu)造有很多機(jī)械零件組成，利用Pro/E軟件的三維建模，將枯燥的平面制圖轉(zhuǎn)換成空間模型，比如自動(dòng)變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)過(guò)程不容易想象，可以采用Pro/E軟件及3D打印技術(shù)結(jié)合，將其打印出來(lái)作為教具，此教具采用ABS材料，比起數(shù)控機(jī)床加工出的模型質(zhì)量輕很多，顏色也可以選擇，上課攜帶非常方便，同學(xué)們可以分組設(shè)計(jì)不同尺寸的模型和支架，培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神;業(yè)余時(shí)間有些汽車社團(tuán)舉行三維建模比賽、機(jī)械創(chuàng)新比賽或成圖大賽等，以賽促學(xué)，將Pro/E技能進(jìn)一步提高。

2.2 實(shí)用性與啟發(fā)性

利用Pro/E軟件2D繪制和三維建模的素材均來(lái)源于汽車實(shí)物，來(lái)源于實(shí)訓(xùn)課中的拆裝零件，看得見(jiàn)摸得著，不是照搬課本上的機(jī)械制圖，因此學(xué)生在剛開始繪制時(shí)理論結(jié)合實(shí)踐;通過(guò)零件裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，熟練掌握Pro/E軟件繪圖命令的使用和繪圖技巧，同時(shí)將目前各種主流車型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，挖掘了學(xué)習(xí)的潛能，打破了實(shí)訓(xùn)條件的限制，多方面提高自己的技能。以底盤中的自動(dòng)變速器為例，傳統(tǒng)車常用的有辛普森式、拉維娜式、雙離合以及無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器，這些變速器資料較多，但是新能源汽車的變速器在底盤的布局和其他零件搭配上與傳統(tǒng)車有所差別，資料較少，通過(guò)讓學(xué)生查找國(guó)內(nèi)外汽車資料，理論與實(shí)際結(jié)合，拓展知識(shí)面，讓學(xué)生舉一反三，在其他課程如《混合動(dòng)力汽車構(gòu)造》、《純電動(dòng)汽車構(gòu)造》、《汽車電控技術(shù)》等等課程的學(xué)習(xí)上起到事半功倍的效果。

綜上所述，Pro/Engineer軟件和汽車構(gòu)造內(nèi)容穿插式教學(xué)，理論結(jié)合實(shí)訓(xùn)、實(shí)訓(xùn)又指導(dǎo)理論，改變了以往的教學(xué)方法和手段。Pro/Engineer是一款強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件，以主流車型為例對(duì)汽車主要部件進(jìn)行草繪、三維建模和零件裝配，熟練掌握繪圖命令的使用技巧，為《汽車構(gòu)造》教學(xué)累積了大量素材，同時(shí)加深了對(duì)汽車構(gòu)造的整體布局和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的理解，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)汽車和新能源汽車的機(jī)械零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)訓(xùn)設(shè)備，不斷拓展知識(shí)面，在其他課程的學(xué)習(xí)上打好基礎(chǔ)，增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的技能培養(yǎng)。在Pro/Engineer軟件和汽車構(gòu)造兩門課程穿插教學(xué)中也遇到了一些問(wèn)題需要解決，比如教材的內(nèi)容配合、教學(xué)進(jìn)度方面，以及與實(shí)訓(xùn)課教學(xué)的銜接方面等等。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳志剛.PRO/E軟件教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（22）：149.

[2]魏加興. Pro/Engineer Wildfire 4.0中文版零件設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.5

[3]王貴槐.汽車構(gòu)造[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2014.5

[4]吳海燕.基于Pro/E的高職《機(jī)械制圖》課程教學(xué)改革[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（07）：183-184.

[5]廖柏生.中職機(jī)械制圖教學(xué)中Pro/E軟件的應(yīng)用研究[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2019，2（06）：63-65.

作者簡(jiǎn)介：王華（1981—），女，山東淄博人，碩士，講師，研究方向：車輛設(shè)計(jì)理論與方法。