Inventor軟件在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

[摘要]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械系各專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，不僅需要學(xué)生掌握機(jī)械原理，還需要掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，為更好地提升課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生的綜合能力，需要借助于先進(jìn)的教學(xué)工具，提升教學(xué)效率。Inventor是一種三維可視化實(shí)體模擬軟件，在機(jī)械設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用，基于此本文就Inventor軟件在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用措施進(jìn)行研究，為提升《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)質(zhì)量提供參考。

[關(guān)鍵詞]Inventor軟件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)

[中圖分類號(hào)]G642

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]2095-3089（2021）17-0186-02

1.前言

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械系學(xué)生一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，包括了機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)的兩個(gè)部分的知識(shí)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)具有重要意義。《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)不僅需要掌握機(jī)械原理，還需要掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，因此該課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，創(chuàng)新性也比較高，提升該課程的教學(xué)效果尤為重要-。

Inventor軟件是一種三維可視化實(shí)體模擬軟件，能夠創(chuàng)建完整的數(shù)字樣機(jī)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用，將其應(yīng)用于《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，能夠幫助學(xué)生更好地理解和掌握機(jī)械原理及設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，更好地培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及教學(xué)質(zhì)量，培育更多具有較高的綜合素養(yǎng)的人才。

2.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1學(xué)生空間想象力較弱

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生需要具有較強(qiáng)的空間想象力，來降低機(jī)械原理及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的難度。但是在當(dāng)前的教學(xué)中，大部分學(xué)生的空間想象力比較差，對(duì)機(jī)械的理解能力比較差，實(shí)際教學(xué)之中，主要通過文字描述、理論計(jì)算、圖片、視頻等方式對(duì)機(jī)械的工作原理、過程及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方面進(jìn)行理解學(xué)習(xí)，這也使得教學(xué)比較枯燥，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解難度比較大，缺乏對(duì)學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)，使得大部分學(xué)生對(duì)其結(jié)構(gòu)性難以有更加全面的了解，學(xué)生逐漸會(huì)失去相應(yīng)的學(xué)習(xí)興趣。

2.2缺乏實(shí)訓(xùn)設(shè)備

在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，大部分學(xué)校忽視了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要性，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程時(shí)，涉及到的機(jī)械設(shè)備比較多，且設(shè)備的機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，但是在當(dāng)前的學(xué)校中缺乏完整的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，無法滿足當(dāng)前的教學(xué)需求，不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，同時(shí)也會(huì)使得學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)的興趣，降低了課程的實(shí)踐性，影響了教學(xué)效果的提升。

2.3難以驗(yàn)證機(jī)械設(shè)計(jì)作品可行性

在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)是其中一個(gè)較為重要的環(huán)節(jié)，要求學(xué)生能夠獨(dú)自完成相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，且要求其具有一定的可行性，但是在當(dāng)前的教學(xué)過程中，尤其缺乏相應(yīng)的教學(xué)輔助技術(shù)，難以驗(yàn)證設(shè)計(jì)作品的可行性，大部分是通過理論計(jì)算的方式，推論其可行性，但無法得到實(shí)際性的驗(yàn)證，因此也使得學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)作業(yè)缺乏相應(yīng)的重視，使得教學(xué)的質(zhì)量得不到保證。

3.Inventor軟件的基本功能

Inventor軟件是一款有Autodesk公司開發(fā)的三維參數(shù)化實(shí)體建模軟件，能夠更為經(jīng)濟(jì)、高效地創(chuàng)建數(shù)字化模型，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要工具時(shí)，在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)以及加工制作等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)體造型以及部件約束裝配，生成更為簡單易懂的工程圖。

3.1零件設(shè)計(jì)

Inventor軟件中零件設(shè)計(jì)功能，可以根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案及分析計(jì)算進(jìn)行概念化的設(shè)計(jì)，進(jìn)行產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)，能夠?qū)缀卧O(shè)計(jì)與零件設(shè)計(jì)有效地融為一體，從而將產(chǎn)品的零件設(shè)計(jì)得到可視化的展現(xiàn)。

3.2裝配設(shè)計(jì)

Inventor軟件中裝配設(shè)計(jì)能夠支持各種設(shè)計(jì)流程，能夠?qū)崿F(xiàn)自頂向下、自底向上的設(shè)計(jì)以及混合設(shè)計(jì)，可以更好地實(shí)現(xiàn)零件環(huán)境及裝配環(huán)境的裝換，在裝配的過程中實(shí)現(xiàn)更加靈活的設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)流程更加順暢，提高設(shè)計(jì)靈活性的同時(shí)，便于對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化。

3.3表達(dá)視圖

表達(dá)視圖能夠?qū)⒀b配的過程及裝配體的組成進(jìn)行相應(yīng)的展示，并將整個(gè)分解的過程進(jìn)行錄制并保存，使得學(xué)生能夠?qū)C(jī)械設(shè)備安裝及拆解有更全面的理解，從而對(duì)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)過程等有更加全面的理解。

3.4二維工程圖

Inventor軟件中二維工程圖，可以由其產(chǎn)生的三維實(shí)體模型直接形成，從而產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)視圖、剖視圖、局部放大圖等阿，更加全面地展現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)能夠進(jìn)行多種格式的保存，便于在其他軟件上打開、優(yōu)化等。

4.Inventor軟件在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

4.1課程項(xiàng)目任務(wù)的確定與導(dǎo)入

將Inventor軟件應(yīng)用于《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，提升了課程的實(shí)踐性，因此需要借助相應(yīng)的項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行課程的導(dǎo)入，從而更好地發(fā)揮Inventor軟件在課程教學(xué)中的作用。在進(jìn)行課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合相應(yīng)的問題，對(duì)其進(jìn)行樹立，明確設(shè)計(jì)的目標(biāo)及任務(wù)，組建學(xué)習(xí)小組對(duì)項(xiàng)目任務(wù)更好地完成。本文以“一級(jí)減速器設(shè)計(jì)”項(xiàng)目為案例，進(jìn)行課程的導(dǎo)入，學(xué)生需要在設(shè)計(jì)的過程中，了解其結(jié)構(gòu)原理、相關(guān)的科學(xué)技術(shù)等，從而對(duì)該機(jī)械設(shè)備有更加全面的了解，這對(duì)于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有積極作用。

4.2知識(shí)學(xué)習(xí)及仿真驗(yàn)證

在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生需要對(duì)一級(jí)減速器的基本功能進(jìn)行更好的了解，了解其結(jié)構(gòu)中包含的零件及名稱，以及拆卸、安裝方法等，從而對(duì)設(shè)備具有更加全面的了解，并根據(jù)其進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，根據(jù)相應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容以及獲取、計(jì)算的相關(guān)參數(shù)，對(duì)各個(gè)零件的尺寸有更好的掌握，并借助于Inventor軟件對(duì)一級(jí)減速器的各個(gè)零件模型進(jìn)行創(chuàng)建，并通過裝配功能實(shí)現(xiàn)一級(jí)減速器三維模型的創(chuàng)建，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行合理性的優(yōu)化，借助于Inventor軟件漸漸還能夠?qū)ζ淇尚行赃M(jìn)行驗(yàn)證，確保各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的合理性，保證其能夠達(dá)到預(yù)想的功能設(shè)計(jì)需求，從而讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)到的知識(shí)有更好、更加全面的理解與掌握，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

4.3實(shí)踐任務(wù)的布置

根據(jù)相應(yīng)的課程項(xiàng)目計(jì)劃，為學(xué)生布置相應(yīng)的實(shí)踐任務(wù)，學(xué)生在這個(gè)過程中需要對(duì)其模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)產(chǎn)品能夠在Inventor軟件中實(shí)現(xiàn)仿真運(yùn)行，小組成員在這個(gè)過程中進(jìn)行相應(yīng)的討論，對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行不斷的優(yōu)化，獲取更優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取具有較高可行性的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并生成虛擬樣機(jī)。

4.4課程項(xiàng)目的考核評(píng)價(jià)

對(duì)課程項(xiàng)目進(jìn)行有效的考核評(píng)級(jí)，能夠有效地提升學(xué)生各方面的綜合素養(yǎng)，促使學(xué)生在項(xiàng)目完成的各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮更大的作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。借助于Inventor軟件，能夠?qū)⒆罱K的項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行全方位的展現(xiàn)，包括其中零部件的設(shè)計(jì)展現(xiàn)，充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的優(yōu)勢以及創(chuàng)新性等，取代了紙質(zhì)作業(yè)，在進(jìn)行作業(yè)展示上更加的靈活，也使得學(xué)生能夠更好地展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)想法及理念等，便于學(xué)生及教師對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果有更全面的認(rèn)識(shí)與了解，從而教師能夠?qū)?xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行更加全面的評(píng)價(jià)，并予以相應(yīng)的指導(dǎo)，使得學(xué)生能夠在這個(gè)過程中獲取更多體會(huì)，從而促使學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。

4.5總結(jié)歸檔

在教師考核完成后，需要對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)項(xiàng)目完成過程中的體會(huì)、得失等進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)，拓寬學(xué)生的思路，也可以讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程有更全面的了解，從而尋求到適合自己的學(xué)習(xí)方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的不足，并對(duì)其進(jìn)行歸檔，便于學(xué)生在日后學(xué)習(xí)的過程中進(jìn)行借鑒，不斷地實(shí)現(xiàn)自我能力的提升。

5.結(jié)束語

綜上所述，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的科目，對(duì)學(xué)生的空間想象力具有較高的要求，需要借助于相應(yīng)的學(xué)習(xí)工具進(jìn)行輔助，Inventor軟件的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)三維建模，對(duì)機(jī)械設(shè)備的零件等進(jìn)行全面的展示，同時(shí)可驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，有助于學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的模擬訓(xùn)練，從而不斷地提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)及創(chuàng)新能力的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯惠蘭，滕明遠(yuǎn).基于inventor三維建模軟件的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)研究[J].經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展研究，2019（2）：252.

[2]黃秀薌.基于Inventor的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)探索[J].龍巖學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（⑤）：102-107

[3]彭廣威.基于三維軟件的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程改革與資源開發(fā)[J].教育教學(xué)論壇，20203）：112-113

[4]劉田田.Autodesk Inventor在中職《機(jī)械制圖》教學(xué)中的應(yīng)用新教育時(shí)代電子雜志（教師版），2020（⑤：244，253.

[5]周華，張廣文.借助三維軟件提升食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的工程課程學(xué)習(xí)能力[J].廣東化工，2020，47（2：195-196

[6]陳欣敏.利用Inventor軟件改進(jìn)中職《工程制圖與CAD》教學(xué)[J].職業(yè)教育研究，2013（4）：171-172.

[7]張亞平.Autodesk inventor在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用科學(xué)大眾（科學(xué)教育），20192：113.

作者簡介：

陳嘉琳（1985年9月-），女，漢族，廣東省廣州市人，本科學(xué)歷，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。