機械基礎仿真模型庫教學資源庫構建方案

阮芳明

摘 要：本文探討了機械基礎仿真模型庫教學資源庫構建方案，包括機械基礎仿真模型庫的具體內容以及所采用的軟件。

關鍵詞：機械基礎 仿真模型庫 教學資源庫

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

一、構建機械基礎仿真模型庫教學資源庫的目的

構建機械基礎仿真模型庫教學資源庫，是為了使機械基礎教學過程更形象、更直觀。由于在實際機器設備中，各種零件從視覺上往往相互疊加，有些在內部的零件和構件，即使拆開機蓋，也不能看清。而機械基礎仿真模型以動畫仿真的形式將機械零件的構造、運動真實地展現給學生，能讓學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件，掌握常用機械基礎知識。

二、機械基礎仿真模型庫教學資源庫的內容

機械基礎仿真模型庫的教學資源庫由以下兩大部分內容構成：一是常用機構與機械傳動及部分常用機構的拆分，二是常用機構在數控專業、機修專業、機電專業和汽車修理專業的應用舉例。其中，在第一部分中仿真模型和仿真機構的拆裝皆采用solidworks 軟件來制作，而仿真機構的拆裝用edrawing來發布，方便教學中的使用。

1.模塊1“常用機構與機械傳動及部分常用機構的拆分”的具體內容

（1）平面連桿機構。需要建立的仿真模型有：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構、曲柄滑塊機構。（2）凸輪機構。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。需要建立的仿真模型有：棘輪機構、單向驅動棘輪機構、雙向驅動棘輪機構、槽輪機構、單銷外槽輪機構、內槽輪機構和不完全齒輪機構。（4）螺旋機構。需要建立的仿真模型有普通螺旋機構和差動螺旋機構。（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）聯接與支撐零件。需要建立的仿真模型有：鍵聯接、普通平鍵聯接、導向平鍵聯接、滑鍵聯接、半圓鍵聯接、切向鍵聯接、鍥鍵聯接、銷連接、圓柱銷連接、圓錐銷連接、開口銷連接。（8）螺紋聯接。需要建立的仿真模型有：螺栓聯接、雙頭螺紋聯接、螺釘聯接、緊定螺釘聯接。（9）聯軸器。需要建立的仿真模型有：套筒聯軸器、凸緣聯軸器、十字滑塊聯軸器、彈性套柱銷聯軸器、尼龍柱銷聯軸器。（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、調心滑動軸承、推力滑動軸承，滾動軸承，深溝球軸承的結構。（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。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、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：氣動三聯件。在整個模塊中，需要建立的模型拆裝有：滾子鏈的結構拆裝、普通平鍵聯接的拆裝、開口銷連接的拆裝、十字滑塊聯軸器的拆裝和剖分式滑動軸承的拆裝。

2.模塊2“常用機構和機械傳動在數控、機修、機電、汽修專業等各個專業領域中的應用”的內容

（1）在數控專業中：①常用機構，其中平面四桿機構需要建立的模型或視頻有縫紉機踏板機構、牛頭刨床橫向自動進給機構、內燃機、卡車自動卸料機構和自動車床刀架轉位機構；②凸輪機構需要建立的模型或視頻有自動車床靠模機構；螺旋機構需要建立的模型或視頻有：車床的絲杠螺母機構、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、機電專業中：①常用機構，其中平面四桿機構需要建立的模型或視頻有：縫紉機踏板機構、牛頭刨床橫向自動進給機構、內燃機、卡車自動卸料機構、自動車床刀架轉位機構和手動沖床機構；②凸輪機構需要建立的模型或視頻有自動車床靠模機構；③螺旋機構需要建立的模型或視頻有車床的絲杠螺母機構、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）在汽修專業中：①常用機構，其中平面四桿機構需要建立的模型或視頻有：縫紉機踏板機構、內燃機、卡車自動卸料機構、前窗雙雨刮器和汽車車門啟閉機構；②凸輪機構需要建立的模型或視頻有內燃機配汽機構和發動機凸輪軸與氣門結構；③螺旋機構需要建立的模型或視頻有：汽車轉向器、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；⑤帶傳動需要建立的模型或視頻有發動機中V帶傳動；⑥鏈傳動需要建立的模型或視頻有發動機中正時鏈傳動；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銷聯接需要建立的模型或視頻有汽車轉向節注銷的虛擬拆裝；⑨軸承需要建立的模型或視頻有：深溝球軸承在汽車發動機中的應用和虛擬拆裝、奧迪100型轎車發動機的活塞連桿組的虛擬拆裝、東風6100Q-1發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：發動機機油潤滑系統、汽車制動系統液壓并聯式同步回路和ABS系統的液壓回路；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、機械基礎仿真模型庫教學資源庫的使用

為了充分發揮專業教學資源庫在專業教學中的優勢，實現資源庫助教，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需求，在資源庫中運用現代信息技術創新教材呈現形式包括：真實實景操作視頻、虛擬仿真過程演示、三維模型構件以及學生喜聞樂見的flash動畫等。采用項目教學方式，可使教學更加生活化、情景化、動態化、形象化。

參考文獻：

[1]顧欣.汽車機械基礎[M].南京：江蘇教育出版社，2010.

[2]隋明陽，王鳳伶.機械基礎[M].北京：高等教育出版社，2007.

（作者單位：廣西機電工業學校）endprint