基于三維建模軟件在機械課程設計中的應用

孟賀

【摘 要】機械課程設計是培養學生設計思維和設計機械傳動裝置能力的重要環節，能夠培養學生圖形表達能力、培養學生分析和解決工程問題的能力。以前機械課程設計過程中存在問題，本文針對這些問題，提出了機械課程設計與三維建模相結合的新模式。這種教學模式可不僅加強對學生設計能力、工程意識的培養，還鍛煉學生解決實際問題能力。

【關鍵詞】機械課程設計 三維建模軟件 設計能力

1三維建模設計軟件的發展

隨著計算機技術的快速發展，三維建模軟件在機械產品設計中的應用越來越普遍，使機械設計方法和設計手段都發生了很大的變化。設計者可以在計算機、手機等多媒體設備上展示產品的三維設計方案，比打開圖紙更直觀、方便。面對這些變化，高校機械類專業學生的能力培養提出了很多新的要求。教師樹立新的教育質量觀念，適時地引入三維設計軟件等現代科學技術，對傳統的機械設計的課程設計進行教學改革，為將來的畢業設計和從事機械設備設計打下基礎，培養出適應科技發展和社會需求的高質量機械類人才。

2三維建模設計軟件在機械課程設計應用的特點

機械課程設計是培養學生設計思維和設計機械傳動裝置能力的重要實踐環節，是學生在本科階段重要的理論與實踐相結合的學習階段。課程設計能夠培養學生圖形表達能力、培養學生運用國家機械制圖標準能力、培養學生分析和解決工程問題的能力。

在以前機械課程設計中，傳統的二維繪圖貫穿課程設計過程中，對學生二維作圖技巧和熟悉程度會有很大的提高。但有一部分學生抄襲現象比較嚴重，沒有認真地思考其表達方法，直到課程設計最后結束，也完全沒有一點設計思維，其教學手段已明顯落后于企業產品設計對工科學生專業素質的要求。在課程設計中引入三維建模過程，就迫使學生了解被設計的設備的每個零件的結構和功能，了解裝配時零件間的裝配關系，若裝配不正確軟件會有提示。通過對設備零件的建模和裝配，使設計者對整個設備有一個更加直觀，更加深刻的認識。對于有運動要求的，可檢驗其運動是否達到要求，如果發現問題可以及時對設計進行更改，這樣就避免了產品生產后，才發現需要修改甚至報廢。設備裝配體完成以后，可以自動生成裝配體工程圖，零件序號也是按零件裝配的順序自動生成。這樣可以讓課本的知識運用于實際的建模過程中，不僅讓學生加強了計算機三維建模軟件的學習，還鍛煉了以科研項目的方式解決技術問題的能力。

3基于三維建模軟件平臺機械課程設計實例

在課程設計之初，首先要明確本次設計的目標、以及要將解決的問題。

3.1設計任務

根據給定工作條件，設計一級斜齒輪減速器，應用三維建模軟件完成斜齒輪減速器裝配圖和一份設計說明書。

3.2課程內容的設計

根據設計方案，選擇電機的類型和功率，對減速器的軸、齒輪等主要零件進行草圖設計。

3.3對零件進行三維建模

根據箱體的二維草圖，利用【拉伸】命令，構造箱體大體，在點擊【圓角】、【抽殼】、【筋】等編輯命令完成斜齒輪的上箱體圖（1）和下箱體圖（2）三維建模。

圖（1） 圖（2）

利用SolidWorks 的插件GearTrax生成各種齒輪模型。根據設計數據，選擇斜齒，輸入齒輪的模數、齒數，鍵入齒輪寬度、齒面厚。點擊完成，插件自動將成型的齒輪導入SolidWorks中，完成齒輪建模。齒輪的大體建模后，通過【拉伸切除】、【倒角】等命令修改齒輪，最后得到成型齒輪圖（3）。利用 【旋轉】、【倒角】等命令完成軸圖（4）的建模。

圖（3） 圖（4）

學生通過必須細致地分析和研究，才能完成零件行三維建模。這樣的過程不僅加強三維軟件學習，而且對零件的每個部分的結構有更深一步的理解。

3.4進行裝配和干涉檢查

使用模板創建一個組件文檔，選擇添加元件按鈕，選擇零件，并選擇約束關系，進行裝配。改變某個零件的基本尺寸，進行干涉檢查，這樣會讓學生加深理解各零件之間的配合關系。

3.5編寫技術說明書

4結語

在機械課程設計過程中引入三維軟件，能使整個過程更具靈活性，從而激發學生們的學習積極性。提高設計的質量，減少工作量，提高效率，培養了學生三維建模軟件的應用能力，提高了學生的工程實踐能力和創新設計的能力。綜上所述，筆者認為在機械課程設計中應用三維建模軟件是教學改革的必然趨勢。

參考文獻：

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