三维软件在机械类课程教学中的应用计算机论文
摘要：在机械类课程中运用Pro/E软件进行教学，充实和丰富机械类课程教学改革内容。增强了教学的直观性、趣味性，有效地提高学生综合设计水平和实践能力，提高了教学效果。
关键词：Pro/E；机械制图；机械设计
机械制造业是我国的支柱产业，与人们日常生活息息相关。为了满足社会需求，提高自主创新能力和适应新世纪在经济和技术上的激烈竞争，担负着培养高素质创新人才重任的高等工科教育应与时俱进，进行课程改革[1]。
1 Pro/E在机械制图课程中的应用
1。1利用三维实体建立空间概念
机械制图课程要培养学生的空间思维和想象能力，而刚入学的学生恰恰缺乏这种能力。画图是由立体向平面转化的过程，读图是由平面向立体思考的过程，无论读图与画图都离不开三维实体，这就要求学生必须建立空间思维[2]。将多媒体技术引人课堂教学，利用Pro/E软件将基本体、截断体、相贯体、组合体等三维实体的形成过程，在多媒体教室演示（见图1、图2），使学生能在任意角度观察到投影变化，降低了相应知识点的学习难度，学生的学习积极性明显提高。
1。2应用三维实体的形成过程
解决复杂形体看图问题学生掌握几何体等投影后，就具备了投影作图的理论基础，能够解决一般的组合体投影问题。但是对于比较复杂的组合体问题，其理论水平则稍显不足。应用三维软件演示组合体的形成过程，以解决复杂组合体读图难的问题，以实例具体说明。读组合体的主、俯视图，想象出组合体的空间结构（见图3、图4）。对照投影，首先想象出形体1，并通过Pro/E拉伸、打孔特征做出实体图，再通过Pro/E中的视角变换得到形体1的主、俯图，并与已知二维图进行比较，在此基础上，利用Pro/E中剪切特征对三维实体逐渐修改，得到形体2~4，并利用Pro/E中的视角变换得到2~4的主俯视图。在此过程中，学生通过教师现场对三维实体的修剪，更直观地理解组合体的形成过程，培养学生对复杂形体的看图能力。
利用Pro/E软件极大地丰富了机械制图的教学内容，改变了机械制图的教学方法。
2 Pro/E在机械设计课程中的应用
机械设计是机械学科的一门主干课，涉及很多课程的知识。也可以说，机械类很多课程学习的'最终目的是为了机械设计服务[3]。在机械设计实践教学中最为重要的内容是课程设计，而理论教学的内容涉及到的很多零部件的设计在课程设计中都有所体现[4]。因此，在组织课堂教学内容时，课程开始就应用Pro/E绘制并模拟出减速器动态装配的过程。通过这种方式，学生可以对机械设计总体上有个概念，在理念上迈上一个台阶。在内容的编排上，对课程设计中涉及到的零部件如齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、滚动轴承的选择以及轴的设计先进行讲解，对应实体图（见图5），介绍零部件的设计思路和内容。
在指导学生进行课程设计时，除了要求其应用Pro/E进行实体造型外，对学有余力的学生，指导他们将自己设计的减速器进行动态装配过程的模拟。通过Pro/E软件在课程设计中的应用，使学生不仅学会了绘制零部件的装配图，更重要的是对于机械设计中涉及到的一些问题，如公差配合、结构设计的合理性、制造安装工艺等问题有了更深的了解。学生通过Pro/E软件动态模拟，提高了分析问题和解决问题的能力。
3 Pro/E在毕业设计中的应用
毕业设计是创新人才培养模式的重要实践环节，这个环节是学生4年理论课程知识的总结和提炼，也是检验一个学生能否将书本上的理论灵活地应用于实践中的重要依据。指导学生将Pro/E软件应用于毕业设计中。学生在毕业设计中对塑件进行模流分析和模具结构的三维效果图，见图6、图7。应用Pro/E图3组合体的已知视图图4组合体在Pro/E中的形成过程以及所对应的二维图图5减速器图6填充时间图7模具结构图1应用Pro/E生成的六棱柱的三维立体图图2应用Pro/E的视角变换得到的主、俯、左视图对塑件进行CAE技术分析[5]。利用Pro/E中的注塑成型分析软件，可以很方便地通过注塑成型模拟，获得熔体的流动前沿动态视图。透过模具内部，可以检查所指点的任一点模具温度和压力，给设计者进入整个加工过程的真实感受。针对模拟分析存在的问题，可以三维造型修改制品外观以及修改模具结构[6]。
4 Pro/E在各类创新活动中的应用
高等工科学校在教学中应注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践工作能力；鼓励学生踊跃参加课外科技活动，培养出类拔萃的优秀人才。正是基于这种理念，指导的学生将Pro/E应用于创新设计中，并在全国机械创新设计大赛中获得一等奖，参赛作品饮料瓶易拉罐有偿回收机的三维实体图见图8。
通过Pro/E软件在机械类课程中的应用，在教学过程中体现了“少、精、新”的教学改革思想，将实践教学内容与课堂理论知识有机结合，再利用最新研究方法和手段，给学生提供抓住各种机遇的能力。提高课堂教学质量的同时，培养了学生的创新设计能力。
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