基于Solidworks虚拟模型的机械基础教学

孙喜兵

摘 要：在机械基础课程教学中使用Solidworks软件建立三维虚拟模型，不仅能生动地展示零部件立体结构，还可以通过软件进行虚拟装配及运动仿真，而且对于机构的演示能够随时根据需要进行修改和调整，互动性强，教学效果好。

关键词：机械基础 Solidworks 虚拟模型 教学

在职业院校机电类专业机械基础课教学中，传统的教学方式只能准备若干配套的挂图、模型，而如果教师根据教学要求，需要更改模型时，则费时费力，不能满足实际教学变化的需要。为此，笔者以Solidworks软件为例，对虚拟建模在机械基础教学中的应用进行如下探讨。

一、Solidworks介绍

Solidworks是一套基于Windows 的机械三维CAD软件。它全面采用非全约束的特征建模技术，其建模过程全相关性，可以在设计过程的任何阶段修改设计，同时牵动相关部分的改变，并且可以使用造型的实体零件进行仿真装配，动态观察可运动零部件的运动情况，检查干涉情况，进行有限元分析，实现机械产品的CAD/CAM。

二、教学应用举例

1.机械零件结构展示

在课堂教学中，对于机构及零件结构的讲授要借助于挂图和模型，但由于模型数量的限制，使得教师在教学中很不方便。另外在使用模型时，教师总觉得模型太小，在展示时学生不能很清楚地观看，而且教师举着模型讲解也很不方便。

图1 凸缘联轴管展示效果

利用软件三维建模功能，能很方便地对机构的组成和结构做全方位的展示。例如在讲解联轴器时，由于其种类较多，且教材中的图形都是二维装配图或者是静态的立体图，学生要了解其结构非常吃力。而通过软件，教师可以把每个零件先在系统中造型，然后讲解时一个一个地组装成完整的联轴器，并且在组装的过程中还可以利用其移动零件的功能对其工作原理做介绍，这样学生就容易理解了。图①所示为凸缘联轴器的展示效果。

在机械基础课程的教学中，类似这样的内容很多，如轴承、各种齿轮传动、离合器、制动器等，都可以进行这样的展示。

2.运动形式演示及机构的演化过程展示

在机械基础课中有很多运动机构的介绍，传统教学都是利用挂图和机构模型。利用图形展示运动形式，学生理解较为吃力，而利用机构模型演示，距离较远的学生难以观察清楚，特别是对于机构演变的介绍更不方便。在对机构演变的演示过程中，教师需要用多个机构交替呈现，操作起来麻烦且不直观。利用二维动画也可以演示，但机构在这种演示过程中互动性较差。

在使用Solidworks软件演示机构动作的原理时，教师可根据需要及时调整，使得演化的过程更加直观，交互性更好。如对铰链四杆机构的基本类型的讲解，可以通过固定和浮动不同的杆件或改变机构的长度，获得三种基本类型；对于机构的演化，则可以通过对同一个四杆机构用调整各杆件的长度和固定不同的杆件作机架来实现从曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→导杆机构→曲柄摇块机构等。这样既不需要很多的模型，也不需要用多个动画来分别演示，学生就可以很直观地了解演化过程。

3.标准件机构的展示

对于标准件零件，由于其种类较多，在模型准备方面很难做到全面。比如各种齿轮传动，种类多且每一种类的尺寸规格也多，学生理解有困难，学习效果很差。在Solidworks软件的toolbox模块中，有中国及其他多国的标准件的图形库，包括螺栓、螺母、垫圈、轴承等。在教学时，教师可以直接从库里调取相关的图形文件，且可以设置标准件的规格参数，获得各种类型及不同规格的模型。这样可以让学生了解这些零件的形状、规格，还可以让学生进行比较，从而能更好地掌握零件及其特性。

三、小结

Solidworks软件在教学中可将零件的结构、运动形式表达出来，且可以根据教学要求随时随地调整现有模型，或建立新的模型，充分满足机械基础教学中对不同种类模型的需要。利用Solidworks建立的虚拟模型，色彩丰富、形象逼真，通过对它的运用可以使相关知识点更加清晰明朗。

参考文献：

[1]谢永齐.SolidWorks 2005中文版基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.

（作者单位：江苏省常州技师学院）endprint

摘 要：在机械基础课程教学中使用Solidworks软件建立三维虚拟模型，不仅能生动地展示零部件立体结构，还可以通过软件进行虚拟装配及运动仿真，而且对于机构的演示能够随时根据需要进行修改和调整，互动性强，教学效果好。

关键词：机械基础 Solidworks 虚拟模型 教学

在职业院校机电类专业机械基础课教学中，传统的教学方式只能准备若干配套的挂图、模型，而如果教师根据教学要求，需要更改模型时，则费时费力，不能满足实际教学变化的需要。为此，笔者以Solidworks软件为例，对虚拟建模在机械基础教学中的应用进行如下探讨。

一、Solidworks介绍

Solidworks是一套基于Windows 的机械三维CAD软件。它全面采用非全约束的特征建模技术，其建模过程全相关性，可以在设计过程的任何阶段修改设计，同时牵动相关部分的改变，并且可以使用造型的实体零件进行仿真装配，动态观察可运动零部件的运动情况，检查干涉情况，进行有限元分析，实现机械产品的CAD/CAM。

二、教学应用举例

1.机械零件结构展示

在课堂教学中，对于机构及零件结构的讲授要借助于挂图和模型，但由于模型数量的限制，使得教师在教学中很不方便。另外在使用模型时，教师总觉得模型太小，在展示时学生不能很清楚地观看，而且教师举着模型讲解也很不方便。

图1 凸缘联轴管展示效果

利用软件三维建模功能，能很方便地对机构的组成和结构做全方位的展示。例如在讲解联轴器时，由于其种类较多，且教材中的图形都是二维装配图或者是静态的立体图，学生要了解其结构非常吃力。而通过软件，教师可以把每个零件先在系统中造型，然后讲解时一个一个地组装成完整的联轴器，并且在组装的过程中还可以利用其移动零件的功能对其工作原理做介绍，这样学生就容易理解了。图①所示为凸缘联轴器的展示效果。

在机械基础课程的教学中，类似这样的内容很多，如轴承、各种齿轮传动、离合器、制动器等，都可以进行这样的展示。

2.运动形式演示及机构的演化过程展示

在机械基础课中有很多运动机构的介绍，传统教学都是利用挂图和机构模型。利用图形展示运动形式，学生理解较为吃力，而利用机构模型演示，距离较远的学生难以观察清楚，特别是对于机构演变的介绍更不方便。在对机构演变的演示过程中，教师需要用多个机构交替呈现，操作起来麻烦且不直观。利用二维动画也可以演示，但机构在这种演示过程中互动性较差。

在使用Solidworks软件演示机构动作的原理时，教师可根据需要及时调整，使得演化的过程更加直观，交互性更好。如对铰链四杆机构的基本类型的讲解，可以通过固定和浮动不同的杆件或改变机构的长度，获得三种基本类型；对于机构的演化，则可以通过对同一个四杆机构用调整各杆件的长度和固定不同的杆件作机架来实现从曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→导杆机构→曲柄摇块机构等。这样既不需要很多的模型，也不需要用多个动画来分别演示，学生就可以很直观地了解演化过程。

3.标准件机构的展示

对于标准件零件，由于其种类较多，在模型准备方面很难做到全面。比如各种齿轮传动，种类多且每一种类的尺寸规格也多，学生理解有困难，学习效果很差。在Solidworks软件的toolbox模块中，有中国及其他多国的标准件的图形库，包括螺栓、螺母、垫圈、轴承等。在教学时，教师可以直接从库里调取相关的图形文件，且可以设置标准件的规格参数，获得各种类型及不同规格的模型。这样可以让学生了解这些零件的形状、规格，还可以让学生进行比较，从而能更好地掌握零件及其特性。

三、小结

Solidworks软件在教学中可将零件的结构、运动形式表达出来，且可以根据教学要求随时随地调整现有模型，或建立新的模型，充分满足机械基础教学中对不同种类模型的需要。利用Solidworks建立的虚拟模型，色彩丰富、形象逼真，通过对它的运用可以使相关知识点更加清晰明朗。

参考文献：

[1]谢永齐.SolidWorks 2005中文版基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.

（作者单位：江苏省常州技师学院）endprint

摘 要：在机械基础课程教学中使用Solidworks软件建立三维虚拟模型，不仅能生动地展示零部件立体结构，还可以通过软件进行虚拟装配及运动仿真，而且对于机构的演示能够随时根据需要进行修改和调整，互动性强，教学效果好。

关键词：机械基础 Solidworks 虚拟模型 教学

在职业院校机电类专业机械基础课教学中，传统的教学方式只能准备若干配套的挂图、模型，而如果教师根据教学要求，需要更改模型时，则费时费力，不能满足实际教学变化的需要。为此，笔者以Solidworks软件为例，对虚拟建模在机械基础教学中的应用进行如下探讨。

一、Solidworks介绍

Solidworks是一套基于Windows 的机械三维CAD软件。它全面采用非全约束的特征建模技术，其建模过程全相关性，可以在设计过程的任何阶段修改设计，同时牵动相关部分的改变，并且可以使用造型的实体零件进行仿真装配，动态观察可运动零部件的运动情况，检查干涉情况，进行有限元分析，实现机械产品的CAD/CAM。

二、教学应用举例

1.机械零件结构展示

在课堂教学中，对于机构及零件结构的讲授要借助于挂图和模型，但由于模型数量的限制，使得教师在教学中很不方便。另外在使用模型时，教师总觉得模型太小，在展示时学生不能很清楚地观看，而且教师举着模型讲解也很不方便。

图1 凸缘联轴管展示效果

利用软件三维建模功能，能很方便地对机构的组成和结构做全方位的展示。例如在讲解联轴器时，由于其种类较多，且教材中的图形都是二维装配图或者是静态的立体图，学生要了解其结构非常吃力。而通过软件，教师可以把每个零件先在系统中造型，然后讲解时一个一个地组装成完整的联轴器，并且在组装的过程中还可以利用其移动零件的功能对其工作原理做介绍，这样学生就容易理解了。图①所示为凸缘联轴器的展示效果。

在机械基础课程的教学中，类似这样的内容很多，如轴承、各种齿轮传动、离合器、制动器等，都可以进行这样的展示。

2.运动形式演示及机构的演化过程展示

在机械基础课中有很多运动机构的介绍，传统教学都是利用挂图和机构模型。利用图形展示运动形式，学生理解较为吃力，而利用机构模型演示，距离较远的学生难以观察清楚，特别是对于机构演变的介绍更不方便。在对机构演变的演示过程中，教师需要用多个机构交替呈现，操作起来麻烦且不直观。利用二维动画也可以演示，但机构在这种演示过程中互动性较差。

在使用Solidworks软件演示机构动作的原理时，教师可根据需要及时调整，使得演化的过程更加直观，交互性更好。如对铰链四杆机构的基本类型的讲解，可以通过固定和浮动不同的杆件或改变机构的长度，获得三种基本类型；对于机构的演化，则可以通过对同一个四杆机构用调整各杆件的长度和固定不同的杆件作机架来实现从曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→导杆机构→曲柄摇块机构等。这样既不需要很多的模型，也不需要用多个动画来分别演示，学生就可以很直观地了解演化过程。

3.标准件机构的展示

对于标准件零件，由于其种类较多，在模型准备方面很难做到全面。比如各种齿轮传动，种类多且每一种类的尺寸规格也多，学生理解有困难，学习效果很差。在Solidworks软件的toolbox模块中，有中国及其他多国的标准件的图形库，包括螺栓、螺母、垫圈、轴承等。在教学时，教师可以直接从库里调取相关的图形文件，且可以设置标准件的规格参数，获得各种类型及不同规格的模型。这样可以让学生了解这些零件的形状、规格，还可以让学生进行比较，从而能更好地掌握零件及其特性。

三、小结

Solidworks软件在教学中可将零件的结构、运动形式表达出来，且可以根据教学要求随时随地调整现有模型，或建立新的模型，充分满足机械基础教学中对不同种类模型的需要。利用Solidworks建立的虚拟模型，色彩丰富、形象逼真，通过对它的运用可以使相关知识点更加清晰明朗。

参考文献：

[1]谢永齐.SolidWorks 2005中文版基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.

（作者单位：江苏省常州技师学院）endprint