浅谈Inventor在机械专业课教学中的应用

李 娜

（石家庄工程技术学校机电工程系，河北石家庄，050061）

浅谈Inventor在机械专业课教学中的应用

李 娜

（石家庄工程技术学校机电工程系，河北石家庄，050061）

介绍Autodesk Inventor三维设计软件的功能，论述了Inventor软件强大的建模功能在《机械制图》课程教学中的应用，激发学生的学习兴趣、培养一定的空间想象、思维创新能力。解决了制图课程传统教学方式、方法的弊端问题，根据当今多媒体技术、计算机辅助教学的发展和教学需求，用计算机辅助教学来代替各种挂图和实物模型，能弥补这些不足，从而提高课堂教学的效果。

Inventor；机械制图；建模；空间想像

机械制图与计算机绘图是我们中职学校机械类专业学生所必修的一门实践性很强的专业基础课，它是由机械制图和计算机绘图两部分组成，主要是研究用正投影法理论绘制和阅读机械图样的基本方法和技能；培养学生的空间分析和想象能力，以及利用AutoCAD软件进行计算机绘图的课程。而机械制图部分更加重要，而且难度较大，因为在我们这所中等职业学校，学生都是从初中毕业的，几乎没有学过立体几何,缺乏最基本的空间想象力。而传统的机械制图教学中使用静态的挂图和幻灯片，陈旧、不易携带的实物教具只能反映结果，不能表达过程的形成与变化，使教学效率和教学效果受到了很大的影响。随着CAD技术的迅猛发展，在机械制图教学中也得到了广泛应用。我校在2000年就引入AutoCAD软件，它是美国Autodesk公司推出的设计软件，操作简单，易学易用，主要应用在二维绘图中，而要充分培养学生由三维实体到二维图形，再由二维图形到三维实体的轻松转换，传统的CAD软件已经显得力不从心。Inventor软件是Autodesk公司三维参数化实体模拟软件，具有强大的参数化几何建模功能及实时、逼真的三维显示功能、人性化的操作界面和简单易学的特点，我们在2006年引入到数控专业的教学中，现在已经广泛应用于机械制图教学当中，取得了非常好的教学效果。

1 Inventor软件的功能简介

1.1 零件设计功能

Inventor软件的零件设计功能是基于特征的三维参数化实体造型技术。首先根据产品的设计方案和分析计算进行概念化设计，然后再进行详细设计，将几何设计与零件设计融为了一体。

1.2 装配设计功能

Inventor软件的装配设计完全支持各种设计流程，无论是自顶向下，还是自底向上设计，Inventor都能在零件环境和装配环境中方便转换。而且在装配过程当中采用自适用技术，使得

装配设计的流程更加顺畅。

1.3 表达视图功能

表达视图在Inventor软件中的表现其实就是装配体的分解表达，它能演示整个装配过程和装配体的具体组成，而且整个分解过程可以录制保存成动画。这样学生就能更好地理解装配体的安装及拆解过程，对复杂装配图的识读也有了很大帮助。

1.4 二维工程图功能

Inventor软件中二维工程图是由三维实体模型直接生成的，包括了基准视图、轴测图、剖视图、辅助视图、投影视图和局部放大图等。这就使得一些复杂机件的零件图和装配图的绘制变化更加容易，二维工程图与对应的零件模型或装配体模型具有全相关性，工程图也可以保存成其他格式，方便与其它软件交流。

2 Inventor软件在机械制图教学中的应用

2.1 组合体三视图中的应用

学过机械制图的人都会记住“三视图”这个名词，它是在三个相互垂直的投影面中根据正投影的原理所得到的三个视图，分别是主视图、俯视图和左视图。它们之间符合“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律，这一重要规律也是画图和读图的依据。可是在教学过程中，如何让学生将实体模型与三视图之间正确转换，并能将形体的方位、尺寸对应关系理解透彻，只是牢记这个投影规律是远远不够的。由于目前机械制图课时的减少，对于点、线、面的投影基本上省略，因为在学习过程中很多学生无法搞清楚物体的表面对投影面的位置关系和对投影面的投影特性，所以绘制出来的物体三视图往往是不正确的。

利用Inventor软件所提供的功能可以很方便地建立起物体模型，学生可以轻松的观察物体各个角度的结构变化，正确判断出物体表面与投影面的关系，这样帮助学生建立空间想象能力，并且通过三维建模后直接形成二维平面图形，解决了绘制三视图的难题。

2.2 截交线和相贯线中的应用

截交线和相贯线一直以来都是机械制图教学中的难点，在截交线和相贯线的教学中，以往大部分学生对相贯线的形成及形状都难以理解，以致在画相贯线时经常出错。我们利用Inventor软件的参数化功能改变形体的形状和尺寸，就可以观察截交线和相贯线的变化情况，这样学生们从不同的角度观察形体，既可以了解截交线和相贯线的产生，还可以快速的生成二维图形，极大地增强了学生的空间想象能力，也提高了学习兴趣和效率。

例如在讲到切割体时，在绘制在圆台上产生的截交线时，有的同学直接画成了一条直线，但实际的截交线是一条双曲线。为了提高学生的空间想象力，便于学生直观观察，在fx参数表中将槽宽参数值d7变大，分别设置为8mm，12mm，14mm，我们可以从生成的二维图形中清楚地看出截交线的形状变化。

2.3 装配图中的应用

装配图是整个机械制图教学中最后一部分要点和难点，我校机电专业的学生在学期末还要进行一周时间的测绘和装配图的绘制，那么要完成装配图的绘制，首先要对装配体的结构和功能有所了解，还要熟悉装配体的装配和拆卸的顺序。在实际教学过程中，这个过程只能通过挂图或幻灯片进行讲解，没有形象直观的感觉，只能初步了解各零件之间的相对位置情况，对整个装配的过程还是无法搞清楚。

我们利用Inventor软件提供的表达视图的功能就可解决这个难题。如下图5所示夹紧卡爪的表达视图，它可以动态演示出夹紧卡爪装配体的拆卸和装配顺序和过程，还能清楚地将各个零件间的装配位置关系表达出来。而且在Inventor表达视图中还有一个很强大的功能，创建动画功能，这样我们可以动态地模拟整个装配过程，非常逼真形象，它能保存成动画文件格式，方便演示播放。

2.4 工业产品设计大赛中的应用

我校机电专业学生已连续四年参加全省中职生技能大赛工业产品设计项目的比赛，并代表省参加全国性的比赛，取得了优异的成绩，在工业产品设计比赛中所使用的三维设计软件就是Inventor。我们知道现代产品设计的基础就是基于特征的三维建模，因此在机械制图课程教学中，我们一直在引入CAD技术，利用功能强大的Inventor软件帮助学生逐步建立起空间想象力，把学生的创新思维充分发挥在动感多姿的三维世界里。

总之，在机械制图与计算机绘图课程教学中充分运用Inventor软件强大的参数化建模功能，形成动态逼真的三维显示，这使老师在备课过程中将Inventor制作的模型和动画作为多媒体课件的素材，不仅丰富了教学内容和教学手段，也锻炼了学生的空间想象能力，激发了学生的学习兴趣，使原本专业性强较枯燥的制图课变得生机盎然。

[1] 陈伯雄，Inventor机械设计应用技术，人民邮电出版社，2002

[2] 钱可强，机械制图，高等教育出版社，2003

[3] 胡仁喜等，Inventor9中文版机械设计高级应用实例，机械工业出版社，2005

[4] 欧特克，Autodesk Inventor2011基础培训教程，电子工业出版社，2011

Introduction to Inventor application in mechanical specialized course teaching

Li Na
（Shijiazhuang engineering school of mechanical and electrical engineering，Hebei Shijiazhuang，050061）

The article introduces Autodesk Inventor of three-dimensional design software function,this paper discusses the Inventor software powerful modeling capabilities in the application of "mechanical drawing" course teaching,stimulate students' interest in learning,cultivate space imagination and creative thinking ability.Solve the disadvantages of the traditional teaching way of drawing, method,according to the modern multimedia technology, the development of the computer aided teaching and the teaching requirements,using computer assisted instruction instead of all kinds of charts and physical model,can make up for these deficiencies,so as to improve the effect of classroom teaching.

Inventor; Mechanical drawing;Modeling;Space to imagine