机械设计与计算机辅助设计课程教学的探索

摘要：本文主要介绍如何在独立学院自动化专业开展机械设计与计算机辅助设计课程教学的方法。针对机器人比赛特点安排合理选择理论和实验教学内容，提高学生学习的积极性，增加比赛的成功率;在综合训练部分选择舵机为设计对象;通过3D打印技术将产品呈现出来，提高学生兴趣。

关键词：独立学院;自动化专业;机械设计与计算机辅助设计;机器人比赛;3D打印

中图分类号：TH12文献标识码：B文章编号：1672-9129（2018）06-0169-01

Research on Teaching of Mechanical Design and Computer Aided Design Course

WANG Min*

（Jinling College， Nanjing University， Jiangsu Nanjing， 210089， China）

Abstract： this article mainly introduces how to develop the teaching methods of mechanical design and computer-aided design in the automation specialty of Independent colleges. According to the characteristics of robot competition， reasonable selection theory and experimental teaching content are arranged to improve students 'enthusiasm for learning and increase the success rate of the competition. Select the steering gear as the design object in the comprehensive training part; The product is presented through 3D printing technology to increase student interest.

Keywords：Independent college; Automation; Mechanical design and computer-aided design; Robot competition; 3D printing

引用：汪敏. 機械设计与计算机辅助设计课程教学的探索[J]. 数码设计， 2018， 7（6）： 169-169.

Cite：WANG Min. Research on Teaching of Mechanical Design and Computer Aided Design Course[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 169-169.

引言

针对机器人比赛特点安排合理选择理论和实验教学内容，提高学生学习的积极性，增加比赛的成功率;在综合训练部分选择舵机为设计对象;通过3D打印技术将产品呈现出来，提高学生兴趣。

1  本院学生特点

本院为南京大学下属独立学院，在本二批次招生。与南京大学本部学生相比，具有以下两方面特点：（1）基础文化课程相对薄弱，对知识点的学习与应用能力有一定差距;（2）学生思维比较活跃，动手能力较强，而这些特点正符合独立学院面向企业培养高级技术人才的培养目标^[1]。

2  本院自动化专业教学要求

本门课程授课对象为信息科学与工程学院自动化专业，旨在培养学生掌握从事自动化领域工作所需的数学、物理等自然科学基础知识，“信息—控制—系统”基本原理和自动控制系统分析与设计的一般方法，及面向工程应用的智能信息技术、电子电气技术、通信技术和系统工程技术等自动化技术基础知识。

3  《机械设计与计算机辅助设计》课程教学

《计算机辅助设计》课程主要讲授运用三维软件SolidWorks进行草图绘制、三维建模、装配、运动仿真的方法^[2]。因此，两门学科如何有效结合起来适应本专业，并与本院特色相结合，是探索的重点。主要从以下几方面着手：

（1）理论教学内容的选择

该课程在专业计划中安排每周理论课1课时，实验课3课时。理论课的教学时间有限，这就要求不能按以往的教学计划来进行理论教学，内容必须更精炼，更有针对性。在教学中，以机器人比赛为导向，侧重于相关知识的讲解。同时由于机械原理课程不在专业计划里，因此，还需要把相关内容也合并在本门课中。理论授课内容主要包括：各种机构的结构分析及设计、各种机械传动部分的特点、结构和计算。

（2）实验教学内容的设计

新的专业教学计划针对独立学院特点制定，更侧重实验教学，每周3课时，适合学生动手能力的培养。在实验教学中，通过三维软件SolidWorks将各种机构形象生动起来，学生在教学过程中通过自己的实际操作来获得立体的视图，兴趣也比较大。学生通过对各种三维模型的建模、装拆，旋转，放大，从各种角度观察模型，加深学生对各种机构及传动部分组成的理解^[3]，通过运动仿真，还可以验证装配体在有机构运动时是否干涉，更直观地表现三维实体的转配过程及产品展示。

（3）利用三维软件进行综合训练

以往的机械设计课程最后还有课程设计部分，通常设计对象为减速器，而这里选用机器人比赛中常用到的舵机，让学生了解舵机的构成、如何正确的选用。在绘制舵机结构时，三维软件的优点就凸显出来了：（1）可以先利用参数化设计方法设计出各个零件的模型，当有两个及以上相同结构的零件时，只需设计出其中一个，另一个稍微修改下参数就可以（2）在做某部分设计出错时，不需要像手工绘图和CAD绘图那样，全部重做，只需对错误部分修改，节约大量时间（3）最后可以对整个舵机进行装配，检查设计结果（4）如需二维图，可自动生成^[4-5]。

（4）将课程与本学科特色相结合

将本门课与本院特色机器人比赛以及自动化新技术3D打印有效结合起来

4  结束语

3D打印是快速成型技术的一种，它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，来构造零物件。打印过程包含三维设计，切片处理，完成打印。其中三维设计兼具机械设计与计算机辅助设计的内容。而本院配有3D打印实验室，可以通过计算机软件设计和修改产品，在3D打印机中制造出来，自己设计的产品鲜活呈现出来，大大提高学生的学习积极性。

参考文献：

[1]      范君艳，程志青，石玲，独立学院《机械设计》课程教学改革探索，教育教学论坛[J]，2013.

[2]      程萍，惠相君，利用Pro/E进行机械设计基础教学的研究，职业教育研究[J]，2012.2.

[3]      李侠，探究自主学习模式三维机械设计教学中的应用，计算机教学[J]， 2013.

[4]      王桥医，3DS在机械设计教学中的应用，株洲工学院学报[J]，2000.

[5]      朱银锋，充分利用3D软件提高机械设计教学质量，科技信息[J]，2010.