UG在机械设计教学中的应用探索

肖莹莹 王春雨

摘要：针对机械设计课程的教学需要，文章通过UG软件将零件装配和机械运行原理等转化为直观的视觉效果，提高学生学习兴趣和技术水平，为学生成为高素养技能型人才奠定了坚实基础。文章主要对UG产品设计和仿真动画在机械设计课程教学中的应用进行了探索，有利于熟练运用软件完成产品设计建模过程。

关键词：UG;机械设计;运行原理

1 UG软件概述

UG是一个交互式CAD/CAM系统，功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构，能够满足用户对虚拟产品设计与工艺生产设计的需求，通过 UG 软件可以为其提供数字化的造型以及验证手段[1]。

机械设计课程是高职机械类学生的核心课程，与工程实践紧密相连，对学生将来从事制造、设计、维修等工作具有重要意义。高职院校学生注重“知行合一”，教师在授课时应结合学生特点引导学生想象零件的实物模型，提高学生的空间想象力。同時，还要引导学生学会装配零件以及理解其运行机理的能力，并对机构设计不合理之处进行优化设计，通过“做中学、学中做”，将知识点内化于心。在UG课堂教学中，可以通过反复练习，使学生能高效、高质的完成简单产品的设计，提高学生对相关零件结构的认识。

2 机械设计教学的特点

机械设计课程不仅要求学生具有良好的绘制和识读工程图的能力，还要求学生具有良好的空间想象能力，将看到的二维工程图在脑海中转化为立体图形。但是很多同学的学习能力和空间想象能力难以满足全面深刻的理解图形，这就要求教师改变传统教学模式，探寻一种切实可行的办法，使所有学生在课堂上能感知空间立体图形。

在传统课堂教学环节，老师会利用模型和图片来完成教学任务，但是教学效果欠佳。而UG软件可以轻松实现实体设计、动画设计、虚拟加工等功能，使学生立体、直观的看到机械运动的原理和零件装配过程，提高学生兴趣的同时，更激发其创新机械设计的动力，真正实现“做中学，学中做”。

3 UG在机械设计教学中的应用

3.1利用UG构建三维立体模型，培养学生空间想象力

学生的学习能力参差不齐，对机械图纸的识读差别很大，部分同学难以完成识读装配的任务，会对学生心理造成挫败感。教师通过UG软件对图纸中的零件进行三维建模，并使学生从头至尾的观摩整个过程，老师在建模过程中对学生进行适当的讲解，使学生在观摩过程中掌握知识和技能。借助UG软件完成立体模型的设计，可以提高学生空间想象力和学习积极性，加深学生对建模的认识，还能发现UG的产品设计优势，提高对零件加工的认识。

3.2运用UG的装配功能，确保装配顺序的合理性

机械类专业学生就业时大多进入一线工作，对学生的动手实践能力要求较高。响应高职改革教育人才培养模式[2-3]，机械设计课程围绕“三全育人”的改革理念，设计不同类别的装配项目，让学生通过做与练的结合，培养学生的装配意识，提高学生的观察能力和动手实践能力。

在实践教学中，教师应充分发挥UG软件装配直观明晰的优点，在完成三维建模后，进行分组练习。小组拿到装配图后，进行讨论，明确零件的装配关系。讨论结束后，教师请小组代表讲解装配过程，教师根据学生的讲述利用UG软件快速准确的拖动零件进行装配。在此过程中，学生便会发现其中存在问题并加以纠正。通过这样的课堂演练，能使学生将脑海中浮现的各种零件进行装配，提高学生空间想象力的同时还加深学生对其运行原理的认知。

教师通过UG软件展示给学生完整的零件装配过程，学生会积极参与课堂教学，学习自信心得到极大满足，同时发现UG软件的应用优势。

3.3运用UG进行动画仿真，深入理解机械运行原理

在工程实践中为学生提供完整的装配图纸是为了使学生从静态图纸中解读其运行原理，培养学生动手实践能力，夯实理论基础[4]。需要教师充分发挥UG软件动画仿真功能，并演示给学生看动画设计的全过程，让学生通过直观的动画演示掌握相关知识，提高学生综合实践能力。

例如，在讲解等臂四连杆机构的相关知识时，教师先展示图片或者动画，再引导学生分组讨论。在分组讨论时，学生会积极主动思考并产生各种问题，如等臂四连杆机构运动仿真动画怎么实现的？为什么速度有快有慢？学生带着问题去学习和理解，必然会全身心投入课堂教学中，在此过程中，教师循环指导，并且按照不同小组的设计来建模和设计仿真动画，真正实现寓教于乐。学生设计的四连杆机构的运动仿真步骤，教师在按小组设计演示时会出现各种各样的问题，学生会积极思索解决办法，最终弄懂机械运动原理，得出自己的结论。UG软件的课堂应用，提高学生认知层次的同时，教学质量得到极大提高。

4 结语

随着现代科技的发展，计算机软件在高职院校教学中的普及运用，为机械设计课程的教学带来了新的挑战。在机械设计教学中，教师可充分利用UG软件，结合学生特点，根据课程人才培养方案要求，构建系统化的机械设计模型，作为课堂教学的辅助工具。教师通过UG软件将产品设计过程形象直观展示给学生，有助于培养学生的空间想象能力，教学效果良好。

参考文献

[1]曹代焕.基于UG软件的机械加工方法研究.设备管理与维修，2021，6（下）：71.

[2]于俊.关于改进《工业产品造型设计》课程教学方法的几点思考[J].决策探索（下），2019，（12）：69.

[3]陶庆.SolidWorks软件在产品造型设计课程教学中的应用与探索[J].科技资讯，2020，18（12）：85-87.

[4]程磊.CAXA三维实体设计在机械设计基础教学中的运用探索.黑龙江科学，2018，9（23）：6

作者简介：肖莹莹（1982-），女，汉，山东省德州市人，工学硕士，现为德州职业技术学院讲师。主要研究方向：计算机辅助设计，机械产品设计，材料加工。