淺談solidworks在機械類課程中的教學應用

周金霞

（安徽三聯學院，安徽 合肥 230601）

1 引言

工程機械類專業課程著重啟發、引導和培養學生專業知識領悟及實操應用技能，針對性強、實踐性廣.若內容枯燥、抽象，用傳統的教學模式教學，學生的空間概念很難建立，使得多數學生容易產生厭學情緒.與其讓學生抽象地去思維，不如利用solidworks軟件動態地進行三維實體建模，隨意的進行旋轉、放大、縮小、裝配、爆炸等等，以達到從不同角度對實體進行觀察的最終目的.輔助學生培養良好的空間想象能力，更為有效地掌握機械類課程知識的學習，簡單說明solidworks軟件與機械類知識有機結合的實施方法.

2 Solidworks軟件介紹

基于微軟公司開發平臺，美國solidworks公司在windows操作系統支持下開發并設計的一款三維設計軟件.它具有功能強大、易于學習和掌握、使用方便快捷等特點，只要用戶掌握了微軟公司Windows系統的基本操作功能，就可以運用solidworks軟件來實現繪圖和設計構思，如今solidworks軟件已廣泛地運用于軍工、航天、汽車、醫療機械等眾多領域.Solidworks軟件在機械類課程教學中最為常用幾個功能如下：

2.1 零件建模

SolidWorks軟件提供了基于特征的、參數化的虛擬三維實體建模功能，通過特征工具來進行旋轉、拉伸、掃描、陣列等操作來完成零部件的實體建模.建模后的零件，可生成工程圖，也可插入到裝配體中形成裝配關系，同時生成數控代碼，導入到數控機床中直接進行零件加工.

2.2 裝配體

Solidworks軟件可以創建有很多虛擬零部件組成的虛擬裝配體，這些零部件可以是零部件，也可以是子裝配體.在自上而下的設計中，生成新零件時，需要參考其它與之相關零件，并保持對應地參數關系，在裝配環境下，可方便地進行設計、修改零部件；利用自上而下的設計方法，插入已有的三維零、部件模型，按照約束關系將兩個或兩個以上的零部件進行裝配，形成對應的虛擬裝配，也可對其進行運動分析、干涉現象檢查等，從而形成產品的真實效果圖.

2.3 工程圖

solidworks軟件可利用已有的零件及裝配的三維實體模型，可自動生成對應零件及裝配的二維工程圖，只要指定三維實體模型的投影方向或者剖切位置等，就可以得到對應的工程圖，并且工程圖是全相關的，伴隨實體模型尺寸的修訂，零件模型、裝配體、各個視圖的對應尺寸都會進行自動更新.

3 機械類課程教學中如何應用Solidworks軟件

3.1 《機械制圖》課程教學中如何應用Solidworks軟件

涉及到工程機械類專業應用領域，《機械制圖》是一門非常重要的專業技術基礎課.對于工程技術人員而言，必須具備專業技能的前提要求是能夠熟練掌握工程圖樣的視圖方式、繪制手法、剖解視圖等多種工具.本課程對學生的抽象性、邏輯性思維判斷能力要求偏高，看似簡單，眼高手低的誤區普遍存在.由于課程內容由淺入深、環環相扣，而學生未及時溫習和動手繪圖，逐漸步入學習興趣的低谷.然而本課程在機械類課程體系中起著貫穿始末、承上啟下的作用，本課程知識點的掌握情況將直接影響后續機械類課程的學習及人才梯隊發展的良莠不齊.

傳統教學中，教師通常的輔助教學模式是采用實物模型、三維掛圖等手段來完成，均存在一定的直觀性和局限性，雖然能夠幫助學生建立一定的空間想象能力，但由于各種模型的尺寸和相對位置過于單一，致使教學應用中的效果反饋不佳.這時利用Solidworks軟件平臺下的三維建模功能，將成為完善課件開發制作和演示的一種有效實用工具.（1）在教學研討過程中繪制出所需的實體（如下圖1）；（2）在繪圖及講解過程中演示各種實體的成型軌跡，通過多維度旋轉實體，讓學生認知不同角度的實體結構真面目（如下圖2）；（3）運用剖面視圖操作功能對實體進行任意位置和角度的剖切，讓學生直觀地學習實體剖切以后的具體形狀（如下圖3）等等.Solidworks軟件在《機械制圖》課程教學中的靈活應用，可以快速培養學生的空間實體建模興趣，增強學生的空間想象能力，從而快速幫助學生理解并掌握本課程中的重、難點知識，調動學生學習積極性，達到提升教學效果的目的.

圖1

圖2

圖3

3.2 《機械設計基礎》課程教學中如何應用Solidworks軟件

作為專業基礎課程，《機械設計基礎》已經成為工程機械類專業不可或缺的重要學習科目，系統分類、多維度滲透、理論與實踐的交叉應用成了通用教學科目向專業科目過渡的一個重要轉折點.雖然本課程的意義重大，由于絕大多數院校實驗課和實驗設備較少，教材中各種機構的運動、傳動及零件聯接都是以圖片顯示出來的，無從談起有良好的教學效果.如今借用多媒體條件，在教學中教師可以用Solidworks軟件來創建所需的零部件模，用裝配功能來創建各部分的配合關系；利用運動算例功能來模擬連桿機構的運動，如圖4，使得學生能夠很直觀的了解平面四桿機構的運動過程，同時也可以觀察機構運動所具有的一些特性.應用Solidworks軟件輔助《機械設計基礎》教學，可以快速有效地改變填鴨式教學形式，讓參與者走進來，引導并提高學生學習積極性，同時能更容易理解、掌握復雜的運動規律和運動原理.

圖4

圖5

3.3 《液壓與氣壓傳動技術》課程教學中如何應用Solidworks軟件

作為一門工程類別專業的技術基礎課程，該課程是主要研究液壓與氣動傳動技術一般規律和具體應用的一門科學.《液壓與氣壓傳動技術》在多年的教學引導和驗證下，成就了一大批從事軍工、工程機械、醫療、勘測等行業的專業技能人員.加上Solidworks軟件在課程學習中的示范案例講解和實驗應用，無論是對學生解決實際問題的能力（包括思維素質、創新能力、科學精神），還是對后續課程的學習，都是一種推進手段和催化劑.很多基本原理和結構學生難以理解，為了使抽象難懂的理論知識變得通俗易懂，可用solidworks軟件對學生不易理解的知識點可以利用三維模型演示、運動仿真及虛擬加工等手段進行講解，如圖5.使學生很直觀的看到其內部結構及其內部油液（或氣體）的走向等等.

4 結語

本文依據多年從事機械類課程教學的經驗，分析并總結了Solidworks軟件在機械類專業技術基礎課程教學中的靈活應用.Solidworks軟件作為教學輔助工具，彌補了傳統教學手段的不足，不僅可以更加直觀地對一些概念、基本原理、結構進行分析，而且還可以提高學生的空間想象能力和學習興趣，從而實現課堂上教與學的靈活互動，最終達到較好的教學效果.伴隨計算機多媒體技術的不斷發展，Solidworks軟件在教學中的應用必然會引領教壇專業領域并成為專業時尚教學工具.

〔1〕詹迪維.SolidWorks快速入門教程 （2010中文版）[M].北京：機械工業出版社，2010.

〔2〕王巍.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2009.

〔3〕陳立德.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2007.

〔4〕鳳鵬飛.液壓與氣壓傳動技術[M].北京：電子工業出版社，2012.

〔5〕平芳.solidworks在工程制圖教學中的應用[J].滁州學院學報，2004.