機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用

王江林

(鄂州職業(yè)大學(xué)湖 湖北鄂州 436000)

機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用

王江林

(鄂州職業(yè)大學(xué)湖 湖北鄂州 436000)

機(jī)械設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)的教師，一方面要了解傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的區(qū)別，另一方面要懂得應(yīng)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助教學(xué)，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)充分運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中去。本文通過簡單介紹幾方面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，借以說明機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的重要性。

機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；教學(xué)應(yīng)用

一、前言

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，很多地方都需要繪圖分析，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙一般是通過手繪完成的。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一款專門運(yùn)用計(jì)算機(jī)的相關(guān)繪圖軟件幫助繪制圖紙的設(shè)計(jì)，它可以幫助設(shè)計(jì)師繪制圖紙，大大節(jié)省了工作時(shí)間，提高工作效率。此外，利用計(jì)算機(jī)軟件輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，還可以幫助設(shè)計(jì)師對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行更精細(xì)的分析處理，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

二、在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)的前提，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，所以機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的一個(gè)重要內(nèi)容。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，很多內(nèi)容都可以借助計(jì)算機(jī)幫助計(jì)算和對比，如設(shè)計(jì)圖的繪制和修改、數(shù)據(jù)計(jì)算對比和分析、模型的模擬和測試等，都可以借助計(jì)算機(jī)的相關(guān)軟件完成。所以在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件并從中培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)輔助軟件非常重要。

(一)幫助增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械設(shè)計(jì)的空間想象力。在教學(xué)課堂中，老師通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以將機(jī)械設(shè)計(jì)的三維形態(tài)模擬出來，幫助學(xué)生直觀地了解機(jī)械設(shè)計(jì)。學(xué)生通過形象的三維模型體會(huì)空間的概念，有助于拓寬其對于機(jī)械設(shè)計(jì)中空間概念的想象力[1]。

(二)幫助學(xué)生設(shè)計(jì)思維的形成。在設(shè)計(jì)教學(xué)課堂中，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)可以將模型和表現(xiàn)圖在設(shè)計(jì)最初就展示出來，把虛擬的設(shè)計(jì)構(gòu)思具體化，輔助學(xué)生理解機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思維。計(jì)算機(jī)技術(shù)與設(shè)計(jì)課堂的融合，可以給學(xué)生一種身臨其境的感覺，真切地體會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，從而加深創(chuàng)作思維的理解。

(三)簡化設(shè)計(jì)步驟，提高課堂效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，有很多繁瑣的步驟可以借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成，如零件動(dòng)力、強(qiáng)度的測試等。同樣，要在課堂上模擬機(jī)械設(shè)計(jì)，也可以借助計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，相對復(fù)雜的設(shè)計(jì)步驟通過計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)出來，既能更形象更具體地向?qū)W生講解、分析，也能大大縮短教學(xué)時(shí)間，提高課堂效率。

三、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

下文將簡單介紹幾項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，借以說明計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對于機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的重要性。

(一)二維繪圖應(yīng)用。計(jì)算機(jī)中有很多繪圖軟件，如CAD、PROE等，都可以代替設(shè)計(jì)師的手工繪圖，一方面可以節(jié)約設(shè)計(jì)師的繪圖時(shí)間，另一方面可以對繪圖數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)分析，提高繪圖質(zhì)量，提高工作效率。

(二)符號(hào)和圖形的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)用到一系列的符號(hào)，這些符號(hào)可以經(jīng)過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)而編輯成符號(hào)庫統(tǒng)一管理，就便于設(shè)計(jì)過程中的使用了。另外，在設(shè)計(jì)中涉及到的標(biāo)準(zhǔn)零件也可以借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行收集整理，編輯成圖形庫，在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用到標(biāo)準(zhǔn)零件或石村與標(biāo)準(zhǔn)零件成比例時(shí)就可以快速從圖形庫中找到合適的零件使用了[2]。

(三)三維造型應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)中的三維實(shí)體造型是一件既繁瑣又勞力勞神的工程，但如果借助計(jì)算機(jī)對造型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，就能省去很多時(shí)間，并且數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。這讓三維實(shí)體造型快速、清晰地呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)師面前。

四、機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用

為適應(yīng)新時(shí)代的變化，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)課堂相結(jié)合成為了目前《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)的新要求。如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)改善傳統(tǒng)課堂，讓計(jì)算機(jī)貫穿機(jī)械設(shè)計(jì)，是每一位教師都需要認(rèn)真思考的首要內(nèi)容。

(一)三維CAD軟件設(shè)計(jì)代替二維為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式。三維CAD軟件是近年來的一款輔助模擬三維實(shí)體的流行軟件，具有易懂易學(xué)、上手快、便捷等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中極為受廣大設(shè)計(jì)師看好。在教學(xué)課堂中，主要是教導(dǎo)學(xué)生理解和分析機(jī)械制圖并激發(fā)學(xué)生對機(jī)械設(shè)計(jì)的思考和創(chuàng)新。將三維CAD技術(shù)應(yīng)用到課堂內(nèi)容的展示，一方面可以把三維制圖內(nèi)容充分展現(xiàn)給同學(xué)們看，幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)；另一方面培養(yǎng)學(xué)生使用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析等，相輔相成，代替了傳統(tǒng)的二維[3]。

(二)借助計(jì)算機(jī)多媒體效應(yīng)優(yōu)化教學(xué)方式。基于目前技術(shù)的不斷創(chuàng)新，將計(jì)算機(jī)引入課堂已經(jīng)不是難題，但要在課堂中充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效能還需要進(jìn)一步探討。將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)引入機(jī)械設(shè)計(jì)的課堂，可以強(qiáng)化課堂的視覺效應(yīng)。由于課堂中講授的機(jī)械設(shè)計(jì)都屬于虛擬現(xiàn)實(shí)，需要學(xué)生想象、理解，但借助計(jì)算機(jī)這個(gè)媒體，就可以將虛擬的設(shè)計(jì)具體化，讓學(xué)生可以在虛擬的環(huán)境中真實(shí)地操作，親身實(shí)踐。

五、小結(jié)

機(jī)械設(shè)計(jì)作為一門及其重要的技術(shù)型課程，還具有內(nèi)容多課時(shí)少的特點(diǎn)，這大大加重了老師的教學(xué)難度。所以需要不斷改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容，多多應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，精簡課程。目前，我國在機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的研究方向是將機(jī)械設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相融合，增強(qiáng)學(xué)生的思維靈動(dòng)性和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)技術(shù)型、高效型人才。上文簡單介紹了將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)引入機(jī)械設(shè)計(jì)課堂的相關(guān)應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)了計(jì)算機(jī)與機(jī)械工程相結(jié)合的重要性，正是相應(yīng)了國家的號(hào)召。

[1]楊可楨,程光蘊(yùn),紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].北京：高等教育出版社(高教版),2013:35-45.

[2]付良貴,楊陽,戴淑志.機(jī)械制造技術(shù)及管件技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012 (2):22.

The application of computer aided design in mechanical design teaching

Wang Jiang-lin
(Ezhou Vocational College, Ezhou Hubei, 436000, China)

Mechanical design is an important part in design teaching, as a mechanical design of the teacher, on the one hand, to understand the difference between the traditional mechanical design and modern design, on the other hand auxiliary teaching to understand the application of modern computer technology, computer aided design to use in mechanical design. The paper simply introduces several aspects the application of computer aided design in mechanical design, so as to illustrate application of computer aided design in mechanical design teaching is of great importance.

mechanical design teaching; computer aided design; the teaching application

TP317

A

1000-9795（2014）010-000157-01

［責(zé)任編輯： 劉 乾］

王江林(1972-)，男，湖北鄂州人，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)與研究。