PROE軟件在機械類課程教學中的應用

孫健 趙偉杰

摘要：為了滿足復合型機械應用型人才的培養需要，本文從當前機械類課程教學中存在的問題出發，將PROE三維軟件應用于機械類課程教學中，有助于加深學生對抽象理論的理解，調動學生的學習積極性，也鍛煉了學生解決實際問題的能力，同時取得了較好的教學效果。

關鍵詞：PROE軟件；教學；機械類課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0255-02

一、引言

復合型機械應用型人才培養是伴隨著社會科技發展而來的，主要以培養高級工程技術應用型人才為目的。機械類課程應用實踐性較強，傳統的教學以理論教學為主，教材中的機械結構裝配圖和原理圖多為一些平面圖，學生很難理解，教師往往要花費大量的時間和精力進行講解[1]。而在校學生往往缺乏工程應用背景，僅僅依靠講解是很難講清楚一個機械的立體結構，致使學生感覺課程枯燥乏味，無法培養出對專業的興趣，達不到應有的教學效果。為了適應現代科學技術的發展和滿足機械類應用人才的培養需要，將PROE三維數字化軟件應用到機械類課程的實踐教學中，對機械類課程的教學進行改革，對于培養現代化機械類科技應用人才以及培養其科技創新能力具有重要的現實意義。

Pro/ENGINEER軟件是一款計算機三維設計軟件，是利用計算機完成產品的零件建模、部件裝配、產品整體裝配和機構仿真。在大多數院校，該軟件成為模具、數控、機制等專業學生必須掌握的專業軟件。它在機械制造業，尤其是機械設計與性能仿真中應用廣泛，且在高校機械類課程教學中同樣重要。在教學中運用PROE軟件強大的三維造型、工程圖繪制、運動仿真等功能進行輔助教學，有助于培養學生的學習興趣，加強學生對機械類課程的理解和掌握。

二、PROE軟件在機械制圖課程教學中的應用

機械制圖是一門重要的專業基礎課，是學好其他機械專業課的基礎。對工程技術人員來說，熟練掌握工程圖紙的繪制方法、標注以及技術要求等是進行機械設計及制造的基礎。機械類課程對學生的邏輯性和抽象性思維要求較高，而對剛入學的大學生來說，他們往往缺乏這種能力，漸漸地會失去學習興趣，甚至對本課程產生厭惡感，致使本門課學習效果很差，以至于影響到后續課程的學習。

教學中可以利用PROE三維造型軟件繪制機械零部件的立體模型、截斷體、相貫體和裝配體等進行直觀的課堂演示，并能對零部件進行縮放、旋轉、修改和再生等，對機械機構還可以進行動態模擬仿真[2]。通過三維立體模型和仿真模擬使學生直觀地進入真實的三維空間，從感性上理解了立體模型的空間結構與相對位置。同時能夠更好地理解模型各投影視圖之間的關系，加強學生對課程知識的理解和掌握，以實例具體說明。

課堂在講解此部分內容時，教師通常對著零件圖紙進行講解，學生要發揮他們的空間想象能力，在腦海里構建零件的立體模型，而有些同學的識圖能力及空間想象力不足，這時他們的思考會滯后，很難理解零件的真實結構，或者僅憑投影規律完成由零件軸測圖繪制出正確的零件三視圖，相關的虛線及相貫線很難正確畫出。利用Pro/E軟件及多媒體技術，可以直觀的顯示零件的三維造型，且能從不同的視角進行展示。教師還可以在課堂上進行三維立體模型的繪制，幫助學生直觀地理解零部件的形成過程，培養學生的空間想象力以及對復雜機械結構的看圖及繪圖能力。

三、PROE軟件在機械原理課程教學中的應用

機械原理是高校機械類專業的一門重要專業基礎課，主要以機器和機構為研究對象。對機構進行運動學和動力學分析是貫穿于這門課程的主線，具有知識點多而難的特點，在課堂的教學過程中常涉及到較多的理論分析計算以及機械運動方案的設計實現等問題，由于理論教學占用了大量的時間，往往使學生對課堂教學的興趣越來越少，導致教學效果較差[3]。在機構運動分析教學中可充分發揮三維造型模擬軟件的優勢，使教學環節變得生動易懂。

如圖2所示的牛頭刨床，機械結構較復雜，很難確定出里面的每一個構件及各構件之間的運動關系。針對這種情況，教師可以按照傳動的理論分析方法講解一遍，給學生留出思考空間，然后應用PROE三維軟件，將提前繪制的機構零部件展示出來，如圖2所示，采用虛擬裝配及運動模擬的方式來實現機構的運動，會使學生的理解更加深刻，并能逐漸培養學生的學習興趣和思考能力，久而久之學生的識圖和空間想象力也得到了提高。

四、PROE軟件在機械設計課程教學中的應用

機械設計是高校機械類專業的一門主干課，與很多其他機械類課程知識相關，也可以說，機械類很多課程知識的學習是為了機械設計服務。課程設計是機械設計教學中極為重要的實踐環節，很多的理論教學內容以及機械結構的設計在學生課程設計中均有所體現。機械設計課程中很多機械結構都是裝配體，如單獨割裂開零件進行講解，學生很難理解。PROE三維軟件有著強大的裝配體模塊，可以在課堂演示中通過虛擬裝配將各個零件進行組裝，給學生展示一個部件的裝配過程，能夠很好的激發學生的求知欲和好奇心[4]。比如，在講解軸系結構及其上的零件固定時，可以先建立階梯軸、鍵、齒輪、軸承等零部件的三維模型，在課堂上操作這些零部件的虛擬裝配過程，使學生對軸的結構、鍵連接、軸系零件定位等知識掌握得更加透徹。在指導學生課程設計時，讓學生在繪圖前先建立減速機的三維實體模型，模擬減速機中各零件的裝配過程，對減速機知識形成一個完整的概念，再進行圖紙繪制，這樣能達到很好的教學效果。

五、PROE軟件在畢業設計中的應用

畢業設計是大學教學過程最后階段采用的一種綜合性很強的實踐教學環節。在畢業設計過程中，學生可以綜合應用所學的各種理論知識和技能進行全面、系統、嚴格的技術及基本能力的練習。指導學生將PROE軟件應用于畢業設計中，可以更為綜合地提高學生計算機輔助繪圖的靈活應用能力及機械設計能力，為以后的工作打下良好的基礎。圖3為學生在畢業設計中對壓路機振動輪設計的三維模型，該模型直觀地表達了振動輪的結構特征及質量屬性。將該模型與動力學分析軟件相結合，可以很方便地進行振動輪的振動分析，獲得振動輪各個部位的振動特性曲線，給設計者進入整個工作過程的真實感受。

六、結語

為了滿足復合型機械應用型人才的培養需要，將PROE三維軟件應用于機械類課程教學中，能夠提高學生對機械類課程知識的理解和掌握，鍛煉學生解決實際工程技術問題的能力，也因此極大地調動了學生學習機械類專業課的興趣和創造性，對學生實踐能力以及創新能力的培養具有積極的促進作用。

參考文獻：

[1]趙燕，王琨.CAD/CAM軟件在獨立院校機械類課程教學中的應用[J].制造業信息化，2013，（7）：76-77.

[2]謝暉，趙火英.Pro/E軟件在機械類課程多媒體教學中的應用[J].萍鄉高等專科學校學報，2006，（6）：19-22.

[3]孫健.基于虛擬樣機技術的機械原理輔助教學研究[J].大學教育，2015，（3）：125-126，129.

[4]段紅杰，于善啟.面向三維CAD/CAM技術的機械類專業教學改革的研究與實踐[J].鄭州航空工業管理學院學報（社會科學版），2007，（5）：125-127.