|
三維ProE在機(jī)械課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
資源天下 2014/6/9 10:32:13
【摘要】在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件ProE，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠提高學(xué)生的空間想象能力，增強(qiáng)教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】《機(jī)械設(shè)計(jì)》；課程設(shè)計(jì)；ProE
1 引言
《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是非常重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，可以把《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖》、《工程材料》、《公差與配合》等所修課程的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。在課程設(shè)計(jì)中需要查閱大量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)等相關(guān)資料。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可以掌握一套完整的設(shè)計(jì)原則、步驟和方法。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí)，是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，并為以后的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，在教學(xué)計(jì)劃中具有承上啟下的重要作用[1]。
我們學(xué)院《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)選用的題目是通用機(jī)械傳動(dòng)裝置齒輪減速器——作為設(shè)計(jì)題目。在實(shí)踐教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)由于學(xué)生的空間想象能力不足和缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)傳統(tǒng)采用二維設(shè)計(jì)的減速器圖紙，難以想象出減速器的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的減速器似懂非懂，影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量。而且傳統(tǒng)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)手段是手工設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖，設(shè)計(jì)計(jì)算繁雜，設(shè)計(jì)、繪圖和修改很不方便。學(xué)生依樣畫(huà)虎，大部分時(shí)間和精力用在設(shè)計(jì)計(jì)算和畫(huà)圖上，方案和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)考慮的比較少。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的二維設(shè)計(jì)逐步被三維設(shè)計(jì)所取代。ProE是基于Windows系統(tǒng)環(huán)境下的三維實(shí)體建模軟件。該軟件在計(jì)算機(jī)上可實(shí)現(xiàn)工業(yè)中常見(jiàn)零件的3D建模，并能虛擬其工作原理和裝配功能，且形象直觀、易學(xué)易用。在課程設(shè)計(jì)中引入可以使學(xué)生了解工業(yè)中流行的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，密切聯(lián)系工程實(shí)踐，將三維建模與二維工程圖樣及設(shè)計(jì)過(guò)程緊密結(jié)合到一起，增強(qiáng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，為學(xué)生今后的工作發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 目前高職院校傳統(tǒng)機(jī)械課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
目前，我院《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)基本采用二維設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如手工繪圖或AutoCAD繪圖，所存在主要問(wèn)題如下：
2.1傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)僅僅用于設(shè)計(jì)二維工程圖，在制造和裝配過(guò)程中如果出現(xiàn)問(wèn)題，后期修改工作將非常復(fù)雜繁瑣。隨著現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代周期的逐漸縮短，迫切需要縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改時(shí)間，降低出錯(cuò)率。所以，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展。
2.2以二維設(shè)計(jì)為主線展開(kāi)教學(xué)，直觀上不便于掌握和理解，也無(wú)法形成對(duì)減速器的設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程有詳細(xì)的了解。
2.3傳授的知識(shí)陳舊，無(wú)法體現(xiàn)現(xiàn)代制造技術(shù)的特點(diǎn)，因而也無(wú)法滿(mǎn)足用人單位的需要，也不利于學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
3 ProE三維造型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
ProE是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，可以隨意勾畫(huà)草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活[2]。
3.1 單一數(shù)據(jù)庫(kù)[3] ProE是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。
3.2 全相關(guān)性 ProE的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。這一優(yōu)點(diǎn)，可以縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改時(shí)間，降低出錯(cuò)率。
3.3 基于特征的參數(shù)化造型 ProE使用用戶(hù)熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，因而易于使用。
3.4 裝配管理 ProE的基本結(jié)構(gòu)能夠使工程技術(shù)人員利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。
4 ProE三維造型在機(jī)械課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐中的應(yīng)用
以一級(jí)圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)為例，在計(jì)算確定基本參數(shù)以后，應(yīng)用ProE軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，步驟如下。
4.1齒輪減速器各類(lèi)零件的三維建模
減速器主要由減速器下箱體、減速器上箱體、輸入軸、輸出軸、軸承、鍵、一對(duì)嚙合齒輪與軸承蓋等部分組成，幾大部件由ProE分別建模，如圖l為某學(xué)生設(shè)計(jì)的齒輪減速器主要零件的三維實(shí)體模型。在設(shè)計(jì)同時(shí)可以通過(guò)簡(jiǎn)單步驟對(duì)（未完，下一頁(yè)）
|