《机械原理》教学中Pro／E与Simmechanics的应用

机械系统建模和仿真SimMechanics——机械系统建模和仿真SimMechanics集成于Simulink之中，是进行控制器和对象系统跨领域/学科的研究分析模块集。

SimMechanics为多体动力机械系统及其控制系统提供了直观有效的建模分析手段，一切工作均在Simulink环境中完成。

它提供了大量对应实际系统的元件，如：刚体、铰链、约束、坐标系统、作动器和传感器等。

使用这些模块可以方便地建立复杂图形化机械系统模型，进行机械系统的单独分析或与任何Simulink设计的控制器及其它动态系统相连进行综合仿真。

SimMechanics是Simulink物理建模产品家族的一员，该产品系列扩展了Simulink的建模能力，利用它们做出的模型仍能与传统Simulink模块所建立的模型相融合。

特点提供了三维刚体机械系统的建模环境包含了一系列分析机械运动和设计机械元件尺寸的仿真技术完整的建模层次，允许机械模型模块与其它类型模块结合使用可在Simulink中建立高精度、非线性的模型以支持控制系统的开发和测试。

SolidWorks转换器可以通过CAD工具定义机械模型包括各种铰链和约束形式可对平移运动和旋转运动，力和力矩进行建模、分析提供平衡点和线性化工具以支持控制系统设计使用Virtual Reality Toolbox或MATLAB?图形（Handle Graphics?）支持机械系统可视化及动画显示可进行系统的运动学和正向、逆向动力学分析使用O(n)递归求解多体动力学系统运动方程为模型定义提供多种本地坐标系统强大功能在Simulink环境中进行的动力学研究使用Simulink集成化的图形界面建立机械多体动力学系统的模型并进行仿真。

SimMechanics使得用户可以方便地修改系统中的物理参数，包括位置，方位角和机械元件运动参数等。

使用Simulink变步长积分法可以得到较高的计算精度。

Simulink的过零检测功能以双精度数据水平判定和求解不连续过程，对于机械系统中存在的静摩擦和机械硬限位等情况建模具有重要的意义。

基于Pro／E的《机械制造工艺学》课程设计指导方法探讨[摘要] 以进气歧管工装设计为例,介绍将Pro/E软件应用到《机械制造工艺学》课程设计中的优点,并论述如何在课程设计中培养学生三维设计能力。

[关键词] 课程设计三维设计进气歧管Pro/E1.引言《机械制造工艺学》是机械类专业培养方案中必修的专业基础课程,主要研究传统的机械制造加工方法,该课程实践性和综合性较强的课程。

其课程设计是在学生学完《机械制造工艺学》,进行了生产实习之后的下一个重要教学实践环节。

它要求学生综合运用过去所学的知识进行工艺设计及结构设计,培养学生机械综合设计能力和创新能力,为学生以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备[1]。

考虑到教学基本要求和在有限的对间内完成设计任务,采用的课程设计题目是进气歧管的工装设计,进气歧管零件结构如图1、图2所示。

进气歧管工装主要有:粗铣方框面铣具、基准面铣具、基准面钻具、精铣方框面铣具、方框面钻具及侧面孔钻具,该题目难度适中能让学生得到全面的工程训练。

本文以进气歧管工装设计为例,介绍基于Pro/E的课程设计教学实践中的几个特点。

图1 进气歧管零件结构图2 进气歧管零件结构2.引入三维软件的教学方法学生在做课程设计时,通常没有设计模型可供参考,而且掌握的实际工程经验较少,所以学生对所设计的产品缺乏直观的认识,而指导老师通过二维图给学生讲解也很难让学生理解透彻。

学生对设计的机械结构似懂非懂,往往照葫芦画瓢,影响设计质量[2]。

将三维软件引入课程设计教学中,增加了产品的直观性,可以帮助学生更好的理解这些问题。

Pro/E是参数化设计三维CAD/CAM软件包,具有零件三维造型、装配设计、工程制图等功能。

Pro/E的参数化功能允许用户在零件、组件和工程图任何设计环境下修改零件尺寸,同时其它环境中的尺寸会自动地做相应的更新,零件修改非常方便[3]。

采用Pro/E软件对零件进行三维建模和用Pro/E建造好的虚拟模型进行教学,使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象;也可以根据不断变化的教学内容和不同的教学对象的需求。

PRO/E软件在《机械设计》课程中的应用作者：赵歆来源：《职业教育研究》2010年第12期摘要：针对《机械设计》课程的教学要求和特点，应用Pro/E软件可以优化教学过程，加大授课信息量，调动学生学习的主动性和积极性，增强学生的求知欲和自信心，取得更好的教学效果。

关键词：PRO/E软件；机械设计；多媒体；立式数控磨床主传动系统中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2010）12-0148-02《机械设计》是工科院校机械制造及自动化专业的主干课程。

该课程涉及知识面广，信息量大，要求以一定的理论为基础，广泛联系工程实际，例如螺栓组联接，各种传动、轴、轴承组合，联轴器、离合器的选择、应用、维护与保养等等。

该课程的理论性很强、很抽象，但学生的抽象思维尤其是空间思维能力不够发达，如果采用传统的教学方式，教师需要花费大量时间和精力在黑板上绘制图形、进行公式推导，还容易造成“看起来具体，听起来费解”，学生也会感觉十分枯燥难懂，教学效果不佳。

随着计算机的普及，多媒体教学手段在课堂中的使用已非常普遍。

如果在本课程授课过程中采用Pro/E软件进行辅助教学，可以把与课程相关的文本、图形、图像等相关资料集中在一起，随时切换、调用，将抽象的理论知识形象化，可有效扩充教学信息，使知识结构更加紧凑，还能启发学生的思考积极性，发展学生的形象思维，增加吸引力，从而使学生更加全面、深刻地理解和掌握机械设计知识。

Pro/E软件简介Pro/ENGINEER（简称Pro/E）是美国参数化公司（PTC）的三维CAD/CAM软件系统，它采用近几年CAD方面的一些先进理论，并采用先进的、基于特征的参数化设计技术，使设计工作十分灵活和简便。

在产品信息模型方面，Pro/E把所有的功能模块建立在统一的数据结构上，提供了所有工程项目之间的全关联，真正实现了CAD/CAE/CAM的有机集成。

还可以同时对同一产品进行并行的设计工作，从而能提高设计质量和缩短开发周期。

Pro／E在中职学校机械制图教学中的实践应用摘要：结合当前中职学生现状，分析了Pro/E课程的课程目标，进而提出了课程教学设计理念与教学思路，可供相关专业教学人员参考。

关键词：Pro/E;中职;机械;教学Pro/E课程其注重学生各类机械零件设计技能的培养，需要有机械制图、机械设计以及机械制造等课程作为基础。

这就决定了该课程是学生专业培养方案中关键的一环，有着承上启下的作用，为学生的后续课程以及专业实践等方面能力的提高奠定基础，其能够有效的提高学生对CAD、机械制造以及机械设计等专业课程的学习水平，也为学生数控编程以及数控加工等相关课程的学习提供良好的基础。

1.学生现状从我国现有的中职学生的实际情况来看，存在着学生基础差、学习目标不明确以及学习兴趣较低等方面的问题。

对于学习水平的提高来说，学习兴趣有着重要的影响，学习兴趣低必然会给学习效果带来负面的影响。

Pro/E课程所需要的基础较多，除了上文提高的机械制图、机械设计基础以及机械制造基础等相关课程外，还涉及到金工实训等其它相关课程，这就使得该课程在学习过程中必然要面临理论以及概念较多的问题，中职生在这类知识的学习方面学习兴趣普通不高，这给Pro/E课程的学习带来严重的负面作用。

2.课程目标Pro/E课程在目标定位上确定的是把上文提到的制图、装配、设计以及编程等等岗位的职业能力演变为从业者的学习能力。

正是从这个层面出发该课程的课程目标包括知识目标、能力目标以及素质目标三个部分。

从知识目标的层面来看，要求学生能够准确的利用各类造型方法与实体变更方法来掌握零件造型以及零件工程图制作等方面的工作技能。

从能力目标的层面来看，要求学生具有空间形象思维、三维形体设计、运用设计工具等方面的能力，关注对学生机械综合设计方面能力的培养。

从素质目标的层面来看，注重对学生自学、创新、动手等方面能力的培养，推动学生分析与解决问题能力的提升，进而在学习过程中培养学生合作精神，推动学生职业素质的不断提高。