论文部分内容阅读
摘 要：鉴于SolidWorks软件的强大功能和工程实际中的广泛应用，本文对SolidWorks软件的教学提出一些建议，以期对SolidWorks的学习和研究提供帮助。
关键词：SolidWorks 教学 绘图原理
随着计算机技术的发展，和机械设计相结合的软件功能越来越强大，工程应用的范围也越来越广，工程设计已经发展到了全数字化阶段，因此，对于工程院校的从事机械设计的高校毕业生来说，熟练掌握一门三维机械CAD/CAM软件是十分重要的。
目前，这类CAD软件主要可以分为三类：一是高端CAD/CAM，如法国Dasssault Systemes公司的CATIA，美国EDS/Unigraghics公司的I-DEAS；二是中端如SolidWorks，Solidedge以及Autodesk公司的MDT和Intentor；三是低端CAD/CAM，如Autodesk公司的AutoCAD。中端CAD/CAM系统的SolidWorks一般对计算机硬件要求相对于高端CAD/CAM系统的软件要低，而且相对于低端CAD/CAM系统功能要强大很多，故SolidWorks在工程院校教学中被广泛采用，而且在工程实际中也有着十分广泛的应用。SolidWorks是基于Windows平台的优秀三维软件，采用参数化和特征造型技术，能方便、快捷地创建任何复杂形状的实体，而且可以通过参数驱动对实体尺寸的修改；SolidWorks设计思路十分清楚，设计理念也容易理解，零件、工程图和装配图是SolidWorks互相关联的核心部分［１，２］。
相对于机械制图等课程，SolidWorks是一门刚刚登上大学校堂的新开课程，如何上好这门课？使如何学生在最短的时间内熟练的操作软件、理解SolidWorks的设计方法和建模理论？这些都很有讨论的必要，鉴于此，笔者总结实际课堂建学经验，提出如下建议，供同行参考和指正。
1. 合理分配多媒体教学时间和上机指导时间
三维软件一般都是操作性软件，需要大量的练习和熟悉软件的环节，SolidWorks也不例外，学生能够听得懂，但是很容易遗忘，故应该合理地安排时间。笔者认为上一次多媒体课就上一次上机课比较好，且中间相隔的时间不要太长，条件允许的话，最好连上，多媒体教学完成之后即进行上机实际操作，正好是一个上午或是一个下午的时间。上机时应该安排教师辅导，及时为学生解决学生使用SolidWorks软件存在的问题。一次上机安排的人数不可过多，以免教师顾及不暇，对于大机房最好安排两到三名教师。
2. 合理安排教学内容
SolidWorks包括草图绘制、特征命令、工程图制作、零件装配、曲线绘制、曲面绘制、模具设计、零件的COSMOS有限元分析和SolidWorks的二次开发等内容，鉴于SolidWorks软件的强大功能和工程实际应用价值，要求教师在教学过程不仅仅是解释软件菜单与功能，使学生迅速入门，而且要介绍SolidWorks建模原理、设计思想和有限元分析等工程紧密相结合的内容。
3. 合理规划讲述绘制步骤和绘制原理
首先，对于SolidWorks软件来说，绘图步骤不仅是关系绘制的简化与否的问题，而且SolidWorks的特征数也反映了零件或者部件的设计是否合理的问题。如果按照你的绘制步骤比较简单，而且能够和该机械零件或者部件制造过程一致的话，就说明你的绘制过程比较合理。
其次，SolidWorks的零件或者部件的绘制原理也应该向学生介绍清楚，而不仅仅是单纯的说明绘图步骤或设计过程，这样做，有利于学生知其然并知其所以然，根据SolidWorks的绘制原理自己能够设计出新的好看的工业设计样品。比如图1，这是SolidWorks中一个线形随行阵列的例子，但是这个三维图形不仅有线形尺寸的变化，而且有角度方面尺寸的变化，如何通过线形尺寸的变化来控制角度尺寸的变化呢？我们可以连接尺寸的方法，如图2，将直线1通过几何关系定义在水平位置，可见弧度尺寸A可以控制直线2的几何位置，即改变弧度尺寸A可以使直线2沿圆心转动。在直线2和直线3、直线4设置为共线，并定义直线2和直线3的长度，因此，通过改变直线4的定义尺寸就可以使直线2、直线3和直线4的总长发生变化。最好将直线4的长度尺寸和弧度尺寸A连接起来，既令二者的尺寸数值始终相等，这样只需改变直线4的长度尺寸，就可以达到让图1中的杆子在伸长的过程中同时转动。这就是随行阵列的原理，实际教学一定要交待清楚，为巩固教学成果，可以让学生思考图3和图4的建模方法，其阵列是如何通过草图来控制［３］。
4. 充分发挥三维软件的优势，提高学生学习软件的兴趣。
三维软件的最大优势在于形象性，学生能够直观的观测零部件的形状，通过三维装配和运动仿真能够清楚地表达出一个实际的机械系统的运动情况，并且能够输出机械零件的运动曲线，能够加深对所学的机械原理和机械设计课程的理解，由于这一操作演示非常形象和生动，学生非常有兴趣，教师应该多用富有激情的教学语言，充分调动学生的积极性。尤其当学生对某一步有疑问，要充分找住这一机会，积极和学生们互动，这样必定能够达到良好的教学效果。比如，在机械制图中的组合体的相关线问题［４］，在SolidWorks中来表达就比较直观和形象，学生能够很快接受。
综上所述，教师注意以上几点，在教学中不断探索，勇于创新，针对三维软件SolidWorks的自身特点，找出教学过程的规律性的东西，注意总结教学经验，一定能够让学生充分的理解课程内容，达到学生能够通过SolidWorks进行三维造型设计并能够进行简单的有限元分析和机械零部件的运动仿真的教学目的，为本科生的毕业设计提供另外一种参考方法，真正做到学以致用。
参考文献：
［1］江洪，魏峥，顾寄南等.SolidWorks 2006 基础教程.北京：机械工业出版社，2006.
［2］常兴，刘国锋.SolidWorks软件在机械原理教学中的应用.焦作大学学报，2005.03.
［3］贾志欣，李红林.基于三维零件图及装配图的多媒体课件设计及制作.机电工程，2005.08.
［4］张晓玲.Solid Works在《工程制图》课程教学中的应用煤炭技术.2005.03.
关键词：SolidWorks 教学 绘图原理
随着计算机技术的发展，和机械设计相结合的软件功能越来越强大，工程应用的范围也越来越广，工程设计已经发展到了全数字化阶段，因此，对于工程院校的从事机械设计的高校毕业生来说，熟练掌握一门三维机械CAD/CAM软件是十分重要的。
目前，这类CAD软件主要可以分为三类：一是高端CAD/CAM，如法国Dasssault Systemes公司的CATIA，美国EDS/Unigraghics公司的I-DEAS；二是中端如SolidWorks，Solidedge以及Autodesk公司的MDT和Intentor；三是低端CAD/CAM，如Autodesk公司的AutoCAD。中端CAD/CAM系统的SolidWorks一般对计算机硬件要求相对于高端CAD/CAM系统的软件要低，而且相对于低端CAD/CAM系统功能要强大很多，故SolidWorks在工程院校教学中被广泛采用，而且在工程实际中也有着十分广泛的应用。SolidWorks是基于Windows平台的优秀三维软件，采用参数化和特征造型技术，能方便、快捷地创建任何复杂形状的实体，而且可以通过参数驱动对实体尺寸的修改；SolidWorks设计思路十分清楚，设计理念也容易理解，零件、工程图和装配图是SolidWorks互相关联的核心部分［１，２］。
相对于机械制图等课程，SolidWorks是一门刚刚登上大学校堂的新开课程，如何上好这门课？使如何学生在最短的时间内熟练的操作软件、理解SolidWorks的设计方法和建模理论？这些都很有讨论的必要，鉴于此，笔者总结实际课堂建学经验，提出如下建议，供同行参考和指正。
1. 合理分配多媒体教学时间和上机指导时间
三维软件一般都是操作性软件，需要大量的练习和熟悉软件的环节，SolidWorks也不例外，学生能够听得懂，但是很容易遗忘，故应该合理地安排时间。笔者认为上一次多媒体课就上一次上机课比较好，且中间相隔的时间不要太长，条件允许的话，最好连上，多媒体教学完成之后即进行上机实际操作，正好是一个上午或是一个下午的时间。上机时应该安排教师辅导，及时为学生解决学生使用SolidWorks软件存在的问题。一次上机安排的人数不可过多，以免教师顾及不暇，对于大机房最好安排两到三名教师。
2. 合理安排教学内容
SolidWorks包括草图绘制、特征命令、工程图制作、零件装配、曲线绘制、曲面绘制、模具设计、零件的COSMOS有限元分析和SolidWorks的二次开发等内容，鉴于SolidWorks软件的强大功能和工程实际应用价值，要求教师在教学过程不仅仅是解释软件菜单与功能，使学生迅速入门，而且要介绍SolidWorks建模原理、设计思想和有限元分析等工程紧密相结合的内容。
3. 合理规划讲述绘制步骤和绘制原理
首先，对于SolidWorks软件来说，绘图步骤不仅是关系绘制的简化与否的问题，而且SolidWorks的特征数也反映了零件或者部件的设计是否合理的问题。如果按照你的绘制步骤比较简单，而且能够和该机械零件或者部件制造过程一致的话，就说明你的绘制过程比较合理。
其次，SolidWorks的零件或者部件的绘制原理也应该向学生介绍清楚，而不仅仅是单纯的说明绘图步骤或设计过程，这样做，有利于学生知其然并知其所以然，根据SolidWorks的绘制原理自己能够设计出新的好看的工业设计样品。比如图1，这是SolidWorks中一个线形随行阵列的例子，但是这个三维图形不仅有线形尺寸的变化，而且有角度方面尺寸的变化，如何通过线形尺寸的变化来控制角度尺寸的变化呢？我们可以连接尺寸的方法，如图2，将直线1通过几何关系定义在水平位置，可见弧度尺寸A可以控制直线2的几何位置，即改变弧度尺寸A可以使直线2沿圆心转动。在直线2和直线3、直线4设置为共线，并定义直线2和直线3的长度，因此，通过改变直线4的定义尺寸就可以使直线2、直线3和直线4的总长发生变化。最好将直线4的长度尺寸和弧度尺寸A连接起来，既令二者的尺寸数值始终相等，这样只需改变直线4的长度尺寸，就可以达到让图1中的杆子在伸长的过程中同时转动。这就是随行阵列的原理，实际教学一定要交待清楚，为巩固教学成果，可以让学生思考图3和图4的建模方法，其阵列是如何通过草图来控制［３］。
4. 充分发挥三维软件的优势，提高学生学习软件的兴趣。
三维软件的最大优势在于形象性，学生能够直观的观测零部件的形状，通过三维装配和运动仿真能够清楚地表达出一个实际的机械系统的运动情况，并且能够输出机械零件的运动曲线，能够加深对所学的机械原理和机械设计课程的理解，由于这一操作演示非常形象和生动，学生非常有兴趣，教师应该多用富有激情的教学语言，充分调动学生的积极性。尤其当学生对某一步有疑问，要充分找住这一机会，积极和学生们互动，这样必定能够达到良好的教学效果。比如，在机械制图中的组合体的相关线问题［４］，在SolidWorks中来表达就比较直观和形象，学生能够很快接受。
综上所述，教师注意以上几点，在教学中不断探索，勇于创新，针对三维软件SolidWorks的自身特点，找出教学过程的规律性的东西，注意总结教学经验，一定能够让学生充分的理解课程内容，达到学生能够通过SolidWorks进行三维造型设计并能够进行简单的有限元分析和机械零部件的运动仿真的教学目的，为本科生的毕业设计提供另外一种参考方法，真正做到学以致用。
参考文献：
［1］江洪，魏峥，顾寄南等.SolidWorks 2006 基础教程.北京：机械工业出版社，2006.
［2］常兴，刘国锋.SolidWorks软件在机械原理教学中的应用.焦作大学学报，2005.03.
［3］贾志欣，李红林.基于三维零件图及装配图的多媒体课件设计及制作.机电工程，2005.08.
［4］张晓玲.Solid Works在《工程制图》课程教学中的应用煤炭技术.2005.03.