張超

【摘要】機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計作為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計教學(xué)中最基礎(chǔ)的一部分，作為教師一方面考慮如何在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計理論與方法的基礎(chǔ)上與現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計方法和理論，應(yīng)用現(xiàn)代的計算機(jī)將兩方面有效的結(jié)合起來，更加拓寬了機(jī)械設(shè)計教學(xué)的思路和方法。本文將從以下幾個方面來探討計算機(jī)輔助設(shè)計如何來貫穿于機(jī)械設(shè)計的教學(xué)中去。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計 教學(xué)方法 探究

Abstract： Mechanical structure design as part of the foundation of the traditional mechanical design teaching， as a teacher， on the one hand to consider how existing mechanical design theory and methods based on the methods and theories of modern mechanical design， application of modern computer effective combination of the twobroadened the mechanical design ideas and methods of teaching. From several aspects of how to investigate computer-aided design throughout the teaching of mechanical design.

Key words： machinery design；teaching method；rearch

【中圖分類號】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）05-0250-01

引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， 利用計算機(jī)輔助設(shè)計來改善機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程機(jī)械設(shè)計教學(xué)學(xué)模式已成為必然趨勢。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計作為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計教學(xué)中最基礎(chǔ)的一部分，作為教師一方面考慮如何在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計理論與方法的基礎(chǔ)上與現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計方法和理論，應(yīng)用現(xiàn)代的計算機(jī)將兩方面有效的結(jié)合起來，更加拓寬了機(jī)械設(shè)計教學(xué)的思路和方法。本文將從以下幾個方面來探討計算機(jī)輔助設(shè)計如何來貫穿于機(jī)械設(shè)計的教學(xué)中去。

1.傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計教學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)

《機(jī)械設(shè)計》是一門古老的學(xué)科，隨著時代的發(fā)展本課程的教學(xué)也出現(xiàn)一系列的問題，主要體現(xiàn)在以下四個方面：（1）傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式仍占主要地位課堂教學(xué)是傳授知識的主陣地和主渠道，《機(jī)械設(shè)計》課程內(nèi)容的廣泛性與授課方式及學(xué)時的有限性之間有矛盾，影響了學(xué)生掌握更多有關(guān)機(jī)械設(shè)計的知識，限制了學(xué)生分析、構(gòu)思和設(shè)計能力的培養(yǎng)，阻礙了教學(xué)改革進(jìn)程。 （2）實踐知識的匱乏。現(xiàn)在的大學(xué)生尤其是近機(jī)專業(yè)類的，他們在平時的實踐和實驗課程中接觸機(jī)械方面的機(jī)會比較少，就是觀察到一些機(jī)械機(jī)構(gòu)與原理方面的現(xiàn)象，也不會刻意去留意。這樣的話，學(xué)習(xí)本課程，就更缺乏實踐方面的知識，甚至連感性認(rèn)識都沒有。（3）現(xiàn)代設(shè)計理論及方法的出現(xiàn)。近些年來，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法取得了飛速的發(fā)展，目前常用的有：計算機(jī)輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、摩擦學(xué)設(shè)計、設(shè)計方法學(xué)設(shè)計、并行設(shè)計、人機(jī)工程學(xué)設(shè)計、虛擬現(xiàn)實、相似系列產(chǎn)品的設(shè)計、質(zhì)量驅(qū)動設(shè)計、工程反求設(shè)計和分型設(shè)計等。一個新的機(jī)械設(shè)計體系正在發(fā)展和形成，現(xiàn)代設(shè)計方法將不斷得到推廣和應(yīng)用。這方面也是我們機(jī)械設(shè)計教學(xué)遇到的新的挑戰(zhàn)。（4）缺乏實踐手段，教學(xué)目標(biāo)難以實現(xiàn)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門實踐性較強(qiáng)的課程，邊學(xué)習(xí)邊實踐才能實現(xiàn)提高設(shè)計能力、培養(yǎng)創(chuàng)造性素質(zhì)的要求。但實際上由于學(xué)時所限，加之一般院校缺乏相關(guān)實驗、實習(xí)操作手段，很難達(dá)到上述要求。由于學(xué)生缺乏對實際機(jī)械系統(tǒng)的感性認(rèn)識，所以教學(xué)效果不太理想。（5）社會需求和要求的不斷提高。

2.計算機(jī)輔助設(shè)計融入機(jī)械設(shè)計教學(xué)模式的研究

就《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)在新的時代面前提出了這些迫切的要求，本文對該課程的教學(xué)模式進(jìn)行了初探。主要從以下四個方面進(jìn)行探究。（1）機(jī)械設(shè)計教學(xué)中推廣三維設(shè)計的方法。（2）注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（3）優(yōu)化教學(xué)手段。（4）CAD的虛擬技術(shù)是一種新興的多學(xué)科交叉技術(shù)，它涉及多方面的學(xué)科研究成果與專業(yè)技術(shù)。以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對象，能使設(shè)計人員與多維的信息環(huán)境進(jìn)行交互。同時，利用虛擬技術(shù)可以大大地減少實物模型和樣件的制造。虛擬技術(shù)以CAD為基礎(chǔ)，是一種新的制造系統(tǒng)，這種系統(tǒng)按應(yīng)用情況又可分為增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)和基于現(xiàn)實的CAD系統(tǒng)。①增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)。利用現(xiàn)行的CAD系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換輸出虛擬環(huán)境系統(tǒng)。利用三維的交互設(shè)備（如頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套等），在一個虛擬真實的環(huán)境中，設(shè)計人員對虛擬模型進(jìn)行各個角度的觀察。目前投入使用的虛擬設(shè)計多采用增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)，這主要是因為基于建模系統(tǒng)還不夠完善，相比之下，目前CAD建模技術(shù)比較成熟，可以利用。②基于虛擬現(xiàn)實的CAD系統(tǒng)。利用這樣的技術(shù)用戶可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計活動。與純粹的可視化系統(tǒng)相反，這種系統(tǒng)不再使用傳統(tǒng)的二維交互手段進(jìn)行建模，而直接進(jìn)行三維設(shè)計。此外，它也支持如語言識別、手勢及眼神跟蹤等。這種虛擬設(shè)計系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計的教學(xué)中融會貫通，更加深入的了解現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的理念和思維。

3.總結(jié)

《機(jī)械設(shè)計》是一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容多，課時少。研究如何解決當(dāng)前機(jī)械設(shè)計教學(xué)中面臨的問題，我們一方面要從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法不斷提高和改進(jìn)，另外還要培養(yǎng)在機(jī)械設(shè)計中融入現(xiàn)代計算機(jī)的設(shè)計思想，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的主動性，為今后進(jìn)行相關(guān)機(jī)械設(shè)計工作打好良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊可楨，程光蘊。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M]。北京：高等教育出版社，1999

[2]濮良貴，紀(jì)名剛。機(jī)械設(shè)計[M]。北京：高等教育出版社，2001