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機(jī)械制圖論文參考范文(2)

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機(jī)械制圖論文參考范文

  機(jī)械制圖論文參考范文篇2

  淺談機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)構(gòu)建

  摘要:傳統(tǒng)機(jī)械制圖模型在教學(xué)過程的地位正逐漸下降,利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)建立虛擬教學(xué)模型是一種新的教學(xué)手段。利用虛擬模型輔助教學(xué),一方面是學(xué)生感性認(rèn)識(shí)增加,達(dá)到化難為易的效果,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生空間形象思維能力起到很好的輔助作用。第二方面由于虛擬模型庫(kù)的可存儲(chǔ)性和網(wǎng)絡(luò)化,教師的輔導(dǎo)難度和工作量都減輕了,而輔導(dǎo)的強(qiáng)度反而得到增強(qiáng)。利用UG、edarwings、AutoCAD、Microsoft Frontpage軟件完成機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)建設(shè)是一種可行的辦法。

  關(guān)鍵詞:機(jī)械制圖;模型庫(kù);UG;AutoCAD

  引言

  機(jī)械制圖課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)第一學(xué)期就開始接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,對(duì)后面課程的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐起著重要的技術(shù)基礎(chǔ)作用,良好的圖形表達(dá)和理解能力是工程技術(shù)人員必備的專業(yè)素質(zhì)[1]。在機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)過程中,空間形象思維能力的培養(yǎng)至關(guān)重要,無認(rèn)是從“視圖―立體”還是“立體―視圖”的過程都需要空間形象思維能力,因此,機(jī)械制圖教學(xué)常把培養(yǎng)空間形象思維能力作為最重要任務(wù)貫穿整個(gè)教學(xué)過程。在以往的教學(xué)過程中,常利用多種手段來培養(yǎng)學(xué)生空間形象思維能力,比如采用塑料模型、鋁合金模型和木質(zhì)模型進(jìn)行教學(xué),采用掛圖進(jìn)行教學(xué),采用膠泥捏造模型等,這些教學(xué)手段都曾經(jīng)取得過不錯(cuò)的教學(xué)效果。

  1.傳統(tǒng)教學(xué)模型庫(kù)特點(diǎn)

  木制模型、鋁合金模型和塑料模型三大件是機(jī)械制圖教學(xué)中多年來常規(guī)的模型配備,機(jī)械制圖教學(xué)常規(guī)模型具有真實(shí)感強(qiáng)、可供學(xué)生觸摸的優(yōu)點(diǎn),但其缺點(diǎn)也是顯而易見的,比如一次性投資過大、使用過程中模型容易磨損、模型笨重而不便搬運(yùn)、模型形體不可更改、模型總體數(shù)量有限??傮w而言,常規(guī)實(shí)物模型基于以下原因已經(jīng)滿足不了教學(xué)信息化背景下的機(jī)械制圖教學(xué),一是實(shí)物模型因?yàn)轶w積過大和重量過重而使得在實(shí)驗(yàn)室到教室的搬運(yùn)變得困難,搬運(yùn)過程成了教師的學(xué)生負(fù)擔(dān),同時(shí),因模型體積相對(duì)整個(gè)教室學(xué)生群體而言又過小,在講課過程中導(dǎo)致后排無法看清實(shí)物模型從而影響了教學(xué)效果;另一方面,常規(guī)的實(shí)物模型由工廠定制而成,從購(gòu)買使用開始基本無法改變其形狀,而現(xiàn)代機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不斷改進(jìn),題庫(kù)和例題不斷豐富,顯然,形態(tài)基本穩(wěn)定不變的傳統(tǒng)教學(xué)模型已無法滿足機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)涵不斷改進(jìn)的需要。

  2.虛擬模型庫(kù)的特點(diǎn)

  教師可以把應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件創(chuàng)建的機(jī)械制圖三維和二維模型庫(kù)文件在于移動(dòng)硬盤、移動(dòng)磁盤、手機(jī)存儲(chǔ)卡、網(wǎng)絡(luò)硬盤等存儲(chǔ)介質(zhì)上,也可以做成學(xué)習(xí)網(wǎng)站,方便師生隨時(shí)調(diào)用,沒有了傳統(tǒng)實(shí)物模型重量和體積問題困擾,當(dāng)教學(xué)中把三維模型投影于屏幕上時(shí),整個(gè)教學(xué)班級(jí)都可以清晰的看到,提高最教學(xué)效果。利用三維軟件創(chuàng)建的虛擬模型通過渲染、剖切、旋轉(zhuǎn)、爆炸等技術(shù)處理,達(dá)到外型美觀逼真、內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰可見、裝配關(guān)系清楚等特點(diǎn),教學(xué)時(shí)很難用語(yǔ)言表達(dá)的一些東西學(xué)生一看模型就懂了,達(dá)到化難為簡(jiǎn)的效果。還可以輸出二維圖形,使三維模型和二維視圖有機(jī)聯(lián)系起來,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的橫向比較,如對(duì)裝配體等結(jié)構(gòu),還可以做成裝配動(dòng)畫,使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)更加清晰、生動(dòng)、形象[2]。三維軟件創(chuàng)建的虛擬模型還有一個(gè)特別方便之處就是隨時(shí)可以更改虛擬模型的結(jié)構(gòu),隨時(shí)方便的增加新的模型,所建立的模型庫(kù)也是一種不斷增加變化的庫(kù),不是一成不變的庫(kù),一旦教學(xué)內(nèi)容有變化,可以在計(jì)算機(jī)上低成本輕松的更改虛擬模型庫(kù)。把機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)建成一個(gè)課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站,學(xué)生就可以在時(shí)間和空間上做到學(xué)習(xí)的自由,無論是在寢室,甚至是假期在家里都可以通過互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)輔助學(xué)習(xí)機(jī)械制圖知識(shí),做到隨時(shí)學(xué)習(xí)的效果。學(xué)生也可以把三維模型文件存于智能手機(jī)上,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)的效果。三維模型轉(zhuǎn)為二維輸出建立對(duì)應(yīng)的二維圖形庫(kù),便于學(xué)生實(shí)現(xiàn)“體―圖―體”的思維轉(zhuǎn)換,使機(jī)械制圖知識(shí)沉淀于學(xué)生知識(shí)體系中。

  3.三維模型庫(kù)的建設(shè)過程

  3.1計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)選擇

  UG軟件具有強(qiáng)大的三維建模和編輯功能,參數(shù)化設(shè)計(jì)功能便于模型特征的修改,而同樣強(qiáng)大的二維工程圖輸出功能使三維轉(zhuǎn)二維十分便捷。AUTOCAD軟件是最出名的二維繪圖軟件,在此采用是為了編輯一些從UG軟件工程圖輸出時(shí)過于復(fù)雜的平面圖。edarwings for nx軟件主要是為了從UG軟件另存一種*.eprt格式的文件,這種文件能在沒有安裝UG軟件的電腦了打開,實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、放大、縮小和測(cè)量的功能,便于學(xué)生觀察學(xué)習(xí)。利用microsoft frontpage軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)化編輯,使用網(wǎng)站架構(gòu)建立機(jī)械制圖模型庫(kù)。

  3.2機(jī)械制圖三維模型庫(kù)的建立

  利用UG三維建模功能,建立機(jī)械制圖課程中基本體、組合體、相貫體、組合體表達(dá)方法、典型零件、標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、裝配體等模型的二維視圖、三維模型和裝配動(dòng)畫[3]。在UG中建立草圖,對(duì)草圖進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)編輯,對(duì)完成的草圖進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作獲得特征,對(duì)特征進(jìn)行倒角、抽殼、倒圓、鏡像等操作完成建模,獲得三維模型并保存為文件。如圖1所示。如果所繪制的是裝配體,則需要進(jìn)入對(duì)裝配體各個(gè)零件先進(jìn)行建模,然后在進(jìn)入裝配模塊進(jìn)行裝配獲得裝配體三維模型,在裝配過程中,UG可以進(jìn)行錄相,所獲視頻文件保存為*.avi文件。

  為了在沒在安裝任何3D軟件的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)看圖,必須在已經(jīng)安裝了UG的工作計(jì)算機(jī)上安裝edarwings for nx軟件,安裝了edarwings for nx軟件的UG上會(huì)出現(xiàn)edarwings 工具欄,在繪制完成一個(gè)模型保存為UG文件外,還要另存一個(gè)為edarwings 文件。

  3.4機(jī)械制圖動(dòng)態(tài)庫(kù)的建立

  在Microsoft frontpage中建立網(wǎng)頁(yè),按如圖3所示的網(wǎng)站架構(gòu)建立模型庫(kù),以模型圖片作為超鏈接按鈕,連接到相應(yīng)三維模型(edarwings的*.eprt格式文件)、二維模型(*.jpg格式文件)和動(dòng)畫(*.avi格式文件)。最后打成文件包,發(fā)布于學(xué)校網(wǎng)站上供學(xué)生學(xué)習(xí)。

  4.總結(jié)

  傳統(tǒng)機(jī)械制圖模型由于成本、便捷性和教學(xué)適應(yīng)性問題在教學(xué)過程的地位正逐漸下降,利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)建立虛擬教學(xué)模型是一種新的教學(xué)手段。在機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐中,利用虛擬模型輔助教學(xué),一方面是學(xué)生感性認(rèn)識(shí)增加,對(duì)于難于理解的相貫線形成、截交線形成、剖視圖表達(dá)、零件圖的視圖表達(dá)及標(biāo)注、裝配體裝配關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)取得良好效果,達(dá)到化難為易的效果,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生空間形象思維能力起到很好的輔助作用。第二方面由于虛擬模型庫(kù)的可存儲(chǔ)性和網(wǎng)絡(luò)化,使學(xué)生課外學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)增多了,學(xué)生接受輔導(dǎo)的時(shí)間和空間都擴(kuò)大了,教師的輔導(dǎo)難度和工作量都減輕了,而輔導(dǎo)的強(qiáng)度反而得到增強(qiáng)。

  參考文獻(xiàn):

  [1]毛昕,黃英,肖平陽(yáng).畫法幾何及機(jī)械制圖[M].第四版.北京:高等教育出版社,2010.

  [2]郭艷艷.機(jī)械制圖三維電子模型庫(kù)的開發(fā)及動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)[J].教育研究,2011(8).

  [3]丁源,李秀峰. CAX工程應(yīng)用叢書:UG NX 8.0中文版從入門到精通[M].北京:清華大學(xué)出版社,2013.

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