SolidWorks在工程制圖中的應(yīng)用

2013-05-17 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

作者: 李雪偉*盧建紅來源: 萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字: 工程制圖 SolidWorks 三維模型庫
以三維設(shè)計軟件SolidWorks為平臺開發(fā)三維模型庫,將其作為輔助教學(xué)工具,應(yīng)用于工程制圖的教學(xué).

工程制圖是研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法的一門技術(shù)基礎(chǔ)課ll].通過i}"程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握繪制和閱讀工程圖樣的從乍能力、基本知識和基本方法;培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和空間分析能力以及簡單的空問幾何問題的圖解能力,傳統(tǒng)的教學(xué)過程一般是老師采用模型、掛圖相結(jié)合的方法分析立體的空間結(jié)構(gòu),然后用三角板和圓規(guī)在黑板上作圖.由于個別學(xué)生空間想象能力差,很難建立起相應(yīng)的空問概念,導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性下降.為此我校在制圖教學(xué)中引人三維軟件Solidworks,利用其強(qiáng)大的3D功能建立二維模型庫輔助教學(xué),通過模型庫中豐富的實(shí)體模型,逐步啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)空間想象能力,最終達(dá)到提高工程制圖的教學(xué)水平的目的.

    1. Solidworks軟件簡介

SolidWorks是SolidWorks公司推出的優(yōu)質(zhì)計算機(jī)輔助設(shè)計工具,它是窗口環(huán)境下發(fā)展出來的3D實(shí)體模型建構(gòu)系統(tǒng).SolidWorks的特點(diǎn)和主要功能。

1)參數(shù)化設(shè)計、特征建模技術(shù)及設(shè)計過程的全相關(guān)性使其具有很好的設(shè)計柔性,即設(shè)計過程靈活,修改方便;

2)全Windows特性的特征管理器使設(shè)計過程的操作及管理?xiàng)l理清晰,操作簡單,完整的動態(tài)界面和鼠標(biāo)動態(tài)控制,對設(shè)計復(fù)雜零件是非常實(shí)用而且特別重要的技術(shù)手段;
3)功能強(qiáng)大的CAD模塊包括了草圖設(shè)計、曲面建模、實(shí)體建模和飯金零件設(shè)計等,可以完成基于特征的CAD模型建立,滿足工程設(shè)計要求;

4)面向裝配的零件設(shè)計為大型裝配體的建模提供了重要的技術(shù)方法,其IPA動畫制作可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)模擬裝配,同時可以進(jìn)行運(yùn)動分析,從而在計算機(jī)里完成零件設(shè)計正確與否的校驗(yàn);

5) SolidWorks是包含CAD/CAM/CAE功能的集成化軟件,全面滿足設(shè)計、分析、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的一體化要求;

6)注重對2DAutoCAD用戶的支持,幫助他們使用3D設(shè)計解決方案.

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2工程制圖三維模型庫開發(fā)

基于Solidworks軟件平臺開發(fā)三維模型庫,主要采用模塊式設(shè)計方法,按照教學(xué)功能分類、分單元進(jìn)行,各單元模型的建立與選擇既考慮到模型的典型性,又要考慮模型之間的相互聯(lián)系和循序漸進(jìn).為此我校針對不同專業(yè)的特點(diǎn)和要求,建立相應(yīng)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件模}"庫和裝配體模型庫.模型庫的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示.

如在組合形體庫中,利用拉伸特征和旋轉(zhuǎn)特征建立了兩回轉(zhuǎn)體相交的下維模型,如圖2所示.

在標(biāo)準(zhǔn)件庫中,利用拉伸特征和拉伸一切除特征建立了普通平墊圈和普通平鍵的三維模型,如圖3所示。

在裝配體庫中,利用旋轉(zhuǎn)特征、拉伸一切除特征和陣列特征,建立了軸、墊圈、法蘭盤等齒輪減速器中各零件的三維模型,如圖4所示

SolidWorks在工程制圖中的應(yīng)用solidworks simulation學(xué)習(xí)資料圖片2

3應(yīng)用實(shí)例

在工程制圖中常見到兩回轉(zhuǎn)體相交的問題,兩回轉(zhuǎn)體表面相交產(chǎn)生的交線叫相貫線.由于相貫線的空間形狀復(fù)雜多樣,在教學(xué)中相貫線部分一直是一個難點(diǎn).影響相貫線形狀的因素有氣個:回轉(zhuǎn)體的形狀、大小和相對位置.在課堂上,利用模型庫中的各種回轉(zhuǎn)體相交的模型,學(xué)生很容易理解影響相貫線形狀的第一個因素:即回轉(zhuǎn)體的形狀不同會導(dǎo)致相貫線形狀變化,但是對于回轉(zhuǎn)體的大小不同或相對位置變化也會影響相貫線形狀卻不好理解。

由于SolidWorks軟件具有尺寸驅(qū)動功能,只要對原有模型的尺寸進(jìn)行驅(qū)動,輸人要改動的形狀尺寸或位置尺寸就能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行重建,所以利用特征編輯中的特征編輯草圖功能,改變一個草圖圓的大小,觀察相貫線的空間形狀的變化.如圖5所示.改變一個草圖圓的位置,觀察相貫線的空間形狀的變化.如圖6所示.通過在課堂上對模型進(jìn)行的實(shí)時、動態(tài)演示,不但使學(xué)生掌握了影響相貫線形狀的三個因素,而且充分調(diào)動了他們的學(xué)習(xí)積極性.

回轉(zhuǎn)體內(nèi)部交線是學(xué)生容易漏畫和錯畫的地方,利用視圖/顯示/隱藏線可見功能,可以將內(nèi)部交線清晰地顯示出來,再利用標(biāo)準(zhǔn)視圖功能觀察其俯視圖,結(jié)果如圖7所示。

通過在課堂上對模型進(jìn)行實(shí)時、動態(tài)演示,使學(xué)生容易理解相貫線的性質(zhì)、柱柱正交相貫線的投影規(guī)律,掌握回轉(zhuǎn)體內(nèi)部交線的畫法,教學(xué)效果明顯提高.

綜上所述,在教學(xué)中利用SolidWorks三維模型庫中豐富的二維模型,不僅可以靈活生動講解相關(guān)內(nèi)容,且在有限的課堂教學(xué)中能給學(xué)生展示多個相關(guān)的三維模型,增大了課堂信息量,這是傳統(tǒng)教學(xué)難以達(dá)到的.學(xué)生只有在頭腦中積累大量的立體模型后,才會逐步形成空間概念,提高其空間想象能力和圖解能力.當(dāng)然SolidWorks在工程制圖中的應(yīng)用作為一種教學(xué)內(nèi)容和方法的改革,還有待完善.

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