在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中，引入Pro/ENGINEER 三維仿真技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，可以顯著提高教學(xué)效果;通過安排課程綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，利用Pro/E 軟件進(jìn)行建模、虛擬裝配、干涉檢查、工程圖制作、運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)力學(xué)分析，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)品質(zhì)和設(shè)計(jì)效率;利用Pro/E 軟件激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。

　　《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的主要課程之一，其理論性很強(qiáng)，一些抽象的概念和常用的機(jī)構(gòu)對(duì)于沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)甚至連見都沒見過的學(xué)生來說很難掌握。且傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)課題單一，內(nèi)容陳舊，圖紙均采用手工或者二維CAD 繪圖的設(shè)計(jì)手段，不利于學(xué)生探求、創(chuàng)新、研究開拓能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，其教學(xué)已明顯落后于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)工科學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的要求。而Pro/E 是現(xiàn)今使用率最高的三維設(shè)計(jì)軟件之一，其突破了傳統(tǒng)的CAD 設(shè)計(jì)理念，提出了實(shí)體造型、特征建模、參數(shù)化設(shè)計(jì)及全相關(guān)單一數(shù)據(jù)庫的新理論，具有三維實(shí)體建模、曲面特征設(shè)計(jì)、裝配、工程圖及運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力仿真等功能。因此，基于Pro/E軟件開展《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革，提高教學(xué)品質(zhì)是高職院校教學(xué)改革的一項(xiàng)重要舉措。

1、引入Pro/E 三維仿真技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)

　　在以往的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)一些知識(shí)只是簡單的記憶，沒有真正理解。學(xué)生由于空間想象能力不足和缺乏工程實(shí)踐，面對(duì)二維的圖紙很難想出各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，似懂非懂，遇到具體問題不會(huì)分析。為此，我們提出了利用Pro/E 軟件建立各種機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)零部件的模型、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真視頻、拆裝動(dòng)畫、虛擬裝配、虛擬加工等教學(xué)資源，運(yùn)用于《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)。教師在授課過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況在Pro/E環(huán)境中對(duì)各種三維的教學(xué)模型隨意裝拆、旋轉(zhuǎn)、放大，從不同角度觀察模型，有利于加深學(xué)生對(duì)各種機(jī)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)及組成的理解。更重要的是，利用Pro/E軟件能進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真，把各種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)通過形象、生動(dòng)、逼真的動(dòng)畫演示以三維的形式直觀地展示在學(xué)生面前，克服了采用PPT 教學(xué)中平面圖形的不足，使學(xué)生建立起良好的感性認(rèn)識(shí)，也提高了學(xué)生的空間想象力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

　　其次，Pro/E 軟件的設(shè)計(jì)過程可以實(shí)現(xiàn)真正的相關(guān)性，任何修改都會(huì)自動(dòng)反映到所有的相關(guān)對(duì)象，從而顯著提高了設(shè)計(jì)效率和教學(xué)效果。比如，對(duì)于平面四桿機(jī)構(gòu)，教學(xué)時(shí)可以利用模型仿真驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否滿足要求，同時(shí)還可以改變相應(yīng)的參數(shù)、或以不同的構(gòu)件為機(jī)架或調(diào)用不同長度的連桿進(jìn)行裝配，從而得到不同類型的四桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同的功能。再比如，對(duì)于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在課堂教學(xué)中可采用Pro/E 軟件對(duì)零件直接三維建模并裝配及機(jī)構(gòu)仿真，能按需造型及修改模型，并直觀地顯示整個(gè)機(jī)構(gòu)的裝配結(jié)構(gòu)、各構(gòu)件之間的連接關(guān)系，使教學(xué)中的各知識(shí)點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象，大大提高了課堂教學(xué)品質(zhì)。再如，對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可預(yù)先繪制出各類軸上零件固定件，上課時(shí)則利用Pro/E 對(duì)軸系各個(gè)零件進(jìn)行裝配，演示如何進(jìn)行齒輪的周向和軸向固定，軸的支承與固定，軸承如何裝配如何調(diào)整間隙，各零件之間的相互位置關(guān)系、零件的裝拆順序及零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)注意的問題等。

2、利用Pro/E 軟件提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)品質(zhì)

　　Pro/E 軟件操作能力是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)的工具。因此，應(yīng)注重Pro/E 軟件操作能力與機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)相結(jié)合，把《Pro/E 三維設(shè)計(jì)》課程與《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)緊密聯(lián)系起來，讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用Pro/E 軟件進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，引導(dǎo)學(xué)生使用Pro/E 軟件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的綜合設(shè)計(jì)，改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。將三維CAD 技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生知道這些技術(shù)既是先進(jìn)技術(shù)，更是自己闖蕩職場(chǎng)的硬本領(lǐng)，更應(yīng)該積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，做好課程設(shè)計(jì)。

　　2.1、利用Pro/E 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率

　　以機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中常用的減速器為例。一般要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，從電機(jī)選用開始，一步一步查表計(jì)算，最后設(shè)計(jì)出各個(gè)零件及裝配圖。常規(guī)的手工畫圖和AutoCAD 畫圖都比較麻煩，尤其在箱體設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)尺寸進(jìn)行修正，修改起來也比較困難。而且畫法局限在二維上都不夠直觀。利用Pro/E 相對(duì)來說比較簡單，總結(jié)如下：

　　(1)可以先利用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出各個(gè)零件的模型。當(dāng)碰到有兩個(gè)及以上相同結(jié)構(gòu)的零件時(shí)，如兩個(gè)腹板式齒輪，我們只需設(shè)計(jì)其中一個(gè)，另一個(gè)只要再修改一下參數(shù)就可以。

　　(2)在設(shè)計(jì)箱體部分時(shí)，做錯(cuò)一步不必全部重做，只需雙擊錯(cuò)誤尺寸并進(jìn)行修改就可以。這樣節(jié)省了大量的畫圖時(shí)間。

　　(3)最后對(duì)整個(gè)減速器進(jìn)行組裝、渲染、干涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真等。

　　(4)輸出工程圖。Pro/E 有一個(gè)很好的功能，就是可以啟動(dòng)三維、二維關(guān)聯(lián)功能，由三維直接自動(dòng)生成二維工程圖紙。這樣我們可以對(duì)尺寸和結(jié)構(gòu)作大致修改后就打印輸出完成設(shè)計(jì)。

　　Pro/E 虛擬裝配功能大大增加了設(shè)計(jì)過程的直觀性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力。而且，通過虛擬裝配，可以檢查裝配體中是否存在干涉現(xiàn)象，讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決干涉問題。如機(jī)械設(shè)計(jì)載體減速器、專用精壓機(jī)、牛頭刨床等都可以制成裝配體并作干涉檢查，這樣提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和設(shè)計(jì)效率。

　　2.2、利用Pro/E 軟件進(jìn)行分析，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的品質(zhì)

　　根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和這幾年學(xué)生的就業(yè)情況，我們覺得應(yīng)該適當(dāng)?shù)靥岣咭�求，讓學(xué)生掌握Pro/E 的運(yùn)動(dòng)仿真和運(yùn)動(dòng)分析技術(shù)，以一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)員所要具備的能力為目標(biāo)，將《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》與《Pro/E 三維設(shè)計(jì)》兩門課程的培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合起來，這對(duì)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都是非常有幫助的。通過Pro/E 模擬各種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，分析設(shè)計(jì)參數(shù)的變化和設(shè)計(jì)目標(biāo)間的關(guān)系，并計(jì)算出最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，可以使學(xué)生能更直觀地了解自己的設(shè)計(jì)是否符合要求，并能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不合理之處，及早修改設(shè)計(jì)方案，從而防止后期修改時(shí)消耗更多的資源和時(shí)間。通過動(dòng)力學(xué)分析，讓學(xué)生了解各部件的運(yùn)動(dòng)狀況及所受的力的變化情況，懂得如何修改優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)。這既為學(xué)生掌握傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了有力的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)又提高了設(shè)計(jì)品質(zhì)和設(shè)計(jì)效率。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用Pro/E 軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、機(jī)械傳動(dòng)裝置的三維實(shí)體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了零件造型、三維裝配、干涉檢查、動(dòng)畫顯示、爆炸圖、二維工程圖、常用機(jī)械零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)等主要功能，學(xué)生所提交的設(shè)計(jì)和圖紙給人耳目一新的感覺，技術(shù)含量大幅度提高，學(xué)生的工程實(shí)踐能力大為提高。

3、利用Pro/E 軟件激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造思維，強(qiáng)化學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力

　　創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是現(xiàn)代高職教育中提出的一項(xiàng)新的教學(xué)要求。作為機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生，不僅要掌握一定的機(jī)械設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，同時(shí)還需要有一定的創(chuàng)新能力。利用Pro/E 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的養(yǎng)成。除了日常教學(xué)外，我們可以兩種形式來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。一是，選擇典型的執(zhí)行機(jī)構(gòu),以牛頭刨床、專用精壓機(jī)、紙杯機(jī)等為例，讓學(xué)生對(duì)其進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)，在構(gòu)思的過程中，鼓勵(lì)提出盡可能多的不同的方案，甚至包括離奇、怪異的一些方案，然后再讓學(xué)生自己使用三維技術(shù)，對(duì)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行三維構(gòu)型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成功后可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。這樣既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的思維積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造靈感，又訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。也可以讓學(xué)生分組展開設(shè)計(jì)，各組學(xué)生在課后完成具有各組自身特色的設(shè)計(jì)方案。同組學(xué)生所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案具有相同的特色，但每個(gè)同學(xué)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)應(yīng)有所區(qū)別。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生與人合作的能力，又培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。二是，可以從生活中找創(chuàng)新項(xiàng)目，比如自行車的設(shè)計(jì)與改造、新型清潔機(jī)的設(shè)計(jì)等。Pro/E 中的機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，其生成曲面的方法很多且方便，可繪制任意復(fù)雜形狀的零件，這就給機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新提供了方便。

4、結(jié)束語

　　結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程和Pro/E 軟件的特點(diǎn)，利用Pro/E 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程輔助教學(xué)，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)課程教育思想、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，促進(jìn)了機(jī)械學(xué)科的發(fā)展。另一方面，注重掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，在教學(xué)和課程設(shè)計(jì)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用Pro/E 三維技術(shù)，提高設(shè)計(jì)技術(shù)含量，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和運(yùn)用知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力。