基于3D技术的机械设计综合课程设计教学改革
基于三维设计的机械制图课程教学改革研究
表达方式也没有发生根本改变 ，仍然是二维 图样表达三维物体。 计算机技术的飞速发展， 特别是三维设计软件 的普及，使三维实
行分析 ，结合二维图样表达三维物体 的传统设计方法的应 用现状 ，提出机械制 图课程的教 学改革应基 于三维设计 ，构建以三 维实
体设计为主线 ，三维实体表达方法和 二维工程图表 达方法并重的知识结构体 系。
关 犍 词 ：三 维设 计 ；二 维 设计 ；制 图课 程 教 学 改革
中圉分类号：Ｔ ３ Ｐ１
经 济 效益 。
现了机械产 品设计方法的变革 。
二 、 三维 实体 设 计 的优 点 （ ）三 维 空 间 中进 行 构 思 设计 使 设 计 过 程更 直 接 、更直 观 、更 一
容 易
（ 四）需要时，可 以方便地从三维实体模型获取二维图形，并对
二 维 图形 进 行 尺 寸 和粗 糙 度 的标 注 ， 形成 二 维工 程 图。 三 、机 械 制 图 的 教 学改 革 方 向
以及从二维图样Ｎ－ 维物体的读 图过程都需要工作人员有较强的制 －
图基 本 功 。对 于制 图基 本 功 差 的 设计 人 员 和 制 造人 员 ，限制 了 产 品设
计和 制 造 信 息 的表 达 和 交 流 ，限制 了设 计 者 的创 新 思 维 ；对 于 没有 制
图基 础 的 设计 人 员 和 制 造 人 员 ，这 种 二 维 图 样表 达 三 维物 体 的方 式 ，
减少 了从 设 计 到 制造 过 程 的 中间 环 节 ， 证 了设 计质 量 。 仅 大大 缩 保 不 短 了新 产 品 的 开 发 周期 ，还 降 低 了 设计 成 本 。 （ ）在 三 维 ＣＡ ／ＡＭ 一 体 化 环 境 下 ，设 计 和 制造 的 全 过程 三 Ｄ Ｃ
基于3D技术的机械专业教学改革研究
基于3D技术的机械专业教学改革研究随着科技的不断发展，3D技术在各个领域的应用也越来越广泛。
在教育领域中，基于3D技术的教学方法也成为了一种趋势，特别是在机械专业教学中，3D技术有着独特的优势和应用前景。
本文将从机械专业教学的现状入手，探讨基于3D技术的机械专业教学改革的研究。
一、机械专业教学的现状机械专业是一个重视理论与实践相结合的学科，其教学内容涉及机械设计、制造、控制、自动化等多个方面。
传统的机械专业教学主要以纸质教材、PPT等平面教学手段为主，学生在课堂上往往只能通过老师的讲解和图纸来理解机械原理和结构，缺乏直观的感受和实际的操作。
机械专业涉及到很多机械构件的三维结构和运动方式，传统教学手段难以有效展示这些内容，导致学生对机械专业知识的学习存在一定的局限性。
基于3D技术的机械专业教学能够有效地弥补传统教学的不足，并提供更加直观、生动的学习体验。
通过3D技术，学生可以通过虚拟现实技术直观地感受机械构件的三维结构和运动方式，使得抽象的机械原理和结构得以形象化呈现，有利于学生的理解和记忆。
基于3D技术的机械专业教学也能够提供更多的实践机会，让学生在虚拟环境中进行实际操作和模拟实验，提高他们的动手能力和实际操作能力。
1. 3D模型的建立和应用利用计算机辅助设计软件和3D建模软件，建立各种机械构件的三维模型，并将这些模型应用到教学中。
通过3D模型，学生可以直观地了解机械构件的结构和运动方式，同时还可以进行一定的虚拟操作和实验，提高学生的学习兴趣和参与度。
2. 虚拟实验平台的建设基于3D技术，建立机械专业的虚拟实验平台，为学生提供真实的操作体验和模拟实验环境。
在这个虚拟实验平台上，学生可以进行各种机械原理和结构的实际操作和模拟实验，这有利于他们在实际工作中能够更加熟练地操作各种机械设备和工具。
3. 交互式教学系统的设计基于3D技术，设计交互式教学系统，使得学生可以在虚拟环境中进行互动式学习。
通过这种教学系统，学生可以根据自己的学习需求和兴趣，在虚拟环境中进行自主学习和探究，从而更好地消化和吸收机械专业的知识。
基于3D技术的机械制图教学改革研究
基于3D技术的机械制图教学改革研究摘要：先进的信息技术与机械制图教学相结合，给机械制图教学改革提供了新的思路。
机械制图是一门专业基础课，既有系统的理论又有较强实践性，学生需要不断的在平面和空间之间进行思维转换，以逐渐建立空间想象能力，促进学生形象思维和逻辑思维的共同发展。
机械制图课程充分利用虚拟现实技术的优势，遵循学生对该门课程的认知规律，创立各种平面与空间相互转换的场景帮助学生建立空间投影、空间平面转换。
大大改善教学效果，提高了教学质量。
关键词：机械制图；3D技术；教学改革1前言机械制图是机械类专业一门重要的专业技术基础课，具有理论性和实践性都较强的特点，不仅与后续的专业课有着千丝万缕的联系，而且在机械设计、机械制造、机械使用与维修等方面应用广泛。
目前，机械制图的教学现状堪忧，相当一部分学生的学习无法达到课程目标。
究其原因，主要是在职人员培训，年龄偏大，学习能力降低，空间想象力不够，导致教师教学与学生现状不相适应，造成教学困难。
因此，在教学实践中，如何提高机械制图教学质量，是每位机械制图任课教师必须面对的问题。
机械制图包括画法几何、制图基础、工程图样及计算机绘图基础等部分，各部分对学生的绘图能力培养和训练都有所侧重，且与其他一些专业课及生产实习课有紧密的联系。
因此，教学质量的好坏将直接影响学生对后续课程的学习及工作。
机械制图与以前学过的课程不同，它的实践性较强，要求学生具有一定的空间想象能力，对基础较差、没有实践经验的学生来说，存在一定的困难。
这就要求教师在授课过程中从学生的实际出发，运用适当的教学方法调动学生学习的积极性和主动性，培养他们分析问题和解决问题的能力，取得较好的教学效果。
2关于计算机CAD教学与机械制图结合的重要意义随着计算机制图的广泛推广，CAD 课程在现实工作的各个专业领域的作用日渐普及起来，其要求也随之不断提高，这样以来，那些计算机 CAD 制图方面的技术人才也就成了如今用人企业的香饽饽。
基于“三维数字化”技术的机械产品设计教学改革与研究
百家论点基于“三维数字化”技术的机械产品设计教学改革与研究*钱茹张卫芬严红霞（东南大学成贤学院机械与电气工程学院，江苏南京210088）摘要：本文针对应用“三维数字化”技术对应用型工程技术人才培养的意义及其特点进行了论述，介绍了教育教学改革的办法和途径，明确了应用型本科院校工程教育的工作重心，以期为相关研究人员提供参考。
关键词：三维数字化；机械产品设计；教育体系；产学研合作1引言当前，随着“中国制造2025”战略的不断深入，给我国的工程教育带来了机遇，也提出了更高的要求。
相比制造业强国，我国的人才培养质量还不能满足时代提出的新要求。
在工程技术人才的培养过程中，信息化的设计手段、规范与设计标准严重滞后企业的发展需求。
因此，充分利用“三维数字化”，拓宽机械专业的理论知识，培养学生的工程实践能力和创新能力，有效提高教育质量，是应用型本科院校人才培养需要不懈努力的方向。
2应用型人才培养现状2.1教学内容滞后产业发展长期以来，应用型本科院校沿袭传统的机械设计课程内容与方法。
在教学过程中，没有讲授如何从需求出发考虑如何展开相关的设计工作。
学生参考指导书依葫芦画瓢完成任务，不理解各个环节的任务和要求，不能将零件的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度要求与其结构、工艺等相关联。
学生对设计的理解和把握不够全面，很大程度影响了学生的自我定位和就业方向。
2.2信息化教学手段与工具应用不足机械产品设计是在先修相关理论的基础上，应用图形表达法来完成结构设计的过程。
在教学过程中发现，机械产品设计仍然为学生的薄弱环节。
本院虽然已经全面推广基于三维软件的机械制图课程，后期进行的设计仍然采用二维方法，学生将大量的时间耗费在手工绘图上。
2.3教师行业经验严重不足大部分教师由于长期从事理论教学，与行业企业接触机会相对较少，对新技术、新趋势以及信息化教学手段与设计工具的了解不足，难以满足“制造制造2025”对高校专业人才培养的要求。
3课程教学的改革与方法3.1转变工程教育理念长期以来，应用型本科院校在“宽口径、厚基础”教学理念的影响下，教学内容注重理论知识的理解和推导，忽视专业技能和工程实践能力的培养。
机械设计课程设计三维
机械设计课程设计三维一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握三维建模软件的基本操作，包括模型创建、编辑、修改等；2. 使学生了解并理解机械设计的基本原理，如结构设计、材料选择、工艺分析等；3. 帮助学生掌握三维模型渲染、动画制作等技术，提高表达和展示机械设计成果的能力。
技能目标：1. 培养学生运用三维建模软件进行机械设计的能力，能独立完成简单的机械零件和装配体的三维设计；2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，如分析机械结构、选用合适的材料等；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，能在小组项目中发挥积极作用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣和热情，激发创新意识，敢于尝试新方法；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，注重细节，追求设计品质；3. 培养学生的环保意识，关注可持续发展，将绿色设计理念融入机械设计。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，以项目为导向，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，对三维建模软件有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：教师应结合学生特点和课程性质，采用案例教学、分组讨论、实践操作等多种教学方法，确保学生达到课程目标。
同时，注重过程评价和成果评价相结合，全面评估学生的学习成果。
二、教学内容1. 三维建模软件操作：介绍三维建模软件的基本功能、界面布局，重点讲解模型创建、编辑、修改等操作，使学生熟练掌握软件使用。
教材章节：第一章 三维建模软件概述内容列举：软件安装与启动、界面认识、基本操作、模型创建与编辑、修改工具的使用。
2. 机械设计原理：讲解机械设计的基本原理，包括结构设计、材料选择、工艺分析等，使学生在设计过程中能够合理运用。
教材章节：第二章 机械设计基本原理内容列举：结构设计原则、材料选择与应用、工艺分析及优化。
3. 三维模型渲染与动画制作：教授三维模型渲染、动画制作技术，提高学生表达和展示机械设计成果的能力。
基于3D技术的机械设计综合课程设计教学改革
合课 程 设 计 选 题 经 常 变 化 ， 但 都 离 不 开 传 ３ ３ Ｄ 技术在 机械设计课 程设计 中应用 动 装 置 中减 速 器 的 设 计 环 节 。 在 以 往 的 机 ３ ． １构 建减 速器 ３ Ｄ可 视 化零 件模 型
另外 ， ＵＧＮＸ 或Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ 等 三 维 软件 可 以
计 系列课 程的要求 ， 由机 械 原 理 课 程 设 计 信 息 、 便 于 支持 的 产 品 开 发 的全 过 程 。 ３ Ｄ 技 和 机 械 设 计 课程 设计 综 合而 成 的一 门设 计 术 是 对 ２ Ｄ 技 术的突破和发展 ， 是 数 字 化 设 实践性课 程 ， 是 继 机 械 原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理 与 机 械 设 计 课 计 、 制造 和管 理 的基 础 ， 是 现 代 产 品 创 新 的 程后 ， 理论与实践紧密结合 ， 培 养 学 生 机械 基 本 工具 ， 更 是 影 响 我 国制 造 业 创 新 发 展
由于课 程设计 题 目大多较 为成 熟 ， 与 计 ， 产 生凸缘 、 底 座等特征 ， 再 构 建 轴 承 座 ４ 结 语 之 配套的手册 、 教 材 或 课 程 设 计 指 导 教 材 特 征 和 其 他 的 辅 助 特 征 ； 最 后 沿 装 配 面 用 在 我 校 机 械 专 业 本 科 部 分 学 生 的 机 械 等相关资料比较多 ， 学 生 不需 要 太 思 考 ， 只 平 面 切 割 后 ， 即得 到箱底座 、 箱 盖。 这 样 设 设 计 综 合 课 程 设 计 中 采 用 了 基 于 ＵＧ Ｎｘ和 须 按 照设 计 资 料 上 的 要 求 ， 按部 就 班 ， 就 能 计 既 简 单 、 方便 ， 又 能 保 证 后 续 的 装 配 得 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ 的三维 建模技术 ， 取 得 了较 好 的 效
基于3D打印技术机械结构设计的创新课堂教学设计探索
基于3D打印技术机械结构设计的创新课堂教学设计探索作者：吕俊流来源：《东方教育》2018年第09期摘要：社会的不断发展与进步带动了科技的发展，3D打印技术就是科技进步的产物，3D 打印技术是最近几年开始兴起的一种新型的技术，通过增料的方式将实物展现在我们面前，在诸多的行业得到了较为广泛的应用。
作为教师应该做到与时俱进，对于新兴起的技术有所了解，积极配合教育改革，在课堂教学当中融入3D打印技术，在课堂教学过程中大胆尝试。
关键词：3D打印技术；机械结构设计；创新；课堂教学设计随着3D打印技术的发展与进步，已经在很多的行业开始应用，课堂教学也在逐渐进行改革，已经开始应用多媒体技术进行教学，但是这些还是属于虚拟的技术，如果我们在教学过程当中运用3D打印技术，将真实的事物呈现在我们面前，也是对教学方式进行的创新。
现如今国家大力支持教育改革，而教育改革的主要任务还是对教学方法进行改革，最大限度的提升课堂教学质量。
同样的教学内容通过不同的教学方式展现出来，最终的效果也会有所差别。
而且现如今我们所运用的教学方式相对比较单一，课堂教学内容比较枯燥，很难提起学生们的学习热情，而且像机械类专业的学生来说，在课堂上教师所讲的内容偏理论的会多一些，对于一些机械的原理进行表述时都不是很直观，学生理解起来也会比较困难，再加上之前教学所用的教具都比较传统，学生很难对教学内容提起兴趣。
还有就是像计算机软件类专业的学生，一些三维软件即便是运用计算机也只是能够在电脑上进行设计和模仿，缺乏食物的设计。
所以，为了更好的提升教学质量，在课堂教学过程当中运用3D打印技术，对教学方法进行创新，还能以激发学生的创意性。
1.新时期课堂教学分析当今时代，多媒体教学方式已经在我们的课堂教学过程当中得到了普遍的应用，可以将文字、图片、视频等等在屏幕上实时展现出来，打破传统教学理念的束缚。
虽然课堂教学在很大程度上已经得到了优化，但是还是存在着诸多的问题，特别是当今社会是一个创新型社会，学生的创意意识显得更加重要，有一些学生的设计作业具备一定的创意性，但是我们只能够通过计算机软件将虚拟的东西呈现出来，如果想要将虚拟转换成为实物，还是要通过一系列繁琐的工作，比如說像机械类专业，我们如果想将所设计出的复杂造型通过实物的方式展现出来，可能会通过长时间的机加工制造，无论是成本还是时间都是我们所不能够承受的，即便是一些具备机械类专业技能的人来说也是要花费很长时间才能够完成的，而且上述的这些条件并不是每个学校都能够提供的，对于一些不具备机械类技能的学生来说，创意的实现难度也就更大，有些时候创意并不是局限于专业，即便是一些非专业人士也是能够有很好的创意的，他们的创意更加大胆。
基于3D技术的机械专业教学改革研究
基于3D技术的机械专业教学改革研究随着科技的不断发展，3D技术在各个领域中得到了广泛应用，包括在教育领域中。
在机械专业教学中，引入3D技术可以为学生提供更直观、具体的学习材料，有助于提高他们的学习兴趣和学习效果。
本文将探讨基于3D技术的机械专业教学改革的研究。
3D技术可以为机械专业学生提供更真实的场景和实践环境。
传统的教学方法通常是通过教师的口头讲解和二维图纸进行教学，学生很难真正感受到机械设备的复杂性和实际工作环境的要求。
而引入3D技术后，学生可以通过在计算机中操作3D模型来模拟真实的机械操作，加深对机械设备的理解和掌握。
通过这样的实践训练，学生能够更好地提高自己的技能水平。
3D技术还可以提供更全面的学习资源和工具。
3D模型可以帮助学生更直观地理解机械设备的结构和工作原理，从而更好地理解和掌握相关的知识。
学生还可以通过3D打印技术将虚拟的3D模型变成实体模型，进行物理实验和操作，这样大大提高了学生的实践能力和动手能力。
基于3D技术的机械专业教学还可以促进学生的合作和创新能力的培养。
在3D模型的设计和制作过程中，学生需要相互协作，共同解决问题。
学生还可以通过改进和创新原有的3D模型，探索新的解决方案和设计思路，这样能够培养学生的创新能力和创造力。
基于3D技术的机械专业教学也存在一些挑战和难点。
引入3D技术需要相应的教学设备和软件支持，这需要一定的投入和成本。
在教师的带领下，学生需要学习和掌握3D建模和制作技术，这对于一些学生来说可能存在一定的难度。
由于3D技术在一些领域还处于发展阶段，可能存在一些技术上的不稳定性和不完善性。
针对以上问题，我们可以采取一些措施来提高基于3D技术的机械专业教学的效果。
学校可以加大对3D教学设备和软件的投入和更新，保证教学设备的先进性和稳定性。
学校可以提供专门的培训课程和辅助材料，帮助教师和学生快速掌握3D技术的使用方法和技巧。
学校还可以鼓励教师和学生参与相关的研究项目和创新竞赛，提高他们的创新能力和动手能力。
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基于3D技术的机械设计综合课程设计教学改革摘要:机械设计综合课程设计是本科机械专业教学过程中非常重要的一门设计实践性课程。
本文探讨了传统的机械设计综合课程设计的缺点和弊端,介绍了3D技术的重要作用,论述了3D技术在机械设计综合课程设计中的应用探讨,对于高校本科机械类及近机类专业机械设计类课程设计有着重要的指导和借鉴意义。
关键词:机械设计3D技术教学改革三维软件
机械设计综合课程设计是针对机械设计系列课程的要求,由机械原理课程设计和机械设计课程设计综合而成的一门设计实践性课程,是继机械原理与机械设计课程后,理论与实践紧密结合,培养学生机械工程设计能力的重要课程。
机械设计综合课程设计是培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识的重要环节,是启迪学生的创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段,将为以后的专业课程设计和毕业设计奠定基础,在教学计划中具有承前启后的关键作用。
目前尽管大多数高等院校机械设计综合课程设计选题经常变化,但都离不开传动装置中减速器的设计环节。
在以往的机械设计类课程设计中我们发现,因为学生空间想像能力较差,对于二维图样的理解受到限制,经常“照葫芦画瓢”,导致学生对所设计的减速器装置理解不透,严重影响了课程设计的质量[1-2]。
1 传统机械设计类课程设计的弊端
由于课程设计题目大多较为成熟,与之配套的手册、教材或课程设计指导教材等相关资料比较多,学生不需要太思考,只须按照设计资料上的要求,按部就班,就能够完成课程设计的任务。
或者将往届学生的课程设计说明书作为模版,只修改其中的一些数据,就可以较好地完成课程设计任务。
所以,以往这种模式已经无法体现学生的设计思想和设计理念,严重制约了学生的创造性思维和创新能力培养[3]。
长期以来,大多数学校的机械设计综合课程设计都只停留在理论设计上,没有将理论设计变为样机或实物。
这样的课程设计,至多只能算是理论上的总复习,无法检验学生设计的正确性、合理性或可靠性等,更重要的是学生的实践能力和动手能力得不到真正的锻炼。
2 3D技术介绍
3D技术(三维CAD技术),是三维数字化设计技术的统称,这类软件包括象UGNX、PRO/E、CATIA、SolidWorks、MasterCAM等。
3D 技术是从三维实体出发,建立参数化的特征模型、工艺及其它技术信息、便于支持的产品开发的全过程。
3D技术是对2D技术的突破和发展,是数字化设计、制造和管理的基础,是现代产品创新的基本工具,更是影响我国制造业创新发展的关键共性技术。
而当代中国还普遍存在的人才培养与人才需求的错位问题以及由此引发的严峻的就业形势,在这种背景下探索我校学生以UGNX等3D教学软件为依托的新型教学策略以适应新形式的需要,就显得尤为迫切。
本课题的提出正是在这种背景下应运而生的。
3 3D技术在机械设计课程设计中应用
3.1 构建减速器3D可视化零件模型
二级齿轮减速器的零件较多,典型零件主要有齿轮、轴、箱底座、箱盖、轴承、联轴器等。
通过3D技术建立三维模型,直观形象,便于修改,建模速度快。
关于箱体的设计,采用了“自顶向下装配”与“自底向下装配”相结合的设计方法。
先将减速器的箱座、箱盖放在一起作为整体来进行设计,产生凸缘、底座等特征;再构建轴承座特征和其他的辅助特征;最后沿装配面用平面切割后,即得到箱底座、箱盖。
这样设计既简单、方便,又能保证后续的装配得以顺利进行。
3.2 实现减速器3D虚拟装配
UGNX或Pro/E等软件装配设计实际是一种虚拟装配,将一个零件(或组件)的模型引用到另一个装配模型中,建立起装配模型与被引用零件(或组件)之间的引用关系。
当被引用的零件模型被修改后,其装配模型也会将随之修改。
通过指定各组件之间的相互约束关系,在装配中可以利用配对条件进行各组件的完全定位,而当组件模型发生改变时,能保持相互配对关系不变。
装配导航器提供了对装配结构的图形显示操作菜单,方便对组件进行选择及大多数装配编辑及显示操作[4]。
3.3 三维软件与二维软件协同出工程图
课程设计过程中,完成所有零部件三维建模以及减速器整体装配后,要生成符合国家工程标准的标准图样。
我们的做法是:利用UGNX 或Pro/E等三维软件完成三维模型设计,利用工程图模块,生成二维图形,并进行相应的编辑与修改,对于相对简单的图形,即可满足要求;若装配图样较复杂,也可将工程图样导出后,调入MDS软件或AUTOCAD等二维软件中进行细致地编辑与修改。
这种方式可以充分利用AUTOCAD等二维软件强大的二维图形处理能力,尤其是形位公差、尺寸公差以及特殊符号、局部剖视图的表达等尤为合适。
在进行课程设计的过程中,这种将三维建模软件建模与二维绘图软件出工程图相结合的模式,将充分发挥2D和3D各自的优势,将能更快更好地方完成课程设计工作。
另外,UGNX或Pro/E等三维软件可以创建零件在装配中引用集的控制显示选择,通过生成爆炸视图来观察全部的零部件,可以对三维模型进行质量属性分析、模型的偏差分析、几何对象检查以及装配干涉检查等,从而较好地保证机械设计综合课程设计的质量,这些都是传统的机械设计方法难以保证和实现的。
4 结语
在我校机械专业本科部分学生的机械设计综合课程设计中采用了基于UGNX和Pro/E的三维建模技术,取得了较好的效果。
后续将在机械专业全体学生中推广和开展基于三维技术的课程设计等工作。
同时可以继续探讨基于UGNX等软件的机械设计优化设计。
参考文献
[1] 张中利,党玉功.CAD/CAE在机械设计课程设计教学改革中的应用[J].中国电力教育,2012(4):84-85.
[2] 冯伟.UG软件在《机械设计基础》课程设计中的作用[J].职业教育研究,2007(8):95-96.
[3] 莫海军,黄华梁,徐忠阳.《机械设计课程设计》教学方法改革与探索[J].装备制造技术,2009(7):188-190.
[4] 张夕琴.如何应用UGNX装配技术辅助机械设计课程教学[J].职业教育研究,2007(11):174-175.。