Creo2.0 运动仿真在《机械设计基础》教学中的应用
引言
《机械设计基础》是高等职业技术学校工科专业的一门重要专业基础课，授课内容涉及到“机械设计”和“机械原理”两个
方面。该课程专业性和理论性比较强，要使学生掌握机械设计、机构运动等方面的基本理论、方法，进而培养学生机械设计及机构运动方案构思的能力。但是结合学情分析，大二学生的专业知识相对匮乏，实践经验也较少，要在短时间内接受这么多的内容，会感觉比较困难，也比较枯燥。此外，在现有的教学环境下，教学实验设备及现场实践相对匮乏，课时也相对有限，在这种大环境下，如何对传统教学进行改革，充分利用现有条件和资源，以便在有限的时间内，将课程中所涉及的相对枯燥、抽象和深奥的理论知识融会贯通，提高学生的学习积极性，使学生能够吸收和掌握相关的知识和原理，并尝试着自己设计和创新，是机械设计基础教学中值得深思的问题。 一、目前教学存在的问题
传统《机械设计基础》的教学中主要存在以下几个问题： （1）理论和专业性强，内容枯燥，学生的学习主动性调动不起来。传统的板书教学相对单调、枯燥、不便理解；教科书中主要以产品图片、二维图纸和大量文字的形式介绍机构原理，一方面看起来比较枯燥，另一方面也不便于吸收和理解，导致学生
的学习积极性比较差。
（2）传统教学因为教学资源的局限性，导致学生的动手实践机会比较少，学习效果不够好。机械设计基础涉及到大量基本结构的设计原理和机构的运动原理，目前只是单纯的学习理论知识，使得学习效果大打折扣，学生的主观能动性也得不到锻炼。 二、PTC Creo2.0 软件的特点及应用
PTC Creo2.0即为原来Proe软件的升级版。该软件的功能非常强大，是很多机械制造企业所选择应用的软件之一，该软件有较强的产品设计、实体造型、仿真加工、自动编程等。 将Creo 2.0软件引入到机械设计基础教学中，一方面可以使教学方式变得多样化，方便学生理解相应知识点并提高学生的学习积极性；另一方面可以方便学生自行进行机构的设计和运动仿真，提升学习效果。机械设计基础中有很多的机构，譬如四杆机构、凸轮机构、链传动机构、齿轮机构等。可以利用Creo 2.0 软件建立这些机构的模型，然后进行运动学和动力学仿真，可以得到输出构件的位移、速度、加速度曲线，此外，也可以对运动仿真视频进行保存和输出。Creo 2.0 软件的使用一方面方便老师在讲解相应的结构时，引入结构的三维模型和运动仿真视频，方便学生理解知识点；另一方便，可以使学生学以致用，利用Creo 2.0 软件进行简单机构的三维建模和运动仿真，一方面加强学生对课本知识的理解，另一方面锻炼了建模软件和仿真软件的应用，此外，为提升学生的设计能力也很有帮助。下面以四杆
机构为例介绍利用Creo 2.0 软件进行机构建模和仿真的过程。 三、四杆机构的建模和装配
选择合适的杆长设计一个曲柄摇杆机构，对四根杆分别进行建模。完成零件建模完后新建一个装配文件进行四杆零件的装配，装配第一根固定杆的时候按照默认设置装配即可，装配其他运动杆的连接类型选为“销”，以便后续进行运动仿真。 四、四杆机构运动仿真
完成所有杆和杆的装配之后，选择应用程序→机构→机构分析，进行运动轴、电动机等参数设置，设置完运行就可以进行四杆机构的运动仿真。仿真结束后，可选择“机构→回放”功能，进行干涉计算，计算完毕就可以生成动画，可以将仿真动画保存导出对外进行发布，同时，还可以截取不同运动时刻的照片方便对比和演示。
仿真结束后，还可对任一杆的任一点进行位置、速度和加速度等参数的测量，摇杆的位置变化曲线如下图所示，通过观察可以看出，回程的时间为4.75S，比工作的时间短，但是走过的路程是一样的，这反映的就是曲柄摇杆机构的急回特性。 通过这个过程，学生既了解了平面四杆机构的设计原理和运动过程，也了解了四杆机构的急回特性等基本特性。此外，学生还可以利用这些知识进行拓展，设计一个自己感兴趣的机构并对它进行建模并仿真出来，很大程度上提高了学生的学习积极性和能动性。
五、?Y论
利用Creo 2.0软件除了可进行四杆机构的建模和运动仿真外，还可以进行凸轮机构、链传动机构、齿轮等结构的运动仿真。Creo2.0软件的引用，极大的丰富了教师的授课素材，一定程度上解决了教学资源和实验设备有限的问题；另一方面，给学生进行自行设计和仿真提供了有效的工具，极大的提高（下转254页）（上接277页）了学习效果。
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