机械制图的用途范文

导语：如何才能写好一篇机械制图的用途，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：三维CAD技术；机械制图教学；应用

【中图分类号】G640

随着科学技术的发展，数字化三维设计软件在我国制造业中逐渐普及，三维CAD系统以高度真实感的照片，为客户、市场部门和供应商提供参考。在现代企业发展过程中，三维设计软件的作用也越来越重要。在机械制图教学中，应加强三维造型的应用教学，以培养学生的创新思维和探索能力。

一、CAD技术概述

CAD技术全称为计算机辅助设计技术，指的是在设计过程中，以计算机作为设计工具，帮助工程师进行设计的一切技术的综合。计算机辅助设计作为一门学科始于上个世纪六十年代初，由于受到计算机技术的限制，CAD技术的发展也相对比较缓慢。三维CAD技术可以通过高真实感的照片，不仅可以在网上浏览照片，还可以将三维产品的数据库直接传输给制造部门，以专用的数控加工程序实施有限元分析，能够输出快速成型的设备。因此，三维CAD技术在设计和生产中被广泛应用，对机械制图教学也产生重要作用。

在传统的机械制图教学中，首先介绍形体三维特征，再以二维视图的方式来表达三维形体，以二维平面为重点，三维立体特征的描述较少。为了适应我国机械制造业发展的需求，应改变传统的机械制图教学观念，不能仅局限于二维平面绘图教学，而应该将三维CAD技术作为教学的重点，加强三维造型方法教学，还应该结合工业生产的实际环节进行教学工作，注重培养学生的创新意识。

二、三维CAD技术在机械制图教学中的应用

（一）在解决复杂零部件教学难点中的应用

在传统机械制图教学中，经常采用教学模型的方式，将抽象投影关系以直接视觉印象的方式呈现出来。而目前的机械制图教学则利用三维CAD技术，建立三维模型，色彩丰富、形象逼真、精度高，能够完全取代实物模型的教学，从而达到实物教学的效果。对于那些结构复杂的零件，特别是装配体，以实物模型很难全面展示其内部结构，而三维CAD技术所建造的三维模型，能够根据教学需要灵活生成或剖切爆炸图，还能进行仿真运动，直观展示装配体各零件的装配关系和联接关系，方便学生的观察和学习。同时，再加上动画效果展示，能够使教学内容更生动和清晰，缩短学生的感知、认知过程，教学效果显著。

例如，在装配图识别过程中，教学大纲要求学生能够通过装配图的二维工程图纸阅读，了解装配体名称、结构、工作原理、用途，理清零件之间的装配关系和联接关系，了解零件的作用及结构形状。这就需要学生认真分析装配图，发挥空间想象能力和思维能力。以减速装配图为例，首先应从全剖主视图着手分析，结合其余的几个视图，分析零件的联接关系和装配关系，然后再设想零件的动作过程，掌握零件的工作原理。结合三维CAD技术制作的减速器装配模型和爆炸视图，从不同的角度，以CAD三维模型向学生直观展示装配体零件的构成。

此外，三维CAD技术的应用，能够根据教学内容需要，修改或新建三维模型，降低了实物模型的数量限制，丰富教学内容，拓展教学形式。三维CAD技术建立的模型，能够存储在各种类型的存储介质上，携带方便，且避免了实物模型的体积或重量的限制。同时，由于CAD模型具有可复制性，便于教师的互相交流，实现了资源的共享。再者，由于降低了失误模型的数量和种类限制，不仅能降低教学成本，还充分发挥了多媒体教学的重要作用。

（二）在培养学生空间想象能力中的应用

在机械制图教学中，应重视学生空间思维能力的培养。这就需要教师在教学活动中，加强二维思维与三维思维的双向思维训练，以大量的习题来实现教学目标。在以往的教学过程中，教师对学生的练习没有进行及时指导和纠正，学生的畏难情绪较重，学习兴趣不高。

例如，在相贯线、截交线的教学过程中，传统的教学方法一般以辅助面、立体表面取点方法来解决问题，教师的讲解比较空洞，学生理解比较困难。三维CAD技术的应用，教师可以通过SolidWorks软件来辅助教学，增强学生的感性认知，帮助学生快速建立空间概念。学生可以自己动手造型出圆锥体和圆柱体，然后再进行截切、开槽、挖孔，还能够自由转动立体图形，仔细观察截交线形状、相贯线形状的变化情况，进而总结出截交线和相贯线投影的规律，为截交线和相贯线三维视图学习打下良好基础。再如，在读组合体试图的教学中，教师可利用CAD软件建模，制作出形状复杂的零件组合模型，使模型能够通过自由旋转实体，让学生看清楚形体上、下、左、右、前、后不同方位上的表面连接关系，而后让学生分析对照试图情况，要求学生动手画出三视图。

随着科学技术的发展，计算机技术的应用也不断扩展，学生对计算机的认识和利用也有了新的发展，学生能够通过软件来制造出实体模型。在课堂教学中，教师应注重学生动手能力的培养，让学生亲自动手做实体模型，在制作实体模型中，不仅能发现学习中存在的问题，还能验证学生的想法，这样不仅能提高学生的学习兴趣，还能加深学生的理解。在大量的练习过程中，学生掌握了三维视图的变化规律，增强学生的空间感，为以后的学习做好准备。教师应认识到，空间感的培养并非一朝一夕的事，而是需要在长期的学习才能逐渐形成，教师应遵循学生思维的形成及发展特点，采用科学的教学方法，引导学生的空间思维，培养学生的空间思维能力和空间想象能力。

结束语：

从教学实践可知，三维CAD技术在机械制图教学中，能将教学的重点、难点内容以生动、直观形式展示出来，有利于学生空间思维能力和空间想象能力的培养，提高教学质量。同时，三维CAD软件以装配、建模、标准件库、工程图等功能模块的应用，改变了传统机械制图教学的方法和思路，使机械制图教学方法充满生机与活力。学生通过CAD三维软件，能够更便捷、更准确地设计出三维产品。因此，三维CAD技术在机械制图教学中的应用，有利于学生图形表达能力、机械工程素养、空间思维能力，更好地适应当前社会经济发展的需要。

参考文献：

[1]王莺，施高萍.三维CAD技术在机械制图教学中的应用[J].浙江水利水电专科学校学报，2009，21（1）：88-90.

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一、从实践中精选例子,启发学生的思维

在课堂教学中选用贴切生动的实例来讲解知识,不仅能强烈地吸引学生的注意力,而且能够活跃课堂气氛,开启学生的思维,让学生由此联想,使原本死板抽象的东西变得具体而生动,想不通、看不明了的内容变得简单易懂。这就要求教师在实际生活中要善于观察,认真思考,不断搜集精彩的实例,丰富教学内容。

二、组织实验,激发兴趣,挖掘潜力

组织生动活泼的课外实验活动,不仅能激发学生的兴趣,挖掘学生的思维潜能,还能引导学生在思考、动手中深化对知识的理解,增强分析问题、解决问题的能力。例如讲授“三视图识读”这一内容时,由平面图形想象物体的空间结构形状这一问题,无论教师在台上怎样介绍、怎样讲解,学生依然很难理解。我们可在教学过程中组织学生做“切割泥块”的实验:事前,要精心设计实验课题,阐明实验目的,并提出科学的要求。由于是第一次根据图形“加工产品”,学生在试验中兴趣盎然。最后经过教师的精心点拨和对实验产品的评讲,学生不仅解决了由平面图形想象物体空间形状的难题,而且深化了前面所学的相关知识。

三、用好教具模具,增强直观效果

我们可以设计“组合黑板”来辅助教学,用三块涂成黑色的木板充当正投影面V,水平投影面H,侧投影面W,再用折页和挂钩连接成两两相互垂直。授课时,一边给学生演示投影,一边用精炼的语言讲解三视图的形成过程。这样,三视图形中物体的空间结构就直观、形象地展现了出来。因为机械制图是一门直观性很强的学科,所以科学地选用教具模具,不仅能丰富学生的感性知识,增强教学的直观效果,而且还能启发学生的思维,活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣,使学生能够比较直观地掌握知识。

四、组织学生参观,丰富教学内容

在机械制图教学过程中,参观教学是学生认识机械生产实际过程的窗口,是处理教材中实际问题的一把钥匙。刚踏进职校校门的学生对机械加工工艺过程了解甚少,我们组织学生到机械加工车间参观工艺流程,通过学生亲眼观察,独立思考,并及时向工人师傅请教,可使课堂问题直观化、感情性。

五、指导学生注重学习方法,提高学习效率

在教学过程中,我们会发现很多学生在学习这门课时,偏重于记概念、背原理,特别是复习课,大部分时间用于看书,显然这种学习方法对制图课来说是不合适的。我们要从《机械制图》的内容、特点及学习目的入手,指导学生正确认识并了解这是一门实践性很强的课程,要想学好它,只有通过画图和看图实践才能掌握。这就要求学生在弄懂基本原理和基本方法后,指导学生多画、多看。同时,注意画图和看图相结合,物体与图样相结合,逐步培养学生空间想象力和动手画图的能力。

六、改进授课方式,提高教学效果

《机械制图》不同于其他基础理论课,它注重培养学生的读图、绘图能力。因此,在制图课的教学过程中,“满堂灌”的教学方法是不可取的,因为这种教法对技能的训练、空间想象力的开发,起不到良好的作用。还有些教师把这门课当成普通几何学来讲,导致很多学生读不懂零件图和装配图。所以,我们要接受这个教训,针对学科的特点和专业需求,广泛使用演示法、练习法、实验法,让学生看得清、听得懂、做得出、用得上。

七、开辟第二课堂,培养学生实际动手能力

我们在教学过程中利用课余时间,选择同学们常见的机器或部件,比如台虎钳、柴油机、变速箱等,组织学生做拆装机器的练习并选择典型零件进行测绘。同学们在活动过程中,不仅了解了机器的构造和工作原理,为后续课程打下了坚实的基础,而且消除了制图教学中的一些疑问,提高了识图和绘图的水平,使所学的理论知识和生产实际紧密结合在一起。

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关键词：机械制图；机械CAD协调应用；存在问题；总结探究

中图分类号：TH12 文献标识码：A

一、机械制图及其机械CAD模式的协调

在机械工程应用过程中，机械制图模块是一个重要的应用环节。通过对机械图样绘制及其阅读技巧的掌握，可以满足满足当下机械制图的应用需要，这对使用者的应用技能、操作方法提出了更高的应用需要。需要相关技术人员提升机械制图的应用素质，保证机械产品设计模块、研发模块、生产模块等的应用工程，实现其综合工作效益的提升。这需要我们进行传统的机械设计模式、理念的更新，进行CAD软件的不断更新应用，以提升日常机械工程的工作应用需要。

CAD软件与机械制图模块是密切相关的，前者是计算机设计及其绘图的专用工具，能够按照计算机的指令进行各种图样的制作。相对于传统的手工绘图工具来说，CAD的工具绘图体系更加的健全，其突破了传统的手工图形绘制模块的局限性，大幅提升了工作效率。通过对这两者的协调，可以确保机械制图综合效益的优化，确保设计模块、制图模块等的有效协调，提升其综合应用质量、效率。

在CAD软件应用过程中，通过机械制图理论的掌握，可以确保该绘图工具的有效应用，这两者是一种密切的互补关系。这需要机械工程设计人员做好机械制图的准备工作，将其与自身的专业应用能力结合起来。通过对计算机的应用，确保绘图模块内部各个环节的协调。这需要各个制图技术工作人员不断提升自己的素质，确保CAD软件的应用效益的提升。有些工程设计人员在不具备良好的机械制图素质下进行CAD软件的应用，会直接影响到工作效率。不仅实际绘制的图样会漏洞百出，而且专业知识与技术的运用也会受到很大的限制。机械制图绘图原理与技巧均较为抽象、复杂，因此，在进行机械制图时会普遍感觉到难度大而失去工作；并且需要花费大量的时间去熟练使用传统尺规进行绘图。机械制图与机械CAD的有机结合，除了可以激发工作兴趣、提高工作效率，同时还可以充分利用时间练习CAD绘图，巩固制图知识。

二、机械制图与机械CAD协调模块的优化

1 在CAD绘图工作模块中，需要进行机械制图基础、技巧与绘图模块进行结合，确保传统的机械制图工作模块的改变。这需要实现CAD软件操作技能与机械制图内容的协调，确保这两者工作方法的协调。相关的绘图工作人员要有不断学习的意识。企业也要为机械制图工作人员创造良好的培训条件。比如定期展开新型制图技能的培训，确保工作人员对于机械图样的掌握，确保对基本制图技巧的掌握，确保其综合工作素质的提升，这也是一个循序渐进的过程。CAD的绘图工具要比手工绘图工具丰富许多，并且CAD在绘图效率和绘图质量上也有明显优势。比如CAD的三维模型，它虽然取代了传统的手工制图方法，但它并未取代制图的理论与制图的规范、标准，相反之下，它是依据机械制图理论与标准研发的一个计算机绘图软件，不仅丰富了制图的理论，而且还增设了CAD制图的标准。当前很多工作单位的CAD制图环节存在实用性不强、交叉重复等各种缺点，难以适应当下机械制图工作。

在机械制图模块及其CAD应用模块中，工作人员要打破传统的工作方法，进行CAD软件实用性原则的遵守，确保工作人员的日常工作强度的降低，切实提升工作的质量、效率，这需要引起相关管理人员的重视，进行工作单位内部新型的CAD软件的普及应用，切实提升CAD软件的应用效益。在CAD软件的应用过程中，工作人员的空间想象能力、看图能力、绘图能力都是非常必要的。工作单位要想提升日常工作的效率，进行专业化的绘图队伍的建设是非常必要的。工作单位可以进行高薪制度、多劳多得制度等的应用，以鼓励设计人员进行自身技能的提升，企业也要积极进行技能培训体系的健全。也应该进行针对性工作奖励，对优秀的设计人员要求掌握更高层次绘图技巧，确保日常工作环节的正常开展，实现机械制图工作模块与CAD工作模块的结合。在日常机械制图技能培训过程中，要以CAD为主，机械制图为辅，先讲机械制图，后讲CAD，以机械制图为主线在整个课程中贯穿。在讲CAD时，要将机械制图国家标准贯穿始终，用以CAD带动机械制图，将机械制图的简要进行简单的介绍，特别是要根据机械制图的知识建立CAD三维立体图，以深刻地体会其作法。

2 CAD软件的掌握需要一个循序渐进的过程。在该模块中，工作人员应该具备良好的工作素质，企业管理人员应该创造一个良好的工作范围，以期待日常工作效果的提升。这需要单位领导者们积极做好日常工作的考核制度，也要进行岗位淘汰制度的应用，对于技术不过关的人员坚决淘汰，以确保设计人员的工作能力的保持，实现对新型的CAD应用技能的更新。在日常工作模块中，管理人员也要进行责任落实制度的应用，严格规范设计人员的操作行为，尽可能避免工作误操作情况的出现。在机械制图工作任务进行过程中，领导者必须使设计人员理解并熟练掌握解决绘图问题的方法，管理人员应鼓励员工创造性地发挥，并对有操作困难的工作人员做个别指导。任务初步完成后，管理人员应集中点评，指出不足，并提供改进的方法，这样这个任务才算最终完成。在具体工作过程中，管理人员要进行新型制图案例的应用，确保最新型的CAD制图技术的应用，提升工作人员的业务操作能力，综合应用能力。

结语

在CAD软件应用过程中，通过其与机械制图环节的协调，可以满足当下机械工程的高效率制图的需要，提升其工作环节的效率，保证工作单位综合效益的提升。这也是一个循序渐进的应用环节，需要单位管理者与设计人员积极进行配合，确保机械制图环节的正常开展。

参考文献

[1]葛卫星.运用CAXA提高《机械制图》教学质量[J].科技信息（科学教研），2008（19）.

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摘 要：素质教育与传统的应试教育模式不同，这种模式以学生综合素质的提高为目标，注重学生能力的培养。技工教育应以提高学生运用知识能力和工作能力为主要目标，既要培养学生的技术素质，又要培养他们的现代思想意识。

关键词：素质教育；培养；应用

中图分类号：G4 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）01-0216-01

素质教育与传统的应试教育模式不同，这种模式以学生综合素质的提高为目标，注重学生能力的培养。素质教育最初是针对中小学基础教育中“高分低能”现象提出的，以后逐渐成为整个教育工作的改革目标。但是因为自身所处阶段的特殊性，素质教育在中小学贯彻得并不理想。而职业教育不同于基础教育，职业教育的目的是为了使学生能够掌握一技之长，具备基本的劳动技能，在以后的工作中能充分胜任工作岗位的要求。学生的工作能力，特别是运用所学知识的能力是职业教育的基本目标之一。职业教育中更应该贯彻素质教育，而且必须将其落实到平时的教学之中而不能仅仅流于形式。

1 素质教育与知识的掌握的培养

在掌握知识和技能方面实行素质教育，就是要使学生对所学的知识和技能做到真正的理解和熟练的应用。机械制图一向是许多学生畏惧的学科，不但需要学生记忆那些概念、投影规律，更需要有较好的空间想象能力。如何使他们很好的记住这些概念、投影规律及标准，更容易理解并掌握这些内容，是提高学习兴趣的重要环节。只有教师讲，单一的沉闷的课堂教学是学生最烦，最易疲倦，也是最缺乏思维、积极性和主动性的一种教学。因此在教学中教师应使教学轻松、愉快活泼气氛中进行，让学生思想情绪和学习气氛互补。从而使学生处于最佳心理状态。按照素质教育的要求，教师应该多动脑子，考虑用什么办法，充分发挥学生的想象力和创造力。使学生对这门课产生兴趣，这样学习才会有自觉性、积极性和创造性。从而才能迅速掌握并熟练运用这门课中的知识。下面以投影规律为例进行说明。

投影规律是机械制图整部教材的核心内容，也是做图和读图的依据。学生对这一规律的理解程度，直接决定了他们能否运用这一规律解决实际问题。笔者在讲解这一问题时通过“设疑、实验、总结”三个步骤，让学生自己去发现投影规律，取得了良好的教学效果。

第一步，设疑。在讲解投影规律之前，笔者首先暗示学生，物体放入投影箱内投影，其三个视图不是随意的，它们两两之间分别按照某种特定的关系排列，但是不告诉他们究竟是什么样的关系，而是让他们自己去发现。

第二步，实验。让学生两人一组，相互配合，其中一人用书本建立一个投影箱，另外有人拿一块橡皮当成物体进行投影，并用笔认真画出物体的投影位置，最后展开投影箱观察三视图的位置。

第三步，总结。在学生自己做出物体的投影之后，让他们根据各自的实验结果，总结出它们所体会到的“投影规律”。

这种方法大大激发了学生的学习兴趣，他们为了验证自己发现的“规律”，用不同物体多次重复实验过程。教师和学生共同实验、共同观察、共同总结。这样就使课堂气氛轻松、活泼、民主，真正实现了寓教于乐。最后教师所要做的，只是在学生实验结果的基础上，把投影规律概括为“长对正，高平齐、宽相等”。事实证明，这种方法使学生真正做到了理解、掌握、运用投影规律。

2 素质教育与创造性的培养

要实施素质教育，就要培养学生的创造性，培养学生创造性空间能力，锻炼学生的空间思维能力。如在学习三视图时，可给学生一主视图，（如图示）

让学生随意发挥自己的想象力，补画出俯视图和左视图。看看学生们最多能画出几种情况。这类题目可极大发挥学生的创造力。大大激发学生学习制图的学习兴趣。并锻炼他们的独立思考能力。启发学生如何创造性地获取知识和技能。

3 素质教育与现在意识的培养

竞争意识和合作意识是现代企业对员工的基本要求。为了适应这一要求，教学中就应当有意识地培养学生的这些现代意识，为他们将来的工作做好准备。

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关键词： 《工程制图》 AutoCAD 教学应用 三维几何造型

《机械制图》课是工科学校一门实践性较强的专业基础课，要求学生有较强的空间想象能力。而当前高职学生的空间想象能力较弱，因此，在制图教学中我们必须使用大量的实物模型来进行辅助教学，从而提高学生的空间想象能力。但由于受到条件的限制，我们只能使用到所选用的制图书中极少部分的模型，而且在教学演示中后面的学生根本看不清。而随着计算机技术的日益普及，《机械制图》与《CAD》这两门课程可以统一起来，我们利用AutoCAD软件在电脑中进行建模，在教学中结合多媒体的教学手段加以运用，这对机械课程的教学起到了极大的促进作用，彻底改变了传统的教学方法，教学效果明显提高，学生学习兴趣、热情高涨。

一、在画法几何中的应用

画法几何中的点、线、面的投影比较枯燥和抽象，学生不能很好地理解和运用所学理论知识。学生在学习投影面的各种平行线（面）、垂直线（面）及一般位置线（面）的投影特性的过程中普遍感到比较困惑，更不用谈如何应用这些知识进行形体分析了。这主要是由于图中的点、线、面不像实体一样在生活中摸得着、看得见具有很强的直观性。这时，我们运用AutoCAD软件，利用“视图”中的“视口”，来创建四个视口，分别设为主视、俯视、左视、西南轴测，在西南轴测视口中建立三维模型，即可直观地看到空间的点线面及其三面投影。我们还可以在三维模型里利用“修改”中的“实体编辑”中“着色线”、“着色面”，来选取三维模型中相应的线、面便可以分析不同位置的线面投影特性，同时帮助学生建立起正投影法的基本理论和方法。

二、在截交线、相贯线中的应用

截交线、相贯线是制图教学中的难点，并且截交、相贯都是由基本体构成的，而AutoCAD在构建基本体上是非常方便的，利用剖切、布尔运算的命令可以将截交体和相贯体创建出来，所形成的截交线、相贯线就一目了然，最后利用视图的多视口将三视图和三维模型同时显示。我们可以利用前面所讲的在画法几何中的应用方法，分析截交线、相贯线的求解过程，同时通过做大量的造型，让学生形成截交线、相贯线的求解方法。

三、在读组合体视图中的应用

读组合体视图这部分内容是制图教学的重点和难点，题型多为补出第三视图和补缺线。在讲这部分内容时，我们常常采用形体分析法和线面分析法。这种方法要求学生积极思考，充分想象，在头脑中形成空间点、线、面，才能综合起来想清楚组合体的整体形状和各部分相互连接关系。而以前我们都是借助模型或用橡皮泥来做模型，形状复杂的模型一般没有办法制作，学生基本上不能想象出其形状。这时我们可以借用AutoCAD进行建模，不论形状多复杂，都能方便、迅速地制作。这些形体能表达组合体的组合形式，学生还可以通过自由旋转实体，看清楚形体的前后、左右、上下六个方位上表面的连接关系，分析视图情况，然后画出三视图。我们可以通过不同的由简到繁的零件模型，让学生分析各个视图的形状特征，增加他们对视图中线和框的感性认识，逐步对空间的线面和三视图中的线、框之间的对应关系加深认识，这样就在学生的头脑里架起三维视图和实体模型之间的一座桥梁。

四、三维几何造型有助于现代设计思想的培养

工程制图不能离开设计，制图是表达设计思想的重要工具，也是设计成果的具体化。三维几何造型有助于设计意识的培养，我在讲解零件图时，让学生对零件进行形体分析―构形分析―造型分析。即构思一个零件时，将其分解为多个特征，搞清各特征之间的联系及其功用，最后在AutoCAD中建立零件的三维模型。不改变简单立体的形状，只改变相互位置和组合方式，重新构形出不同实体，并观察二维投影的变化，进而考虑某种功能再进行造型，从而拓宽学生的思路，丰富他们的视野，培养他们的现代设计意识。

学生也可根据实践活动积累的知识，大胆构思、想象并绘制出新实物。因为用计算机进行工程设计省去了大量的手工绘图工作，学生可马上看到自己的设计成果，这无疑将大大激发学生的学习兴趣和创新意识。学生不仅会加深对实物结构的了解，提高构图能力，而且能掌握用现代化工具进行工程设计的思维方式。

五、结语

由于新知识的增加，教学学时的大大缩短，当前课程体系的设置和教学方法已经难以完成上述任务，我们必须重组教学内容，改革现有教学方法。在教学中我们要以构形设计、创意设计为核心，培养空间平面空间的三维构形。在讲清讲透基本知识点的情况下，我们要尽可能多地把时间留给学生，让学生亲自动手，用学到的理论知识指导自己进行实验，并通过实验获得具体、生动、丰富的感性知识，再由感性提高到理性，使所学知识系统化、综合化，甚至发现和探索一些新问题，让有兴趣的学生在今后把这些新的问题作为新的课题加以研究。我相信这样的实验将会大大提高学生的学习兴趣，提高学生的动手能力、观察能力、分析能力、探索能力和创新能力。另外，制图课教师也要从课程发展、学科发展的角度出发，加强并熟悉几何建模和计算机图形学的知识。

参考文献：

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关键词：非线性弹簧；对抗驱动；刚度可调节；函数生成；绕线凸轮

1.介绍

带有机械可调刚度的弹簧已经被开发出来了，并且被应用到机器人上来提高行走机器人的能源利用效率，以及获得安全的人机交互工业机器人。几个不同的可调节弹簧装置已经被构造用以实现这些目的。在这些所有的应用中，人们都期望获得线性的弹簧行为，因为这样运动方程就会变成线性的，并且系统模型就会被简化。对于所有的弹簧常数都得到完美的线时不可能的，并且许多已存在的设计只是近似线性弹簧行为。使用凸轮是这些可能实现旋转弹簧的方法中的一种，凸轮的转角是时间的任意函数。一个这种凸轮的早期使用是遇到复合的弓。从Allen发明这种“复合弓”开始，非圆凸轮变成了他们设计和从那时被使用不可缺少的一部分。这种类型的凸轮同样出现在Tidwell et al的作品中，那种凸轮上带有皮带和链条的机械装置，并称他们为绕线凸轮装置。在他们的设计中，缠绕在齿轮上的链条和齿轮被施加了一个恒定的作用力，这可以通过在链条或皮带的另一端悬挂一个附加的质量块来实现。在这个装置中，解析的计算了凸轮的轮廓线。Kobayashi 提出了一个理想的设计方法来使凸轮机构产生一个常力矩。在这个文章中，凸轮上缠绕的绳索保持在理想化的垂直状态。在另一个Lucieer和 Herder写的相关的文章中，凸轮设计方法被用来研究得到可调节的机械补偿装置，并在患有神经肌肉疾病的病人的被动胳膊支撑的矫正产品中得到应用。

这篇文章的主要目的是用凸轮获得完美的二次弹簧，因此要获得一个刚度可调并且具有完美线性度的扭转弹簧。

2.方法

2.1.用机构获得非线性弹簧

第二种方案也可以用不同的方法来理解。特别地，我们可以寻找一个机械系统使给定的弹簧特性变为我们需要的弹簧的特性。可以在系统的输出端连接一个非常简单的弹簧（如盘簧），那么我们就可以在输入端得到一个复杂的弹簧。这个系统的充分必要条件是可以用等式计算出相应的 。这是一个有关机械的函数生成问题。但是，这些机械装置可以被设计成任何被限制的 。

实际上，当啮合点的相切角（压力角）比较小时，在增加轴向力的代价下，齿轮啮合在没有齿的条件下仍然可以工作。更重要的是，啮合曲线可以通过在两个表面不滑动恰好能滚动的条件下设计出来。纯滚动的充分必要条件是接触点总是处在通过两个旋转中心的轴线上。

在这篇文章中，提出了一个凸轮机构来获得任何的 ，并且后面将会讲述它的详细设计方法。

2.2.凸轮机构

在弓箭比赛中中，复合弓使用一个非圆滑轮或凸轮来改变弓的弹簧特性。在一个典型的弓中，施加在弓上的力随着弓的被拉伸单调的增加。但是，当一个复合被拉伸时，施加在弓上的力首先增大到一个最大值，然后就开始减小。所以，当一个弓被拉满时，射手会承受比较小的力；当他计划射中靶子并且打算释放弓时。结果，射手使用复合弓相比使用那个经典的弓可以做出更准确的射击。尽管这两种弓使用类似的结构存储能量结构，但是由于在复合弓中使用了滑轮和凸轮，它们产生了不同形状的拉距曲线。

2.3.二次扭转弹簧的凸轮设计

两个二次弹簧的对抗驱动提供了获得刚度可调的扭转弹簧的可能性。为了构造这样一个弹簧，必须使用具有两个带有二次弹簧特性的扭转弹簧，可以通过已经提出的设计凸轮机构的方法来实现。所以，考虑最一般的情况，必须使用

3.实验

可调刚度扭转弹簧实验室通过载重测试执行的。实验测量中，在扭转弹簧的主把手上有一个半圆滑轮。一条绳缠绕在这个滑轮上，扭转弹簧用一个省绳悬挂一个已知的负载。绳的伸长量用一个精度为0.5mm的尺子来测量，可以计算出相应的角变形。

这个模型已经测试了三个不通刚度值。实验步骤总结如下。刚度调节把手了从最低的设置旋转了12次，并获得了第一个刚度值。然后，刚度调节把手旋转另一个12次来获得第二个刚度值。最后，刚度调节把手旋转另一个12次来获得第三个刚度值。记录每次的刚度值和形变量。

4.结论

为了设计刚度可调的扭转弹簧，已经研究了使用机构综合一个非线性弹簧。问题是设计一个机构简化为函数生成问题。为在提出的装置中产生一个二次弹簧使用了一个凸轮装置，以使作为一个刚度可调的扭转弹簧工作。相比文献中提到的其他装置设计的函数生成问题，绕线弹簧凸轮机构更简单些，因为它仅仅包括两个元件：一个凸轮和一个滑轮。另外，为了获得期望的弹簧行为，必要的凸轮轮廓线可以通过理论计算出来。提供了二次弹簧的详细设计和基于对抗驱动的刚度可调的扭转弹簧的运行区域。凸轮的设计是获得一个二次扭转弹簧和实施对抗装置的关键问题。制造和实验了一个刚度可调的扭转弹簧装置模型。结果和理论公式很吻合，证实了刚度可调装置里合成二次弹簧的高效性。使用我提出的方法，在一个实用的运行区域中设计一个不同可调刚度范围的扭转装置时可能的。

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关键词 BT 三维立体动画 机械制图

中图分类号：G424 文献标识码：A

专业课老师须要有专业教学能力和科学的教学手段。在机械制图教学中，经常要向学生介绍组合体或机件的形成过程，单纯用语言描绘不直观，板书草图效果稍好，但是最好的办法是能用动画的形式让学生具体地看到组合体或机件的形成过程。如果用三维动画展示，立体感更强，更能提高教学效果。

BT是制作三维动画的软件之一，是一款三维立体特效小软件，能将文字、图片、视频展示出来，是会变魔术的道具，制作结果可以实时在BluffTitler播放器中播放或输出为视频文件和TGA文件，供其它软件使用，它具有体积小，特效丰富、图层丰富、渲染快、多种语言、提供时间线，关键帧等等优点，可大大提高软件的创造。下面就以轴承座为例介绍BT制作机械制图教学中的动画的一般方法。

制图学习有一种最基本的方法叫形体分析法，可以把此过程做成动画，更直观地向学生展示。如图1，如何实现这种先分后合的动画过程呢？

准备素材是必须的。此轴承座是由底板Ⅰ、竖板Ⅱ、肋板Ⅲ、圆筒Ⅳ 、圆凸台Ⅴ五个基本体组成，可先用AutoCAD、CAXA、PTC等软件造出这五个基本体的模型，PTC最好用，然后制作动画。

图1

步骤一：在BT中新建展示。方法1：执行【文件】【新建展示】。方法2：快捷键“Ctrl+N”。方法3 ：双击快捷按钮。通过以上方法均可以新建一个展示，得到一个带有默认文本的展示，这时可以调整分辨率的大小，也可以不调，等做好以后根据需要再调。

步骤二：建立图层，搭建模型。首先是把底板Ⅰ放好，然后依次是竖板Ⅱ、肋板Ⅲ、圆筒Ⅳ、圆凸台Ⅴ，请注意这几个基本体的相对位置和表面连接形式！（1）点击【层】【新增层】【新增集装箱层】。（2）点击【层】【新增层】【新增图片层】，然后按图2操作。（3）双击层5，选中底板Ⅰ，点击【媒体】【改变特效】【选择特效】【色度键.fx】【打开】，导入特效。（4）利用特效抠掉图片中的背景色。请注意：为了看清楚抠图的效果，建议把背景调为黑色。再调缩放的三根轴上的值到理想的大小，位置的三根轴上的值到理想的大小，这图片就处理好了，如图3。（5）重复上面的（2）-（4）步，可依次导入另外的四张图片，也可以采用复制图层的方法：选中层5底板【复制图层】【层】【当前层属性】，名称改为竖板Ⅱ【确认】；点【媒体】【改变材质】【选择材质】，选中竖板Ⅱ，点击【打开】【确认】，再重复上面的（3）-（4）步，这样竖板Ⅱ也出现了；另外的三张也同样处理。（6）调整各个基本体的大小和位置。先调整竖板Ⅱ的大小和位置，要把竖板Ⅱ搁在底板Ⅰ之上，后面共面，这一步要注意了，选择底板Ⅰ所在的图层5，将三层列表框中的第二个选择框设为3D背景，如图4，否则竖板2达不到预测的位置！用同样的办法调入另三个基本体的图片，放到组合体预测位置，模型完成！如图5。

图2

图3

图4

图5

步骤三：建立关键帧，让这个轴承座整体及其五个基本体都能够随心所欲地动起来。

图6

图7

创建一个动画至少需要两个不同的关键帧，所谓的不同必须满足：一是时间不同，二是赋予的值有所不同。

（1）当时间滑块在起始帧处（00：00.000），点击关键帧按钮，在时间滑块上方便会出现一条小小的蓝色垂直线，表示建立了第一个关键帧，如图6。（2）创建第二个关键帧，必须改变当前时间，时间滑块向右滑动至任一时间（如：00：01.001，表示1秒1帧），点击关键帧按钮，建立第二个关键帧，如图7。注意：时间滑块上方的小线为蓝色时为激活状态（选中状态），关键帧的多少取决于所做动画效果的复杂程度，至少两个，多则无限制。（3）赋予关键帧的属性值？ 任何一个关键帧均可选择属性列表框的任一或多个属性分别赋予它的值，不同的关键帧赋予不同的值，便可产生动画效果。属性列表框中的大多数属性都有三个滑块，X轴、Y轴、Z轴，滑动滑块便可改变属性值，只要关键帧的值在变化，就显示出了动态效果。对五个基本体所在的图层5，6，7，8，9都进行这样的改变，就形成了不同的运动效果。

步骤四：播放 点击播放 按钮，浏览动画效果。

篇8

机械制图作为机械专业的基础课程，其教学目的是让学生学会看图以及绘图，侧重的是绘制机械图的基本原理和基本方法等，是一种看图和识图能力的培养。目前，存在很多学生不能掌握识图和绘图的能力，或者应用的很不流畅，很多知识点不牢固等特点，教学效果普遍不理想。对高职院校的学生特点进行分析，产生这些现象的主要原因有：第一，高职院校学生的文化知识水平普遍偏低，对知识的接收能力不强；第二，机械制图要求学生具有立体几何的知识和空间思维强，大部分学生在这些方面比较薄弱；第三，机械制图自身对于规定画法、尺寸标注等要求比较严格，需要学生进行记忆；第四，理论知识很难和实践相关联起来，学生对知识的掌握不等于对实际应用的熟练。基于以上学生自身原因以及教学原因等，导致大多数高职学生对机械制图专业课的掌握效果不理想，对机械专业学生未来的就业也造成了直接的影响。为了转变目前教学现状，我们在机械制图课程中引入项目教学法。

二、转变教学思想，引入项目教学法

1.项目教学法简介。项目教学法是以任务为驱动，将项目作为载体，把理论与实践有机结合在一起的教学方法。在项目教学法过程中，教师需要引导学生逐步完成任务，并且理清知识点的脉络，让学生在完成任务的同时掌握知识和技能。在这个过程中，我们可以有效的将教、学、做融为一体，使学生在学习时有了明确的目标作为驱使，将注意力几种到整个目标上，同时为了完成目标学会了新的知识，不知不觉中也培养了学生分析问题、解决问题、独立探索和学习的能力。

2.项目教学法的应用意义。首先，项目教学法激发了学生的学习兴趣和学习积极性。学生以小组的形式进行项目实施，教师则是作为引导，给予学生项目完成的评价，在这个过程中充分调动了学生的积极性和主动性。其次，项目教学法将实践引入学生的课堂，引导学生将理论与实践相结合。针对传统的理论与实践相分离的课堂来说，项目教学法很好的将理论教学与实践相联系起来，使得学生的学习更具有针对性。最后，项目教学法有效提升了学生的综合素质。项目教学法有效的将传统教学变为以任务为驱动、教师引导为辅、学生自主学习为主体的教学模式，在这种教学模式的驱使下，学生不仅掌握了机械制图的基本理论及应用，还可以培养学生分析问题、解决问题的能力，锻炼了自身的团队协作以及语言表达能力。

三、项目教学法在机械制图中的应用

1.恰当的选取项目。在机械制图专业课中，教师需要选取恰当的项目，才能有效的调动学生的积极性。选取项目过程中应该遵循两个原则：第一，选取具有典型性和示范性的经典项目进行教学；第二，选取的项目需要具有以点带面的作用。只有做到以上两点，在进行项目选取时才可以做到事半功倍的教学效果。恰当的选取项目，不仅可以让学生在课堂上很好的掌握所学的知识，还可以促进学生对所学知识的理解和消化，教师也可以比较轻松的完成教学任务。机械制图的教学目标是让学生掌握读图和绘图的能力，因此，在项目选择时选择是需要注意选择可以有效锻炼学生对机械制图符号、空间思维进行训练的项目。教师可以选择一些对固定符号及图形应用广泛的项目，同时兼顾项目的难易程度，让学生的空间思维得到训练。项目的选择切忌不可过难或者过易，需要充分考虑学生的接收能力和现有的机械制图知识储备情况，让学生对机械制图产生浓厚的兴趣，从而吸引学生主动学习机械制图这一专业课程。

2.选定项目后进行分组实施。在选定项目后，教师可以讲学生按照基础和能力进行分组，做到每一组的实力相当，并且选派一名组长，进行小组学习和小组完成项目任务。通常可以分为几个步骤：首先，搜集网络上以及教学资源内常用零件的种类和加工方法；其次，通过搜集的资料了解常用的零件尺寸以及技术要求；再次，通过小组间的讨论对零件进行制图分析；最后，每个小组通过CAD制图技术，完成零件的制图任务。在学生完成任务目标的时候，教师需要在旁做充分的指导和沟通过，保证学生都会参与到项目的完成工作中，并且对遇到困难的组别进行针对性的指导，让学生对整个项目教学有自己的认知和解决办法。

3.项目展示评价。项目教学法的一个重要环节就是对学生完成的项目成果进行评价，这种评价方式不同于传统的书面考试，更多的是注重学生在项目完成过程中自身能力的提升以及项目目标完成的情况。通常教师可以采用的评价方式为技能和理论的双重考核，只有这样才能真正的反应出学生对机械制图掌握的程度。

4.进行项目效果展示。在教师对各小组项目完成情况进行综合评估后，可以通过学生间的成果展示来督促学生间的相互交流和学习，让学生懂得团队合作的重要性，从而提升了学生的职业道德水平，为学生今后的就业打下坚持的基础。

四、结语

篇9

项目教学法就是教师将某一知识内容分解成一个个相对独立的项目，让学生自己处理，学生在完成项目的过程，理解和把握课程要求的知识和技能，培养分析问题和解决问题的思想和方法。这种教学法提倡“在学中做，在做中学”，能够有效实现教与学互动，能够让学生带着浓厚的兴趣去完成教学任务，学生在自学、观察、动手、分析问题、解决问题、人际交往等诸多方面得到较大的提高。

本文以《机械制图》中的“齿轮”为例，探讨项目教学法的运用。

分析教材中关于“齿轮”的内容，可以把“机械图样中的特殊表示法·齿轮”和“由装配图拆画零件图”中的“齿轮油泵”联系起来，设计成五个项目交给学生完成：①掌握齿轮各部分定义及其参数；②有效测量齿轮参数；③绘制齿轮轴的部件图；④绘制齿轮啮合图；⑤齿轮油泵的拆装与测绘。该教学的主要目是要求学生理解齿轮参数，熟练地掌握单个、双个齿轮的零件图以及啮合图的绘制方法；能够熟练地绘图、读图。

学生以小组为单位，开展开项目教学活动，每组人数为8人左右。

项目1：掌握齿轮各部分定义及其参数。

整体而言，本单元在整个教学活动中处于基础地位。教学中应把齿轮零件作拆缷处理，继而展开后续的对各个零件的认知教学。学生可通过查阅文献资料、教学参考书以及网络等方式搜集相关资料，从而进一步认识齿轮各部分的特点，掌握相关参数。在这个过程中，学生的自学、查阅与口头表述等能力得到了提高，也能有效地促进教学模式从以往的单向“灌输”转向双向的互动。

项目2：有效地测量齿轮的参数

学生通过动手测量，能快速提高他们对相关量具的使用能力和有关数据的处理能力。学生经过测量、交流以及教师点拨指导，齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆直径、齿顶高、齿根高及齿轮的模数等概念有了较好的理解。

项目3：绘制齿轮轴的部件图。

教师可以示范性地绘制“圆柱齿轮”中的主动齿轮轴，让学生进行较为详尽地操作演练，继而将绘制主动齿轮轴的部件图布置学生，让学生亲自动手完成整项个锥齿轮的绘制。

项目4：绘制齿轮啮合图。

该项目的完成步骤与项目3类似。主要是针对啮合的圆柱齿轮和啮合的锥齿轮。

项目5：齿轮油泵的拆装与测绘。

从宏观的角度而言，可以将这个项目再拆分成两个项目：齿轮油泵各个零件的测绘以及齿轮油泵装配图的读画。在具体教学过程中，要让学生对完成这一项目的要求、目标有所了解，采取“各个击破”的战术。两个子项目的实现能够引导相关教学模块的进一步展开，较好地完成相关的机械教学任务。

项目教学中，项目设计对整个项目教学起指导作用。所设计的项目应该体现课程的主要内容与精神，需要关注多方的有机融合，即应该突出所要达到的教学目标，并围绕目标，串起相关的知识；同时，也应该提升学生接受知识的能力，培养学生的专业技能。在设计项目过程中，还要考虑到项目本身是否与大部分学生的接受能力相匹配，即在难易程度的控制上，也应该适中，既不能过于简单，也不能过难，让学生觉得无法完成。

总之，在《机械制图》教学中，运用项目教学法，能较好地激发学生努力学习的热情，将相关的实践项目融入教学中，突出学生的项目实践能力，达到学用结合的目的，并通过实践过程，积累必备的知识经验。

从上述分析可知，教学《机械制图》时，在项目的引导下，突出理论与实践的结合。

篇10

关键词：演示法；教学；学员

中图分类号：G620 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）09-220-01

演示法是一种教员演示学员观察的活动，使学员从感性上认识事物，为理性认识打下基础。实物、模型、图片等是演示常用的媒体，利用幻灯、投影、多媒体计算机演示播放相关软件，逼真与直观程度更高。教学法的选择要适当，并要进行合理的组合，才能取得优化的教学效果。机械制图主要是为了培养学员的绘图、识图和空间思维能力，根据课程的特点采用演示法能培养学员的空间想象力，对完成机械制图的教学任务具有很好的效果。因此，在机械制图教学中适当、正确地运用演示法是非常重要的。

一、演示法在机械制图教学中应用的必要性

在传统的机械制图的教学中，多采用讲授法将基本概念和原理讲解清楚，让学员多做习题，以此来培养学员的空间想象能力。讲授法虽然是教员讲述知识、交流思想、提高学员能力的主要教学方法，但是它有局限性。从机械制图教学的特殊性上看，讲授投影基本原理这一内容时，讲授法无法达到学员完全理解和接收的目的。而演示法通过教员在课堂展示实物、模型、图片、多媒体课件等直观教具或通过示范性操作指导学员获得投影基本原理知识，其效果显著，同时又能有效地培养学员的空间想象能力。演示法直观性强，不仅能把机械制图中的基本理论、基本原理实际演示出来，为学员提供丰富的感性材料，提高学员认识投影基本原理过程的飞跃转化，而且便于激发学员学习机械制图的兴趣，促进学员的观察力和空间想象能力的发展。所以，在机械制图教学中，只有将讲授法、演示法紧密结合起来，才能有效地完成机械制图的教学任务。

二、正确认识演示法在机械制图的教学中的作用

演示法是在教学过程中，教员配合讲授、谈话，向学员展示各种实物教具，进行示范性操作，或者通过现代教学手段，使学员获得感性知识的一种教学方法。这种方法体现了教学的直观性，可引起学员学习的兴趣，集中学员的注意力，使学员得到具体、生动、真实、鲜明的观念和直接经验；有利于理论联系实际；有利于发展学员的观察力和空间想象能力；有利于减少学员学习中的困难。运用演示法进行教学时，演示的材料和方式是多种多样的。

一般来说，要使学员获得某一事物或物体的感性形象，可演示某个实物、模型、图片；要使学员了解形体的结构和形体的演变，可演示前后连接的图片、模型、多媒体课件以及教员的一些示范性动作和操作等。在机械制图教学中，制图基本原理讲授时，要想使学员了解截断体三视图中截交线的求法，就得采用演示法。学员就能很直观地看清楚截断体的结构和截交线的形成，同时能培养学员的空间想象能力。总之，正确认识演示法的作用，对教好机械制图，提高学员空间想象能力有很大的辅助作用。

三、将演示法贯穿于机械制图教学的基本环节

教学工作的基本环节是课前准备、课堂讲授、练习与巩固、考核评价等。（1）课前准备环节，作为机械制图教员在备课时，要认真钻研课程标准。通过对机械制图课程标准的钻研，了解和掌握教材内容的重点和难点，明确教学中哪些内容要用演示法以及适用的时机和范围，要注意提高自己运用演示法的技能技巧，根据教学任务及提高学员空间想象能力的需要，恰当选择演示法。（2）课堂讲授环节，在上课时，要严格按照备课教案进行授课，教员不仅要保证教学内容的科学性、思想性，又要理论联系实际，要善于启发和调动学员学习机械制图的主动性和积极性，根据教学目的、教材内容和学员实际恰当地选择演示法，并做到运用自如。在演示时，教员与学员可以互动操作演示，这样可增强学员学习机械制图的兴趣。（3）练习与巩固环节，教员通常以布置课外作业来延伸课堂，有利于巩固和完善学员在课内学到的知识技能，提高学员分析问题和解决问题的能力。在布置机械制图作业时，要有意无意地布置一些让学员进行演示才能完成的作业题，这样可以进一步培养学员的空间想象能力，让学员自助体验、亲自实践，使课堂上的感性认识升华到理性认识。（4）考核评价环节，学习成绩检查和评定是测试教学效果，帮助教员改进教学、鼓励学员提高学习成绩的一个重要环节。教员在检查和评定学员学习成绩和教学效果时，一定要特别注意安排测试学员空间想象能力高与否的内容，检查演示法教学的效果，以便今后更加恰当、正确地运用演示法，使其更好地为教学服务。