基于UG的机械CAI课件构建.pdfVIP

垫Q兰：!呈主里皇些墼童璺!呈!塑 一一。躐蛹豳豳露蠹豳嚣墨圈 基于UG的相械CAI课件构建 口裘建新 常健赵爱华 机辅助教学中的应用步骤，举例证明了零件模型、模拟装配及运动仿真等课件的具体制作方法。 关键词：计算机辅助教学课件 UG 一、引言 上观看零件模型的各个侧面和局部细节。利用UG的图形 在工科的专业课教学中，经常需要讲解各种零件的构 转换功能，还可将零件模型的立体图转换为二维工程视 造，以及这些零件在其所组成的机械中的相互装配关系， 图，训练学生的专业制图识图能力，并可直接应用于工程 还要对各种机械系统作拆装实习，以了解具体构造和工作 实际。下图示出用UG制作的一些由相关零件组成的部件 原理。在传统的教学中，机械的构造是用平面结构图来描 和运动副模型(见图l一图3)。其中，齿轮、连杆及连杆端盖 述的，很难讲清楚一些复杂的构造，也无法在上课的同时 形状不规则，可用草图、曲线等建模工具作其三维模型。活 让学生观察机械的运动状态。另外，实验室受到场地、经费 塞和气缸的基本体为筒形，可用特征建模的方法制作其三 等方面限制，不可能储备所有种类的机械零件供学生拆 维模型建模。 装，影响学生的拆装实习效果。 与传统教材相比，CAI课件能利用计算机多媒体功能， 展示零件和机械的立体动画，配置文字和声音解说，在学 生的计算机屏幕上能观看教师演示机械系统的拆装，教师 也能通过自己的屏幕看到不同学生的实习过程并进行区 图l 齿轮副模型 图2 连杆和端盖的三维模型 别指导。计算机辅助教学的关键是要具有高质量的课件。 在本文中介绍的UG(Unigraphics)软件，具有齐全的三维建 模、模拟装配及运动仿真等功能，尤其适合于用来制作复 杂零件和机械的CAI课件。以下通过实例介绍基于UG的 制作课件基本操作步骤和特点。 二、UG制作零件模型课件 1．创建零件模型文件 圈3 活墨和气缸的立体模型 UG建立零件立体模型的文件主要有两种方法。对一 些典型实体，可用其特征建模工具建立锥、球、筒等基本 2．建立零件库 体，辅用孔、槽等特征来完成零件的实体建模。对一些复杂 制作了一定数量的零件模型文件之后，对零件分类， 形状的零件，可在UG的插入(Insert)菜单下，选择各种图同类文件归档在对应文件夹中，就组成了模拟零件库。零 形设计工具来制作。主要图形工具有：草图、曲线、曲面造 件库的建立便于同类零件比较和系统教学。例如，在齿轮 型、钣金等。用这些图形工具绘制出平面图形后，经图层控 模型文件夹中，可存有圆柱齿轮和圆锥齿轮等模型文件， setting)组织零件实体，结合拉延、旋转等方法，将各种齿轮的齿型又可分为直齿、斜齿及螺旋齿等等。零件 制(Layer 平面图形转化为三维零件模型。 库的建立还有利于查找相关零件以组成部件和运动副模 三维零件模型建成后，可用文件的方式保存在硬盘或 型。图1至图3中的各零件具有相对关系，可分别归档在同 软盘中，供教师上课时使用。学生打开计算机零件模型文 一文件夹内。 件，利用UG的局部放大、平移和翻转等工具，能够在屏幕 三、UG作机械的模拟装配和运动仿真 囊匿置蜀器墨墓霉嚣图墨k ‘篁!皇!塑史垦皇丝墼宣至Q鲤：!1 1．机械模拟装配 查运动轨迹、自由度及是否有干涉等。这一特点对工科教 为适应教学与实习的需要，CAI课件必须具有模拟装学非常重要。因为学生只有通过观察和了解机械运动过 配的功能，让学生在计算机屏幕上模拟装拆机械零件，从 程，才能真正弄懂机械原理。 而了解零件在机械系统中的相互位置及装配顺序。 在三维运动仿真之前，先要对每个零件编号，即用Mo． 利用UG的