ProEngineer在《汽车构造》课程中的应用探索

【摘要】《汽车构造》这门课程是汽车类专业的必修课，通过理论教学和实践环节，让学生主要掌握汽车的构造及原理，Pro/E是一款强大的三维CAD/CAM参数设计软件，以传统汽车和新能源汽车的主流车型中比较典型的元件为例进行草绘、三维建模和零件装配，为《汽车构造》课程教学提供大量素材。通过对传统汽车及新能源汽车的零件设计，拓展学生的知识面，增强理论联系实际的技能培养，同时改变了以往的教学方法和手段。

【关键词】Pro/Engineer;汽车构造;教学方法

【基金项目】2018安徽省级自科项目：基于Pro/E技术数控车床回转刀架分度机构动力学和有限元分析（2018zk02）   安徽省职成教学会一般项目：基于技能培育的新能源汽车专业建设的理论研究与实践探索（AGZ18118）

汽车类专业学生需要掌握很多机械部件和它们的运动原理，学生仅仅通过多媒体动画演示来记忆汽车的空间布置，方法单一，学习效果不佳，这种传统的教学方法对于各组成部件的装配介绍的较少，因此很多院校开设了汽车拆装实训课程，注重理论课与实践课结合，提高人才培养质量，但是汽车技术不断发展，车型变化较快，汽车实训场地建设资金和购买的设备是有限的，因此学生接触的汽车类型有限。如果利用Pro/E软件将目前主流车型的机械构造进行三维建模，建立传统汽车和新能源汽车构造模型库，那么可以为汽车类专业的学生提供很多学习素材，老师指导学生每年不断添加进去新型汽车的构造模型，不拘泥于课本知识，做到与时俱进，那么在教与学的过程中都会有所收获。

1. Pro/Engineer应用在《汽车构造》课程的意义

Pro/E是一款强大的三维CAD/CAM参数化设计软件，在草图设计、三维建模、零件装配、动态模拟与仿真以及创建工程图等功能被汽车专业的人士使用，在国内的很多大学，已成为汽车专业学生必修的软件课程，可见它在机械工程专业方面的影响。

目前有些汽车类专业开设了Pro/E课程或Auto CAD实训课程，以汽车比较典型的元件为例进行教学，学生通过学习Pro/E的2D草绘、三维建模和零件装配，掌握Pro/E软件对汽车构造设计的基本技能，由简入深，不但提高了对软件的操作技能也提高了对汽车构造的空间想象和理解能力，零件装配过程与实际生产的装配过程大致相同，提高了同学们理论应用于实践的能力。

《汽車构造》这门课程是汽车类专业的必修课，本课程的目的是通过理论教学和实践教学，让学生主要掌握汽车发动机和底盘各大总成的构造、布置及原理，通过实训，初步具备动手拆装发动机及汽车底盘各主要总成的技能，会使用拆装工具，掌握安全拆装的步骤，并了解汽车发展的趋势及新技术，为后续专业课的学习奠定基础。它分为发动机、底盘、电气设备和车身四大部分，主要学习发动机和底盘内容，理论课与实践课交替进行，相辅相成，以此提高同学们对机械构造和电控部分的理解能力。

以发动机来说，虽然有很多院校开设了发动机拆装课程，同学们经过拆解发动机零部件，掌握了发动机的内部构造和特点，提高了三维空间思维能力，但是对于发动机的配气机构与曲柄连杆机构的相对运动，不容易想象，只能通过三维软件的运动仿真来提高理解力，而且课余时间教师还可以带领学生将目前主流车型的汽车构造进行绘制、建模，扩充了课本以外的很多知识，不局限于汽车实训室的设备条件，改变了以往的教学方法和手段。

2. Pro/E三维建模在《汽车构造》课程中的应用探索

将汽车零部件引入到Pro/E课程的教学中，通过二位绘图与三维建模巩固对汽车结构的认识，再通过软件的“零件装配”功能将所有设计零件组装成一个个总成，将实训室的教学设备体现在软件中，让实践再次转化成理论。在《汽车构造》课程中应用Pro/E软件制作的大量素材，让机械构造变得简单易懂，通过动态仿真效果，让同学们快速理解汽车的运动特点，开阔了思维、提高了学习兴趣。

2.1 创新性及推广性

汽车整体构造有很多机械零件组成，利用Pro/E软件的三维建模，将枯燥的平面制图转换成空间模型，比如自动变速器的行星齿轮机构，结构复杂，运动过程不容易想象，可以采用Pro/E软件及3D打印技术结合，将其打印出来作为教具，此教具采用ABS材料，比起数控机床加工出的模型质量轻很多，颜色也可以选择，上课携带非常方便，同学们可以分组设计不同尺寸的模型和支架，培养他们团结协作和严谨求实的精神;业余时间有些汽车社团举行三维建模比赛、机械创新比赛或成图大赛等，以赛促学，将Pro/E技能进一步提高。

2.2 实用性与启发性

利用Pro/E软件2D绘制和三维建模的素材均来源于汽车实物，来源于实训课中的拆装零件，看得见摸得着，不是照搬课本上的机械制图，因此学生在刚开始绘制时理论结合实践;通过零件装配和运动仿真，熟练掌握Pro/E软件绘图命令的使用和绘图技巧，同时将目前各种主流车型的结构特点进行对比，让学生进行归纳总结，挖掘了学习的潜能，打破了实训条件的限制，多方面提高自己的技能。以底盘中的自动变速器为例，传统车常用的有辛普森式、拉维娜式、双离合以及无级自动变速器，这些变速器资料较多，但是新能源汽车的变速器在底盘的布局和其他零件搭配上与传统车有所差别，资料较少，通过让学生查找国内外汽车资料，理论与实际结合，拓展知识面，让学生举一反三，在其他课程如《混合动力汽车构造》、《纯电动汽车构造》、《汽车电控技术》等等课程的学习上起到事半功倍的效果。

综上所述，Pro/Engineer软件和汽车构造内容穿插式教学，理论结合实训、实训又指导理论，改变了以往的教学方法和手段。Pro/Engineer是一款强大的三维设计软件，以主流车型为例对汽车主要部件进行草绘、三维建模和零件装配，熟练掌握绘图命令的使用技巧，为《汽车构造》教学累积了大量素材，同时加深了对汽车构造的整体布局和运动特点的理解，通过对传统汽车和新能源汽车的机械零件进行设计，让学生结合实训设备，不断拓展知识面，在其他课程的学习上打好基础，增强了学生理论联系实际的技能培养。在Pro/Engineer软件和汽车构造两门课程穿插教学中也遇到了一些问题需要解决，比如教材的内容配合、教学进度方面，以及与实训课教学的衔接方面等等。

参考文献：

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作者简介：王华（1981—），女，山东淄博人，硕士，讲师，研究方向：车辆设计理论与方法。