Inventor软件在《机械设计基础》课程教学中的应用

[摘要]《机械设计基础》是机械系各专业必修的专业基础课程，不仅需要学生掌握机械原理，还需要掌握机械设计的基本知识，为更好地提升课程的教学效果，提高学生的综合能力，需要借助于先进的教学工具，提升教学效率。Inventor是一种三维可视化实体模拟软件，在机械设计中发挥着重要的作用，基于此本文就Inventor软件在《机械设计基础》课程教学中的应用措施进行研究，为提升《机械设计基础》课程教学质量提供参考。

[关键词]Inventor软件机械设计基础教学

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3089（2021）17-0186-02

1.前言

《机械设计基础》是机械系学生一门必修的专业基础课程，包括了机械原理与机械设计的两个部分的知识，对于培养学生的综合素养具有重要意义。《机械设计基础》的学习不仅需要掌握机械原理，还需要掌握机械设计的基本知识，因此该课程具有较强的实践性，创新性也比较高，提升该课程的教学效果尤为重要-。

Inventor软件是一种三维可视化实体模拟软件，能够创建完整的数字样机，在机械设计中发挥着重要的作用，将其应用于《机械设计基础》课程教学中，能够帮助学生更好地理解和掌握机械原理及设计的相关内容，更好地培养学生的机械设计及创新能力，提升学生的学习兴趣以及教学质量，培育更多具有较高的综合素养的人才。

2.《机械设计基础》课程教学的现状

2.1学生空间想象力较弱

《机械设计基础》课程具有较强的实践性，在学习的过程中，学生需要具有较强的空间想象力，来降低机械原理及设计基础的难度。但是在当前的教学中，大部分学生的空间想象力比较差，对机械的理解能力比较差，实际教学之中，主要通过文字描述、理论计算、图片、视频等方式对机械的工作原理、过程及设计基础方面进行理解学习，这也使得教学比较枯燥，学生对知识的理解难度比较大，缺乏对学生空间想象力的培养，使得大部分学生对其结构性难以有更加全面的了解，学生逐渐会失去相应的学习兴趣。

2.2缺乏实训设备

在《机械设计基础》课程教学中，大部分学校忽视了实训教学的重要性，缺乏对学生实践能力的培养。学生在学习《机械设计基础》课程时，涉及到的机械设备比较多，且设备的机构较为复杂，但是在当前的学校中缺乏完整的实训设备，无法满足当前的教学需求，不利于学生动手能力的培养，同时也会使得学生逐渐失去学习的兴趣，降低了课程的实践性，影响了教学效果的提升。

2.3难以验证机械设计作品可行性

在《机械设计基础》课程教学的过程中，机械设计是其中一个较为重要的环节，要求学生能够独自完成相应的机械设计，且要求其具有一定的可行性，但是在当前的教学过程中，尤其缺乏相应的教学辅助技术，难以验证设计作品的可行性，大部分是通过理论计算的方式，推论其可行性，但无法得到实际性的验证，因此也使得学生对于设计作业缺乏相应的重视，使得教学的质量得不到保证。

3.Inventor软件的基本功能

Inventor软件是一款有Autodesk公司开发的三维参数化实体建模软件，能够更为经济、高效地创建数字化模型，是实现产品设计的重要工具时，在产品的概念设计、工程设计以及加工制作等领域中发挥着重要的作用，能够实现设计产品的实体造型以及部件约束装配，生成更为简单易懂的工程图。

3.1零件设计

Inventor软件中零件设计功能，可以根据产品的设计方案及分析计算进行概念化的设计，进行产品的详细设计，能够将几何设计与零件设计有效地融为一体，从而将产品的零件设计得到可视化的展现。

3.2装配设计

Inventor软件中装配设计能够支持各种设计流程，能够实现自顶向下、自底向上的设计以及混合设计，可以更好地实现零件环境及装配环境的装换，在装配的过程中实现更加灵活的设计，使得设计流程更加顺畅，提高设计灵活性的同时，便于对设计产品进行优化。

3.3表达视图

表达视图能够将装配的过程及装配体的组成进行相应的展示，并将整个分解的过程进行录制并保存，使得学生能够对机械设备安装及拆解有更全面的理解，从而对机械原理及设计过程等有更加全面的理解。

3.4二维工程图

Inventor软件中二维工程图，可以由其产生的三维实体模型直接形成，从而产生与之对应的基准视图、剖视图、局部放大图等阿，更加全面地展现机械设备的内部结构，同时能够进行多种格式的保存，便于在其他软件上打开、优化等。

4.Inventor软件在《机械设计基础》课程教学中的应用

4.1课程项目任务的确定与导入

将Inventor软件应用于《机械设计基础》课程教学中，提升了课程的实践性，因此需要借助相应的项目任务进行课程的导入，从而更好地发挥Inventor软件在课程教学中的作用。在进行课程项目设计的过程中，需要结合相应的问题，对其进行树立，明确设计的目标及任务，组建学习小组对项目任务更好地完成。本文以“一级减速器设计”项目为案例，进行课程的导入，学生需要在设计的过程中，了解其结构原理、相关的科学技术等，从而对该机械设备有更加全面的了解，这对于提升学生的学习兴趣具有积极作用。

4.2知识学习及仿真验证

在进行学习的过程中学生需要对一级减速器的基本功能进行更好的了解，了解其结构中包含的零件及名称，以及拆卸、安装方法等，从而对设备具有更加全面的了解，并根据其进行创新性的设计，根据相应的知识内容以及获取、计算的相关参数，对各个零件的尺寸有更好的掌握，并借助于Inventor软件对一级减速器的各个零件模型进行创建，并通过装配功能实现一级减速器三维模型的创建，并对其参数进行合理性的优化，借助于Inventor软件渐渐还能够对其可行性进行驗证，确保各项设计数据的合理性，保证其能够达到预想的功能设计需求，从而让学生对学习到的知识有更好、更加全面的理解与掌握，提升学生学习的兴趣。

4.3实践任务的布置

根据相应的课程项目计划，为学生布置相应的实践任务，学生在这个过程中需要对其模型结构进行进一步的优化设计，确保设计产品能够在Inventor软件中实现仿真运行，小组成员在这个过程中进行相应的讨论，对设计的产品进行不断的优化，获取更优的设计参数，获取具有较高可行性的设计产品，并生成虚拟样机。

4.4课程项目的考核评价

对课程项目进行有效的考核评级，能够有效地提升学生各方面的综合素养，促使学生在项目完成的各个环节中发挥更大的作用，充分调动学生学习的积极性。借助于Inventor软件，能够将最终的项目设计产品进行全方位的展现，包括其中零部件的设计展现，充分体现设计产品的优势以及创新性等，取代了纸质作业，在进行作业展示上更加的灵活，也使得学生能夠更好地展现自己的设计想法及理念等，便于学生及教师对项目设计成果有更全面的认识与了解，从而教师能够对项目产品进行更加全面的评价，并予以相应的指导，使得学生能够在这个过程中获取更多体会，从而促使学生综合素养的提升。

4.5总结归档

在教师考核完成后，需要对项目设计进行总结，对项目完成过程中的体会、得失等进行相应的总结，拓宽学生的思路，也可以让学生对学习过程有更全面的了解，从而寻求到适合自己的学习方法，及时发现自身的不足，并对其进行归档，便于学生在日后学习的过程中进行借鉴，不断地实现自我能力的提升。

5.结束语

综上所述，《机械设计基础》课程教学是一门实践性较强的科目，对学生的空间想象力具有较高的要求，需要借助于相应的学习工具进行辅助，Inventor软件的应用能够实现三维建模，对机械设备的零件等进行全面的展示，同时可验证设计的可行性，有助于学生进行项目的模拟训练，从而不断地提升学生的动手实践能力，促进学生基础知识及创新能力的提升。

参考文献：

[1]侯惠兰，滕明远.基于inventor三维建模软件的《机械设计基础》课程教学研究[J].经济与社会发展研究，2019（2）：252.

[2]黄秀芗.基于Inventor的机械设计基础课程设计实训探索[J].龙岩学院学报，2015（⑤）：102-107

[3]彭广威.基于三维软件的《机械设计基础》课程改革与资源开发[J].教育教学论坛，20203）：112-113

[4]刘田田.Autodesk Inventor在中职《机械制图》教学中的应用新教育时代电子杂志（教师版），2020（⑤：244，253.

[5]周华，张广文.借助三维软件提升食品科学与工程专业学生的工程课程学习能力[J].广东化工，2020，47（2：195-196

[6]陈欣敏.利用Inventor软件改进中职《工程制图与CAD》教学[J].职业教育研究，2013（4）：171-172.

[7]张亚平.Autodesk inventor在机械制图教学中的应用科学大众（科学教育），20192：113.

作者简介：

陈嘉琳（1985年9月-），女，汉族，广东省广州市人，本科学历，讲师，研究方向：机械设计。