Solidworks动画功能在机械制图教学中的应用

更新时间:2024-02-15 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:9378 浏览:35147

摘 要:针对机械制图在高职课堂教学中抽象、难懂的问题,本文从帮助学生增进对空间立体问题理解的角度出发,探讨总结运用机械设计软件Solidworks制作三维动画的方法,并用教学实例论证了动画制作的效果.教学实践表明,该方法有效提高机械制图课堂教学的质量.

关 键 词:机械制图;Solidworks;三维动画

中图分类号:TP317

机械制图在高职机械类课程中属于极为重要的专业技术基础课,该课程主要培养学生的空间想象和思维能力,进而培养学生如何识读和绘制机械图样的能力,为提高学生职业素质和能力打下坚实的基础.然而,机械制图课程的学习需要学生积极发挥空间想象能力掌握抽象的图形学基本理论,传统的教学方法往往使学生感到学习困难,甚至失去对学习的兴趣,课堂效率往往不理想.

三维动画演示形象直观,可以让学生看到内部结构、外部结构以及形体在组合、切割过程中的变化,这对学生理解空间立体问题有很大的帮助.若同时辅以音效,更使得三维动画能吸引学生的注意力,大大提高课堂效率.随着CAD技术应用的越来越广泛,使得运用CAD软件制作三维实体动画并将之运用于课堂教学成为一种发展趋势.

1Solidworks动画功能

Solidworks作为一款三维机械设计软件,以其友好的交互而著称,该软件的功能随着插件的不断扩充正变得越来越强大.Animator插件是专门提供用来制作动画的插件,它为三维动画的制作提供了诸多方法,运用到机械制图三维立体动画制作时,笔者总结了如下三种常用的途径:


(1)运用运动算例中的动画向导制作简单的立体旋转动画和装配体爆炸及爆炸解除动画.该方法的特点是动画制作简单,在Solidworks中制作或导入零件、装配体模型后,可以根据动画向导的提示,由Animator插件直接产生动画效果.如需对旋转轴、旋转次数、爆炸动画的零件移动距离和动画的持续时间等等参数均可以在制作过程中设定.

(2)利用屏幕捕获功能记录整个屏幕上操作的过程,这个过程可以旋转、移动、更改透明度、切割实体.利用屏幕捕获的动画制作功能的特点是可以将与软件的交互过程完整地再现出来,运用灵活.其缺点在于,当制作需要精确定时和定位的动画时比较困难.

(3)运用运动算例中的键码和时间线结合Animator插件所提供的旋转马达等工具,制作具有较复杂相对运动装配体的动画.这种方法适合与制作具有相对运动部件的装配体动画,动画制作精准,但操作不如前两种方法简便.

2应用实例

在机械制图教学过程中,当学生在开始接触截交线、相贯线和组合体分析时往往觉得对空间立体想象困难,而这几部分内容正是教学的重点和难点.在此,抽取了这三部分内容中的经典分析对象作为例子,做了面向教学实践的动画制作,下面分别予介绍.

2.1截交线

用平面切割立体,平面与立体表面的交线称为截交线,平面称为截平面.在Solidworks中建立三维实体模型,再利用视图工具栏下的剖面视图的功能产生一个截平面,可以多立体进行多方位多角度的切割,同时可以产生多个截平面对立体进行切割.为了使学生更好地理解截交线产生的过程,我们需要制作三维动画将该过程缓慢地再现给学生.由于对所产生的截交线没有做尺寸上的严格限定,故在这里我们可以选择上述途径(2)屏幕捕获的方法来制作该动画,将一个或多个剖切平面对三维立体的零件或装配件进行切割的过程通过动画再现出来,并进行多角度展示.图1为平面立体的截交线动画演示过程.

2.2相贯线

两立体相交称为相贯,两立体表面的交线称为相贯线.曲面立体的相贯是学生理解的一个难点,在教学时虽然通过作图取点连线得到了相贯线,但往往有学生对此难以理解.通过三维动画,再现曲面立体的相贯过程,可以帮助学生建立相贯线的概念,帮助克服相贯线想象困难的问题.由于参与相贯的有两个曲面立体,可以构成一个装配体.因此我们选择上述途径(3)来制作动画,在此通过Animator提供的线性马达和旋转马达添加相对运动的形式和速度;通过运动控制算例中的键码和时间线合理控制每个动作的持续时间和顺序.所制作的三维动画如图2所示,可以完整地反映出在曲面立体从分离到逐渐相贯的过程中,表面相贯线的变化.

2.3组合体分析

对组合体进行形体分析是检测想把组合体或者更为复杂的机件分解成一些简单形体或基本立体,分析了解这些形体的形状、相互间的相对位置和表面间的联接关系,是画图和看图的最基本方法.对于组合体,可以将组合体一个部分制作三维模型然后按照相互位置关系形成一个装配体.采用上述方法(1)所介绍的制作爆炸动画和解除爆炸动画的形式来展示组合体的构成和相互关系.这使学生能更直观地理解组合体形体分析法.

3结束语

Solidworks所制作的动画是没有声音信息的,若利用Windows自带的MovieMaker软件对动画增加旁白或者背景音效,将最大限度地发挥多媒体教学的作用,通过实践证明是可行的、有效的.本文所提及的三维动画制作方法,已经在机械制图的课堂实践中得到运用,并且收到了显著的效果.该方法对制作机械类相关课程的多媒体课件亦具有参考和指导意义.

相关论文范文