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【摘要】《机械设计基础》是高等职业技术学校工科专业的一门重要专业基础课，授课内容涉及到“机械设计”和“机械原理”两个课程，理论性和专业性比较强，并且教学实验设备和现场实践有限，在这种情况下，如何利用现有资源，将课程中所涉及的各方面比较抽象和深奥的知识融会贯通显得尤为重要。Creo 2.0是原来Proe软件的升级版，具有较强的实体建模和运动仿真功能，利用Creo2.0软件将比较抽象的运动机构进行简化建模并对其运动过程进行动态仿真，这样既解决了教学实验设备和现场实践有限的问题，还可以提高学生的学习积极性，引导学生自行利用建模仿真软件进行设计和探索，提高学生的整体素质。本文以四杆机构为例介绍利用Creo 2.0 软件进行机构建模和仿真的过程。
【关键词】Creo2.0 运动仿真；机械设计；四杆机构
【中图分类号】TH122-4；G642 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）32-0277-02
引言
《机械设计基础》是高等职业技术学校工科专业的一门重要专业基础课，授课内容涉及到“机械设计”和“机械原理”两个方面。该课程专业性和理论性比较强，要使学生掌握机械设计、机构运动等方面的基本理论、方法，进而培养学生机械设计及机构运动方案构思的能力。但是结合学情分析，大二学生的专业知识相对匮乏，实践经验也较少，要在短时间内接受这么多的内容，会感觉比较困难，也比较枯燥。此外，在现有的教学环境下，教学实验设备及现场实践相对匮乏，课时也相对有限，在这种大环境下，如何对传统教学进行改革，充分利用现有条件和资源，以便在有限的时间内，将课程中所涉及的相对枯燥、抽象和深奥的理论知识融会贯通，提高学生的学习积极性，使学生能够吸收和掌握相关的知识和原理，并尝试着自己设计和创新，是机械设计基础教学中值得深思的问题。
一、目前教学存在的问题
传统《机械设计基础》的教学中主要存在以下几个问题：
（1）理论和专业性强，内容枯燥，学生的学习主动性调动不起来。传统的板书教学相对单调、枯燥、不便理解；教科书中主要以产品图片、二维图纸和大量文字的形式介绍机构原理，一方面看起来比较枯燥，另一方面也不便于吸收和理解，导致学生的学习积极性比较差。
（2）传统教学因为教学资源的局限性，导致学生的动手实践机会比较少，学习效果不够好。机械设计基础涉及到大量基本结构的设计原理和机构的运动原理，目前只是单纯的学习理论知识，使得学习效果大打折扣，学生的主观能动性也得不到锻炼。
二、PTC Creo2.0 软件的特点及应用
PTC Creo2.0即为原来Proe软件的升级版。该软件的功能非常强大，是很多机械制造企业所选择应用的软件之一，该软件有较强的产品设计、实体造型、仿真加工、自动编程等。
将Creo 2.0软件引入到机械设计基础教学中，一方面可以使教学方式变得多样化，方便学生理解相应知识点并提高学生的学习积极性；另一方面可以方便学生自行进行机构的设计和运动仿真，提升学习效果。机械设计基础中有很多的机构，譬如四杆机构、凸轮机构、链传动机构、齿轮机构等。可以利用Creo 2.0 软件建立这些机构的模型，然后进行运动学和动力学仿真，可以得到输出构件的位移、速度、加速度曲线，此外，也可以对运动仿真视频进行保存和输出。Creo 2.0 软件的使用一方面方便老师在讲解相应的结构时，引入结构的三维模型和运动仿真视频，方便学生理解知识点；另一方便，可以使学生学以致用，利用Creo 2.0 软件进行简单机构的三维建模和运动仿真，一方面加强学生对课本知识的理解，另一方面锻炼了建模软件和仿真软件的应用，此外，为提升学生的设计能力也很有帮助。下面以四杆机构为例介绍利用Creo 2.0 软件进行机构建模和仿真的过程。
三、四杆机构的建模和装配
选择合适的杆长设计一个曲柄摇杆机构，对四根杆分别进行建模。完成零件建模完后新建一个装配文件进行四杆零件的装配，装配第一根固定杆的时候按照默认设置装配即可，装配其他运动杆的连接类型选为“销”，以便后续进行运动仿真。
四、四杆机构运动仿真
完成所有杆和杆的装配之后，选择应用程序→机构→机构分析，进行运动轴、电动机等参数设置，设置完运行就可以进行四杆机构的运动仿真。仿真结束后，可选择“机构→回放”功能，进行干涉计算，计算完毕就可以生成动画，可以将仿真动画保存导出对外进行发布，同时，还可以截取不同运动时刻的照片方便对比和演示。
仿真结束后，还可对任一杆的任一点进行位置、速度和加速度等参数的测量，摇杆的位置变化曲线如下图所示，通过观察可以看出，回程的时间为4.75S，比工作的时间短，但是走过的路程是一样的，这反映的就是曲柄摇杆机构的急回特性。
通过这个过程，学生既了解了平面四桿机构的设计原理和运动过程，也了解了四杆机构的急回特性等基本特性。此外，学生还可以利用这些知识进行拓展，设计一个自己感兴趣的机构并对它进行建模并仿真出来，很大程度上提高了学生的学习积极性和能动性。
五、结论
利用Creo 2.0软件除了可进行四杆机构的建模和运动仿真外，还可以进行凸轮机构、链传动机构、齿轮等结构的运动仿真。Creo2.0软件的引用，极大的丰富了教师的授课素材，一定程度上解决了教学资源和实验设备有限的问题；另一方面，给学生进行自行设计和仿真提供了有效的工具，极大的提高（下转254页）（上接277页）了学习效果。
参考文献
[1]北京兆迪科技有限公司.Creo2.0 运动仿真与分析教程.北京：机械工业出版社，2013：86-124.
[2]北京兆迪科技有限公司.Creo2.0 高级应用教程.北京：机械工业出版社，2013：213-285.
[3]闵小琪 万春芬.机械设计基础.北京：机械工业出版社，2015.
【关键词】Creo2.0 运动仿真；机械设计；四杆机构
【中图分类号】TH122-4；G642 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）32-0277-02
引言
《机械设计基础》是高等职业技术学校工科专业的一门重要专业基础课，授课内容涉及到“机械设计”和“机械原理”两个方面。该课程专业性和理论性比较强，要使学生掌握机械设计、机构运动等方面的基本理论、方法，进而培养学生机械设计及机构运动方案构思的能力。但是结合学情分析，大二学生的专业知识相对匮乏，实践经验也较少，要在短时间内接受这么多的内容，会感觉比较困难，也比较枯燥。此外，在现有的教学环境下，教学实验设备及现场实践相对匮乏，课时也相对有限，在这种大环境下，如何对传统教学进行改革，充分利用现有条件和资源，以便在有限的时间内，将课程中所涉及的相对枯燥、抽象和深奥的理论知识融会贯通，提高学生的学习积极性，使学生能够吸收和掌握相关的知识和原理，并尝试着自己设计和创新，是机械设计基础教学中值得深思的问题。
一、目前教学存在的问题
传统《机械设计基础》的教学中主要存在以下几个问题：
（1）理论和专业性强，内容枯燥，学生的学习主动性调动不起来。传统的板书教学相对单调、枯燥、不便理解；教科书中主要以产品图片、二维图纸和大量文字的形式介绍机构原理，一方面看起来比较枯燥，另一方面也不便于吸收和理解，导致学生的学习积极性比较差。
（2）传统教学因为教学资源的局限性，导致学生的动手实践机会比较少，学习效果不够好。机械设计基础涉及到大量基本结构的设计原理和机构的运动原理，目前只是单纯的学习理论知识，使得学习效果大打折扣，学生的主观能动性也得不到锻炼。
二、PTC Creo2.0 软件的特点及应用
PTC Creo2.0即为原来Proe软件的升级版。该软件的功能非常强大，是很多机械制造企业所选择应用的软件之一，该软件有较强的产品设计、实体造型、仿真加工、自动编程等。
将Creo 2.0软件引入到机械设计基础教学中，一方面可以使教学方式变得多样化，方便学生理解相应知识点并提高学生的学习积极性；另一方面可以方便学生自行进行机构的设计和运动仿真，提升学习效果。机械设计基础中有很多的机构，譬如四杆机构、凸轮机构、链传动机构、齿轮机构等。可以利用Creo 2.0 软件建立这些机构的模型，然后进行运动学和动力学仿真，可以得到输出构件的位移、速度、加速度曲线，此外，也可以对运动仿真视频进行保存和输出。Creo 2.0 软件的使用一方面方便老师在讲解相应的结构时，引入结构的三维模型和运动仿真视频，方便学生理解知识点；另一方便，可以使学生学以致用，利用Creo 2.0 软件进行简单机构的三维建模和运动仿真，一方面加强学生对课本知识的理解，另一方面锻炼了建模软件和仿真软件的应用，此外，为提升学生的设计能力也很有帮助。下面以四杆机构为例介绍利用Creo 2.0 软件进行机构建模和仿真的过程。
三、四杆机构的建模和装配
选择合适的杆长设计一个曲柄摇杆机构，对四根杆分别进行建模。完成零件建模完后新建一个装配文件进行四杆零件的装配，装配第一根固定杆的时候按照默认设置装配即可，装配其他运动杆的连接类型选为“销”，以便后续进行运动仿真。
四、四杆机构运动仿真
完成所有杆和杆的装配之后，选择应用程序→机构→机构分析，进行运动轴、电动机等参数设置，设置完运行就可以进行四杆机构的运动仿真。仿真结束后，可选择“机构→回放”功能，进行干涉计算，计算完毕就可以生成动画，可以将仿真动画保存导出对外进行发布，同时，还可以截取不同运动时刻的照片方便对比和演示。
仿真结束后，还可对任一杆的任一点进行位置、速度和加速度等参数的测量，摇杆的位置变化曲线如下图所示，通过观察可以看出，回程的时间为4.75S，比工作的时间短，但是走过的路程是一样的，这反映的就是曲柄摇杆机构的急回特性。
通过这个过程，学生既了解了平面四桿机构的设计原理和运动过程，也了解了四杆机构的急回特性等基本特性。此外，学生还可以利用这些知识进行拓展，设计一个自己感兴趣的机构并对它进行建模并仿真出来，很大程度上提高了学生的学习积极性和能动性。
五、结论
利用Creo 2.0软件除了可进行四杆机构的建模和运动仿真外，还可以进行凸轮机构、链传动机构、齿轮等结构的运动仿真。Creo2.0软件的引用，极大的丰富了教师的授课素材，一定程度上解决了教学资源和实验设备有限的问题；另一方面，给学生进行自行设计和仿真提供了有效的工具，极大的提高（下转254页）（上接277页）了学习效果。
参考文献
[1]北京兆迪科技有限公司.Creo2.0 运动仿真与分析教程.北京：机械工业出版社，2013：86-124.
[2]北京兆迪科技有限公司.Creo2.0 高级应用教程.北京：机械工业出版社，2013：213-285.
[3]闵小琪 万春芬.机械设计基础.北京：机械工业出版社，2015.