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机械工程虚拟仿真实训基地建设方案

发布时间:2022-10-24

编辑人:灵图互动

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工科专业的特点就是实践性较强,而实验教学则是这个实践环节中一个重要的部分。需要开设足够的教学实验室,培养学生动手能力创新能力和解决工程实际问题能力。随着高校办学规模的扩大,面临实验设备不能满足教学需求的情况,以及实验经费投入与教学质量提高等一系列问题,传统的实验教学模式受到了巨大的挑战,虚拟实验教学的优势逐渐明显。基于此,机械工程虚拟仿真实训基地建设方案孕育而生。

机械工程虚拟仿真实训基地建设方案中,选择机械工程专业的五个比较有代表性的实验进行虚拟真实训应用,包括机构及机构组成认知实验、机构运动见图测绘实验、四杆机构运动原理实验、渐开线齿轮范成实验,以及机械加工误差统计分析实验。

机械工程虚拟仿真实训基地建设方案

机械工程虚拟仿真实训基地建设方案的机构及机构组成认知实验,涵盖常用的平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮轮系、间歇运动机构以及组合机构的类型与运动情况,以便对机构、机器、运动副、构件有一定的认识,对机器的基本要素有初步的了解。

机构运动见图测绘实验要求学生熟悉机构运动简图的绘制方法,掌握从实际机构中测绘机构运动简图的技能。在机械工程虚拟仿真实训基地建设方案的描述中,通过实验了解机构运动简图与实际机械结构的区别,进一步加深理解机构的组成原理,机构自由度的含义及如何计算自由度,并判断该机构在何种条件下具有确定运动。

机械工程虚拟仿真实训基地结构认知

四杆机构运动原理实验是为了加强理解这部分理论知识而开发的,该实验主要是让学生掌握不同杆长条件所形成的机构类型及其运动规律,为四杆机构的设计奠定一定的基础。机械工程虚拟仿真实训基地建设方案中的四杆机构运动系统,实现了机构运动的精确模拟,可根据不同杆件长度自动判断四杆机构的类型并按其运动规律运动,可动态地调节机构的运动速度及方向,可显示连杆及其附近任意一点的运动轨迹和速度,利用该点的坐标数据可绘制相应的轨迹图,对机构的轨迹研究具有重要意义。

渐开线齿轮范成实验的目的是观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程,了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位修正法来避免发生根切的方法。机械工程虚拟仿真实训基地建设方案中的渐开线齿轮范成实验系统,能直观、动态地模拟齿轮范成加工情况,并能充分展示齿轮设计参数对于渐开线齿廓曲线的影响规律,从而更好地达到实验教学目的。

机械工程虚拟仿真实训基地建设方案中的渐开线齿轮范成实验系统

机械加工误差统计分析实验目的在于,巩固已学过的统计分析法的基本理论,掌握运用统计分析法的步骤,练习使用统计分析法判断问题的能力。而在机械工程虚拟仿真实训基地建设方案中,采用虚拟仿真加工所生成的数据作为样本数据进行误差统计分析实验,则可较大的降低该实验的成本,提高实验效率。

机械工程虚拟仿真实训基地建设方案主要为机构展示、虚拟仿真和性能测试三个方面,随着实验教学改革的不断深入,实验类型和数量都会逐步增加,最终形成完善的虚拟实验教学体系。通过虚拟仿真实训基地建设,实现虚拟实验、开展网络实验教学,既可丰富学习资源、缓解仪器设备的不足,又能体现个性化的学习环境,改进教学模式,提高教学效果。


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