《虚拟现实技术》情境型微课的设计与制作 ——《减速器拆装功能》微课建模制作

学海无涯2337

天津职业技术师范大学本科毕业论文

《虚拟现实技术》情境型微课的设计与制作

——《减速器拆装功能》微课建模制作

2018年6月

摘    要

情境型微课在我们现在和未来的学习中将会大量呈现，也将会在未来的教育教学中发挥巨大的作用。《虚拟现实技术》情境型微课的设计与制作——《减速器拆装功能》微课建模制作，虚拟技术技术的核心内容是建模与仿真，减速器的类型主要分为一级减速器和二级减速器，一级减速器和二级减速器的建模过程，微课的制作编辑过程。

《减速器拆装功能》微课建模设计的主要制作过程：ug软件和solidworks软件学习、建立减速器模型、微课制作和后期编辑等。

论文内容主要介绍：微课的概述、情境型微课的特点及应用，情境型微课《减速器拆装功能》用到的开发工具、减速器应用、减速器模型前期构思、减速器建模、微课制作和编辑等内容。

1 引言1.1情境型微课的概述

微课可以分为知识型微课和情境型微课。情境型微课结合具体的情境和具体的问题分析，比较简单方便的让学生理解和掌握内容。

1.2情境型微课的现状

情境型微课现状

（1）发展迅速。情境型微课具有的特点是传统课堂无法超越的。

（2）官虚民实。情境型微课作品没有针对实际教学，没有系统性，情境型微课资源的建立几乎一直是停滞不前的，没有体现情境型微课的实用价值。

情境型微课问题分析
　　（1）情境型微课基本是互相没有联系的。
　　（2）学生需要等待老师的回复。

（3）缺乏自由的网络设备。

（4）情境型微课定位不准。情境型微课大多不重视选题和设计，只重视一般性知识。

1.3情境型微课的特点

情境型微课的特点：

（1）教学时间比较短。情境型微课的时间大多在3-5分钟左右，一般最长不超过10分钟。

（2）教学内容比较少。情境型微课的内容简洁，突出内容、知识点和主题。

（3）资源容量比较小。情境型微课非常适合老师和同学的学习。

（4）内容比较情景化。情境型微课中教师和学生可以很容易传授和学习具体知识。

（5）内容比较形象。情境型微课是比较具体的，来自于实际生活。

（6）多种传播途径。情境型微课多是以网上的视频、手机的传播、微博的讨论等形式呈现给老师和学生。

（7）针对性比较强。情境型微课可以在比较短的时间内集中解决学生的学习问题，提高学生的成绩。

1.4选题的意义

以前教育来源于生活，长辈教育自己的孩子生活上的技能，孩子们自己在生活中发现问题并获得解答，生活技能提升，这就是情境型微课可以出现并得以发展的巨大原因。我们应该好好学习情境型微课制作，让情境型微课充分的发挥教育教学作用。

情境型微课将会在我们的生活和学习中占据重要的位置，我要充分运用我大学学习的专业知识和技能为制作和开发情境型微课贡献出自己的一份力量。

2开发工具介绍2.1 UG工具介绍

使用UG软件建立一级减速器的模型，包括减速器的箱盖，箱体，箱底，主动轴，从动轴，大齿轮等部分模型的建立和减速器的整体装配建立。

file:///C:/Users/84389/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

图2 UG软件功能

2.2 Solidworks工具介绍

使用SolidWorks软件建立了二级减速器模型，包括减速器的轴、机座、机盖、箱盖、箱底和螺栓等模型的建立和减速器的整体装配建立。

file:///C:/Users/84389/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg

图2-1 SolidWorks软件功能

学海无涯2337

3前期准备
3.1 减速器类型
减速器只有一个主动齿轮，与一个从动齿轮啮合的就是一级减速器。如图3-1所示。
减速器的一个主动齿轮和一个从动齿轮啮合，从动齿轮又和另外的一个齿轮啮合就是二次减速器，如图3-2所示。










图3-1 一级减速器模型

图3-2 二级减速器模型
3.2 减速器应用
此次制作的毕业设计作品中一级减速器和二级减速器都主要应用于传送带和发动机等设备中。
3.3 减速器构思
一级减速器构成：
序号        名称        数量（个）        序号        名称        数量（个）
1        调整垫片1        2        9        油标尺        1
2        轴1        1        10        轴承端盖1        1
3        齿轮轴1        1        11        轴承端盖2        1
4        轴2        1        12        调整垫片2        2
5        齿轮轴2        1        13        轴承透盖2        1
6        轴承透盖1        1        14        下箱体        1
7        轴承1        1        15        螺栓        12
8        轴承2        1        16               

二级减速器构成：
序号        名称        数量（个）        序号        名称        数量（个）
1        调整垫片1        4        22        油标尺        1
2        轴//轴套2        1        23        机盖螺栓        2
3        轴承透盖1        1        24        启盖螺栓        1
4        唇形密封圈1        1        25        轴承盖螺栓        36
5        齿轮轴1        1        26        轴承旁连接螺栓        8
6        轴2        1        27        透气器        1
7        轴//轴套1        1        28        轴承旁连接螺母        8
8        齿轮2        1        29        轴承端盖1        3
9        轴承1        1        30        盖板        1
10        轴//轴套        1        31        盖板连接螺栓        4
11        键31        1        32        轴承透盖2        1
12        轴承端盖2        1        33        吊环        1
13        调整垫片2        1        34        机盖        1
14        齿轮3        1        35        轴3        1
15        键21        1        36        唇形密封圈2        1
16        键22        1        37        垫圈10        2
17        齿轮4        1        38        垫圈8        40
18        轴承2        1        39        垫圈14        9
19        放油螺塞        1        40        输入轴端键        1
20        机座        1        41        输出轴端键        1
21        机盖连接螺母        2                       

学海无涯2337

4减速器建模
4.1减速器零件建模
通过对一级减速器和二级减速器的学习、构思和整理，我们开始着手一级减速器和二级减速器的建模工作。
一级减速器的具体建模过程如下：
箱盖建模过程如下：
（1）打开UG10.0软件，选择新建选项，再打开新建对话框，在对话框的名称文本框中输入新建文件名“机盖.prt”，再选择确定选项，再选择开始选项，再选择建模选项。
（2）选择拉伸工具，在拉伸工具中，选择绘制一个草图操作，绘制草图如下，如图4-1所示。

图4-1
（3）选择完成选项，选择完成草图操作，再选择拉伸工具，进行拉伸操作，如图4-2所示。

图4-2
（4）选择确定选项，再选择抽壳工具，输入参数10，再选择底面，再选择确定选项，如图4-3所示。

图4-3
（5）选择抽壳工具，选择4条内壁线，再选择拉伸工具，输入参数15，再进行求和操作，如图4-4所示。
图4-4
（6）选择偏置面工具，再选择拉伸工具后的前后两个面，输入参数3.5，如图4-5所示。
图4-5
（7）选择边倒圆工具，再选择两条边，输入参数20，再选择镜像特征工具进行操作，如图4-6所示。
图4-6
（8）添加垫块，选择垫块工具，再选择放置位置，输入参数，再进行定位处理，进行线到线和水平距离操作，如图4-7所示。
图4-7
（9）选择拉伸工具，绘制草图如下，如图4-8所示。
图4-8
（10）选择边倒圆工具，输入参数5，结果如图4-9所示。
图4-9
（11）制作凸台，选择凸台工具，输入凸台参数，并确定好它们的方位，如图4-10所示。
图4-10
（12）选择简单孔工具，输入基本参数进行操作，如图4-11所示。
图4-11
（13）建立第二个凸台，进行打简单孔操作，选择凸台工具，定位时进行点到线和水平距离操作，如图4-12所示。
图4-12
（14）创建基准平面，选择机盖底面，创建一个基准平面，选择修剪体工具，再选择整个机盖，再选择刚创建的平面，再选择确定选项，结果如图4-13所示。
图4-13
（15）选择拉伸工具，再选择求差或打沉头孔的选项，确定孔的点，输入孔的直径为参数14，结果如图4-14所示。
图4-14
（16）建立吊耳模型，选择拉伸工具，选择草图工具，绘制草图如下，再选择拉伸工具进行拉伸操作，如图4-15、4-16所示。
图4-15、4-16
（17）进行打孔操作，根据CAXA图上孔的位置，选择孔工具，找到图中相应点的位置，然后根据孔的类型和大小进行设定，输入孔的直径，结果如图4-17所示。
图4-17
（18）建立透气盖垫块模型，选择拉伸工具，选择草图工具，绘制草图如下，完成草图后进行向下拉伸操作，输入参数，并进行求差操作，得到透气孔盖模型，结果如图4-18、4-19所示。
图4-18图4-19
（19）建立透气孔模型，选择拉伸工具，绘制草图如下，进行与原拉伸求差操作，并在四周打上孔，输入基本参数，结果如图4-20、4-21所示。
图4-20、4-21
（20）完成箱盖的制作，选择螺纹工具，再选择边倒圆工具对箱盖上需要倒圆的地方进行边倒圆操作，再选择倒斜角工具对箱盖上需要倒角的地方进行倒斜角操作，如图4-22所示。
图4-22
箱底建模过程如下：
（1）打开UG软件，选择新建选项，新建一个模型文件，输入文件名为“箱底.prt”，并选择确定选项。
（2）绘制箱座模型,选择菜单中设计特征长方体工具，输入长、宽、高等参数，建立块模型，结果如图4-23所示。
图4-23
（3）进行抽壳操作，选择抽壳工具，输入参数10，再选择块的上表面，如图4-24

学海无涯2337

（4）选择拉伸工具，再选择4条内壁线和两侧偏置曲线，输入基本参数，如图4-25所示。
图4-25
（5）进行偏置面操作，选择偏置面工具，选择左右两个面，输入基本参数，结果如图4-26所示。
图4-26
（6）选择垫块工具，输入基本参数，再选择放置面，并进行定位操作，如图4-27所示。
图4-27
（7）进行添加凸台操作，选择凸台工具，输入基本参数，并进行定位操作，如图4-28所示。
图4-28
（8）进行添加第二个凸台操作，选择凸台工具，输入基本参数，并进行定位操作，如图4-29所示。
图4-29
（9）对两个凸台进行打孔操作，选择孔工具，输入基本参数，如图4-30、4-31所示。
图4-30、4-31
（10）进行修剪体操作，选择基准平面选项，再选择上表面确定，再选择修剪体工具，再选择块和基准平面，结果如图4-32所示。
图4-32
（11）选择拉伸工具或选择孔工具，画好草图或确定点的位置，进行打孔操作，结果如图4-33所示。
图4-33
（12）进行镜像垫块、凸台和一些沉头孔、简单孔操作，选择镜像特征工具，再选择凸台、垫块、孔工具，再选择创建的基准平面，结果如图4-34所示。
图4-34
（13）绘制箱体吊耳草图，选择拉伸工具，选择草图工具，绘制草图如下，进行对称的拉伸操作，结果如图4-35、4-36所示。
图4-35、4-36
（14）制作游标尺的凸台模型，选择拉伸工具，绘制草图如下，输入基本参数，结果如图4-37、4-38所示。
图4-37、4-38
（15）建立油塞孔模型，选择拉伸工具，再选择油塞平面，绘制草图如下，结果如图4-39所示。
图4-39
（16）建立底座模型，选择拉伸工具，再选择箱体表面，绘制草图如下，结果如图4-40、4-41所示。
图4-40、4-41
（17）建立勒板模型，选择拉伸工具，再选择箱体表面，绘制草图如下，结果如图4-42、4-43所示。
图4-42
图4-43
（18）选择拉伸工具，再选择箱体侧面，绘制草图如下，结果如图4-44、4-45所示。
图4-44
图4-45
（19）绘制孔和地脚螺栓孔草图，如图4-46所示。
图4-46
（20）完成箱座制作，将有螺纹的孔注上螺纹，选择边倒圆工具，进行边倒圆操作，选择倒斜角工具，进行倒斜角操作，如图4-47所示。







图4-47
输出轴建模过程如下：
（1）打开UG软件，选择新建选项，打开新建对话框，在对话框的名称选项文本框中输入“从动轴”，选择确定选项。
（2）绘制从动轴草图，选择回转工具，选择草图工具，绘制草图如下，如图4-48所示。
图4-48
（3）选择完成选项，得到从动轴图形如下，如图4-49所示。







图4-49
（4）选择拉伸工具，进行绘制草图操作，如图4-50、4-51所示。
图4-50
图4-51
（5）再建立一个键槽模型，选择拉伸工具，再选择刚创建的平面，进行绘制草图操作，结果如图4-52、4-53所示。


图4-52
图4-53
（6）选择边倒圆工具将在需要倒圆的地方进行倒圆操作，选择倒斜角工具将在需要倒角的地方进行倒斜角操作，得到轴的模型如下，如图4-54所示。
图4-54
主动轴建模过程如下：
（1）打开UG软件，选择新建选项，打开新建对话框，在对话框的名称文本框中输入“齿轮轴”，选择确定选项。
（2）选择UG插件工具，进行绘制齿轮草图操作，输入基本参数，选择完成选项，再选择拉伸工具，建立圆柱体模型，再选择插件工具，输入齿轮的基本参数，得到齿轮模型，再选择凸台工具，做各段的轴段，最后选择边倒圆工具和倒斜角工具，进行倒圆和倒角操作，拉伸得到键槽的模型，如图4-55所示。
图4-55
从动齿轮建模过程如下：
（1）打开UG软件，选择新建选项，打开新建对话框，在对话框的名称文本框中输入“大齿轮”，选择确定选项。
（2）选择UG插件工具，进行绘制斜齿轮草图操作，再选择回转工具，进行绘制轮毂草图操作，再进行求差操作，结果如图4-56所示。
图4-56
主动轴的装配过程如下：
（1）选择新建选项，再选择模板类型为装配选项，再选择确定选项，进入装配界面，并弹出添加组件对话框。
（2）在自己画的零件图中找到“齿轮轴”文件进行添加，因为是第一个组件，一般情况下选择绝对原点的定位方式，再选择确定选项。
（3）选择菜单首选项/装配选项，系统弹出装配首选项对话框，在交互的下拉菜单选择配对条件选项，再选择确定选项。
（4）添加组件“档右环1”,在定位选项列表中选择配对选项，再选择应用选项，系统弹出配对条件对话框，选择中心配对和配对选项进行约束，之后依次按此法添加其他组件，装配完成。
从动轴的装配过程如下：
（1）选择新建选项，选择模板类型为装配，再选择确定选项，进入装配界面，并弹出添加组件的对话框。
（2）在自己画的零件图中找到“从动轴”文件进行添加，因为是第一个组件，一般情况下选择绝对原点的定位方式，再选择确定选项。
（3）装配的方式与主动轴的装配方法一致，装配完成。
总图的装配如下：
将主动轴的装配和从动轴的装配分别作为一个整体与箱盖和箱座进行装配，将所有的小部件安装到位，再选择类选择工具，进行颜色和透明度的调整，如图4-57所示。
图4-57
二级减速器的具体建模过程如下：
（1）打开Solidworks工具，选择新建选项，再选择零件选项点击确定，如图4-1所示。
图4-1零件建模
（2）在平面上拖出长32mm，高9mm，半径R7mm的圆台，再选择倒圆角工具，上下面各倒角1mm，得到II轴小键模型，如图4-2所示。
图4-2 II轴小键
（3）在toll box 里直接调用斜齿轮，指定参数齿数：z1=22 z2=85 z3=32 z4=91;螺旋角：β1=13.412°β2=12.528°；变位系数x均为0 ；中心距：a1=110mm a2=126mm;齿宽：b1=46mm b2=40mm b3=66mm b4=60mm:材料：小齿轮选用50Cr,大齿轮选用45钢，得到齿轮22模型，如图4-3所示。
图4-3 齿轮22
（4）在toll box 里直接调用唇形密封圈，旋转360°，得到唇形密封圈1模型，如图4-4所示。
图4-4 唇形密封圈1
（5）在toll box 里直接调用唇形密封圈，旋转360°，得到唇形密封圈2模型，如图4-5所示。
图4-5 唇形密封圈2
（6）在平面上直接选择草绘工具画出半径为14mm的圆形草绘，再选择拉伸工具拉伸48mm，再选择倒圆角工具，上下圆面倒角2mm，得到定位销模型，如图4-6所示。
图4-6 定位销
（7）在平面上直接选择草绘工具画出长150mm，宽100mm的长方形，再选择倒圆角工具，各角倒角R10，再选择拉伸工具拉伸2mm，再选择草绘工具画出半径为8mm的圆，再选择拉伸工具拉伸2mm，得到盖板模型，如图4-7所示。
图4-7 盖板
（8）在平面上直接选择草绘工具，再选择拉伸工具，再选择切除工具，再选择直径为6mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使六角头螺栓平均分布切除，再选择倒圆角工具，得到机盖模型，如图4-8所示。
图4-8 机盖
（9）在平面上直接选择草绘工具，再选择拉伸工具，再选择切除工具，再选择直径为6mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使六角头螺栓平均分布切除，再选择倒圆角工具，得到机座模型，如图4-9所示。
图4-9 机座
（10）在平面上直接选择草绘工具，再选择拉伸工具，再选择切除工具，再选择直径为6mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使六角头螺栓平均分布切除，再选择倒圆角工具，得到机座2模型，如图4-10所示。
图4-10 机座2







（11）在平面上直接选择草绘工具，再选择拉伸工具，使用切除工具，再选择直径为6mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使六角头螺栓平均分布切除，再选择倒圆角工具，得到机座3模型，如图4-11所示。
图4-11 机座3
（12）在平面上直接拖出大圆直径为110mm，小圆直径为80mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸5mm，再选择切除工具在直径93mm处切除直径为8.8mm的圆，共6个，平均分布在圆环上，得到调整垫片1模型，如图4-12所示。

学海无涯2337

（13）在平面上直接拖出大圆直径为130mm，小圆直径为100mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸5mm，再选择切除工具在直径113mm处切除直径为8.8mm的圆，共6个，平均分布在圆环上，得到调整垫片2模型，如图4-13所示。
图4-13 调整垫片2
（14）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，得到有标尺模型，如图4-14所示。
图4-14 有标尺
（15）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，得到轴1模型，如图4-15所示。
图4-15 轴1
（16）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具切除长18mm,高为9mm,直径为14mm和长18mm,高为9mm,直径为14mm，得到轴2模型，如图4-16所示。

图4-16 轴2
（17）在平面上直接拖出大圆直径为45mm，小圆直径为43mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸30mm， 得到轴2上轴套模型，如图4-17所示。
图4-17 轴2上轴套
（18）在平面上直接拖出大圆直径为43mm，小圆直径为41mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸30mm， 得到轴2下轴套模型，如图4-18所示。
图4-18 轴2下轴套
（19）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具切除长18mm,高为9mm,直径为14mm和长18mm,高为9mm,直径为14mm，得到轴2模型，如图4-19所示。
图4-19 轴3
（20）在平面上直接拖出大圆直径为43mm，小圆直径为41mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸20mm， 得到轴3轴套模型，如图4-20所示。
图4-20 轴3轴套
（21）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°,再选择倒圆角工具，再选择切除工具切除直径为2mm，高为10mm的圆柱体，得到轴2模型，如图4-21所示。
图4-21 轴111
（22）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承端盖1模型，如图4-22所示。
图4-22 轴承端盖1
（23）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承端盖2模型，如图4-23所示。
图4-23 轴承端盖2
（24）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承透盖1模型，如图4-24所示。
图4-24 轴承透盖1
（25）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承透盖2模型，如图4-25所示。
图4-25
4.2减速器组装
选择文件选项，再选择导入选项，将所有零件导入同一个文件中，再选择场景工具，进行添加背景图片操作，如图4-26所示。
图4-26 二级减速器

学海无涯2337

（13）在平面上直接拖出大圆直径为130mm，小圆直径为100mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸5mm，再选择切除工具在直径113mm处切除直径为8.8mm的圆，共6个，平均分布在圆环上，得到调整垫片2模型，如图4-13所示。
图4-13 调整垫片2
（14）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，得到有标尺模型，如图4-14所示。
图4-14 有标尺
（15）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，得到轴1模型，如图4-15所示。
图4-15 轴1
（16）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具切除长18mm,高为9mm,直径为14mm和长18mm,高为9mm,直径为14mm，得到轴2模型，如图4-16所示。

图4-16 轴2
（17）在平面上直接拖出大圆直径为45mm，小圆直径为43mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸30mm， 得到轴2上轴套模型，如图4-17所示。
图4-17 轴2上轴套
（18）在平面上直接拖出大圆直径为43mm，小圆直径为41mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸30mm， 得到轴2下轴套模型，如图4-18所示。
图4-18 轴2下轴套
（19）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具切除长18mm,高为9mm,直径为14mm和长18mm,高为9mm,直径为14mm，得到轴2模型，如图4-19所示。
图4-19 轴3
（20）在平面上直接拖出大圆直径为43mm，小圆直径为41mm的圆环，再选择拉伸工具拉伸20mm， 得到轴3轴套模型，如图4-20所示。
图4-20 轴3轴套
（21）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°,再选择倒圆角工具，再选择切除工具切除直径为2mm，高为10mm的圆柱体，得到轴2模型，如图4-21所示。
图4-21 轴111
（22）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承端盖1模型，如图4-22所示。
图4-22 轴承端盖1
（23）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承端盖2模型，如图4-23所示。
图4-23 轴承端盖2
（24）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承透盖1模型，如图4-24所示。
图4-24 轴承透盖1
（25）在平面选择草绘工具画出草图，再选择旋转工具，旋转360°，再选择切除工具，再选择直径为8mm六角头螺栓切除，再选择阵列工具，使6个六角头螺栓平均分布，得到轴承透盖2模型，如图4-25所示。
图4-25
4.2减速器组装
选择文件选项，再选择导入选项，将所有零件导入同一个文件中，再选择场景工具，进行添加背景图片操作，如图4-26所示。
图4-26 二级减速器