Трехмерное компьютерное моделирование в преподавании дисциплины «Теория механизмов и машин»

Эффективный метод обучения студентов, используемый в преподавании дисциплины «Теория механизмов и машин» (ТММ), основан на трехмерном компьютерном моделировании сложных моделей. Данный метод способствует лучшему воспрятию предмета, популяризации и распространению научных знаний с многократно усиливающимся эффектом в случае открытого доступа к 3D-документам, размещенным в сети Интернет. На кафедре «Теория механизмов и машин» МГТУ им. Н.Э. Баумана студенты 3-го курса в процессе выполнения курсового проекта в качестве объекта исследования и 3D-моделирования использовался необычный планетарный механизм, представляющий собой усеченную копию модели Солнечной системы (The Orrery). Оригинальная модель была создана шотландским астрономом Дж. Фергюсоном в XVIII в. для иллюстрации движения узлов и апогея орбиты Луны. Особенностью исследуемой модели № 9 из Русской коллекции при МГТУ им. Н.Э. Баумана является то, что вращательное движение входного звена механизма преобразуется в поступательное движение выходного звена («парадокс Фергюсона»). Изучение и объяснение столь необычного движения звеньев механизма требует от студентов дополнительных знаний в области ТММ и истории техники в сочетании с навыками работы с 3D-технологиями. Новые образовательные технологии, основанные на использовании мультимедийного оборудования и автоматизированных программ трехмерного моделирования, относятся к информационно-развивающим и позволяют организовать направленную исследовательскую работу студентов, способствуя развитию объемно-пространственного мышления и творческого воображения будущих инженеров.

Литература

[1] Evgrafov A., Egorova O., Khisamov A. Experience of Modernization of the Curriculum TMM in St. Petersburg State Polytechnical University. New Trends in Educational Activity in the Field of Mechanism and Machine Theory. Springer, 2014, vol. 19, pp. 239–247.

[2] Uicker J.J., Pennock G.R., Shigley J.E. Theory of Machines and Mechanisms. Oxford University Press, 2011, 928 p.

[3] Ceccarelli M. Evolution of TMM (Theory of Machines and Mechanisms) to MMS (Machine and Mechanism Science): An Illustration Survey. Proc. of 11th IFToMM World Congress, Tianjin (PR China), 2004, vol. 1, pp. 13–24.

[4] Тимофеев Г.А. Теория механизмов и машин. Москва, Издательство Юрайт, 2010. 351 с.

[5] Леонов И.В., Леонов Д.И., Павлов Б.И., Егорова О.В. Применение системы MathCAD в курсовом проектировании по теории механизмов и машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Баумана, 2012. 49 с.

[6] Golovin A., Tarabarin V. Russian Models from the Mechanisms Collection of Bauman University. Springer, 2008. 261 p.

[7] Histoire du musee. URL: http://www.arts-et-metiers.net/musee/histoire-du-musee (дата обращения 10 февраля 2015).

[8] Егорова О.В., Тимофеев Г.А. Августин де Бетанкур — один из основоположников высшего инженерно-технического образования в России. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2010, № 1(78), с. 115–124.

[9] Егорова О.В., Моисеев А.Н. По следам «русского испанца». Международная жизнь, 2011, № 10, с. 120–140.

[10] Egorova O. Agustin de Betancourt. Secretos cubanos de un ingeniero hispano-ruso (in Spanish). Ediciones Abril, La Habana (Cuba), 2010. 128 с.

[11] Федоров И.Б., Павлихин Г.П. Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. 175 лет. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 352 с.

[12] James Ferguson (1710–1776). URL: http://en.academic.ru/dic.nsf/enwiki/962220 (дата обращения 1 марта 2015).

[13] James Ferguson (Scottish astronomer). URL: http://en.wikipedia.org/wiki/James_Ferguson_(Scottish_astronomer) (дата обращения 20 февраля 2015).

[14] James Ferguson’s Mechanical Paradox Orrery. URL: http://armstrongmetalcrafts.com/Products/ParadoxOrrery.aspx (дата обращения 10 февраля 2015).

[15] Sun and planet gear. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Sun_and_planet_gear (дата обращения 1 марта 2015).

[16] Explanation of Ferguson’s Paradox. URL: http://www.mekanizmalar.com/fergusons_paradox.html (дата обращения 25 февраля 2015).

[17] Autodesk 3ds Max Design 2014 (Version 16.0). URL: http://www.seedoff.net/torrent/78777-autodesk-3ds-max-design-2014 (дата обращения 1 марта 2015).

[18] URL: http://www.kakprosto.ru/kak-53090-kak-nauchitsya-rabotat-v-autocad#ixzz3X51 Qylud (дата обращения 1 марта 2015).

[19] Autodesk 3ds Max. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Autodesk_3ds_Max (дата обращения 1 марта 2015).

[20] Брекалов В.Г., Терехова Н.Ю., Сафин Д.Ю. Применение технологии трехмерного прототипирования в образовательном процессе. Дизайн и технологии, 2012, № 29(71), с. 118–123.