第一篇：Ρroteus电子电路仿真软件在电子技术课程教学中的应用
Proteus电子电路仿真软件在电子技术教学中的应用
电子信息系应用电子教研室
陆丽梅
摘要 随着科技的发展，电子技术的应用也越来越广，越来深入，传统的理论课堂教学临着着很大的挑战。但随着计算机技术的普及、EDA 技术的广泛应用，将EDA 技术引入电子技术课程教学,可以使电子技术的课堂教学紧跟时代的脚步。本文以电子技术课程中的“三极管放大器”电路的分析为例来说明EDA软件之一Proteus仿真软件在电子技术课程教学中的应用。
关键词 电子技术 Proteus仿真软件
“电子技术” 是电子信息、通信、计算机等专业一门重要的专业基础课程，随着电子技术和计算机的迅速发展，电子技术的应用越来越广泛，新器件、新电路和新技术不断的涌现,我们的课堂教学也将面临着着更大的挑战。将EDA(Electronic DesignAutomation电子设计自动化)技术引入电子技术课程教学, 可以使学生在掌握制作、检测技能的同时,通过EDA技术软件进行设计、仿真,理解所操作的技能的原理,增加学习的兴趣。同时可使课堂教学更生动、直观,达到让电子技术课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。
一 电子技术多媒体课件的特点
多媒体课件是以计算机为操作平台，运用多媒体技术将文字、声音、图象、动画和视频等集成于一体，使抽象的内容具体化、枯燥的内容趣味化。从而拓宽学生的知识视野，提高学生的学习兴趣，是现代教学发展的必然趋势。电子技术的研究对象主要半导体材料和器件（二极管、三极管、场效应管）及其基本电路、功率放大电路、集成运算放大器及其应用电路、负反馈放大电路、直流稳压电源等，其特点主要表现在：
(1)电子技术中基本单元电路、关键元件多，复杂；电路中的元件(器件)动作方式属于线性变化的电路，通常着重的是放大倍率、信噪比、工作频率等问题。如:直流稳压电源电路,放大器电路,报警电路，显示电路，振荡电路等都是可仿真电路。
(2)当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中（信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上），而这些都是比较抽象，看不到也感觉不到的。
二、电子电路仿真软件Proteus功能特点
1、Proteus电子电路仿真软件功能
Proteus仿真软件是可以对电子技术电路进行模拟仿真的工作台,具有较完善的各种元器件原理图库、元件封装图、常用测量、常用的分析仪器等。能进行电子电路设计仿真，并能对电子电路进行较详细的分析,包括静态分析、动态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和器件的线性与非线性分析, 还能进行离散付里叶分析、零极点分析等多种高级分析。Proteus不但是一个非常优秀的电子设计软件, 而且也是一个非常优秀的电子技术模拟实际训练软件,它几乎可以完成在实验室进行的所有电子技术的实验,并且和实际实验情况非常贴切,选用的元器件和仪器也和实际情况非常相近,一般会正确使用常规仪器的读者,都能较快地掌握软件所提供的虚拟仪器的使用方法。另外在实验设备和仪器不能满足某些实验课要求的情况下,用Proteus进行仿真实验不失为一种有效的补充方法。
2、Proteus电子电路仿真软件特点(1)直观的操作界面
由于Proteus软件是基于Windows 操作系统上的, 所以它的操作方法的其它基于Windows 环境下的软件操作方法一样,所见即所得，Proteus采用图形方式创建电路，所需要的元器件和测量仪器可直接从窗口中选取拖到电路图中，使用特别方便，而且元器件和仪器的图形与实物外形非常接近，仿真效果好，要用的元器件、仪器等,只要用鼠标点击,随时可以取来,完成参数设置,连接成电路,就可以启动运行,进行分析和测试。因此Proteus软件具有入门容易,学习轻松,结合实际,富有趣味的特点。使用者可以在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
（2）丰富的元器件库
Proteus软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。Proteus提供了数千种虚拟电路元器件，包括信号源、基本元件、晶体管、集成电路、指示器件、控制器件等36大类，其中数字集成电路库中存放了最常用的各种TTL、CMOS数字集成电路，各元器件的参数均可随意设定，用户还可根据需要方便地扩充已有的元器件库。软件还可以容易的上网升级，使市场上新出的元件都能在Proteus中找到。
（3）兼容性强
作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。能将设计
好的电路文件直接输出到常用的一些电子电路排版软件, 如protel、EWB、CAD等, 排出印刷电路板图,为实现电子电路的设计提供了很大的方便。
（4）齐全的测试仪器
Proteus提供了仿真实验EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器使用方法。所需的虚拟仪器设备，包括函数信号发生器、示波器、数字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等，利用这些虚拟仪器可多方位地观察仿真结果。Proteus提供了8种基本分析工具、6种扫描分析工具、2种系统分析工具，可对电子技术进行仿真分析，还可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障进行分析。
（5）安装简单，易操作
Proteus是个免费软件，下载后安装不用一分钟，也不用激活等烦杂操作，安装后只需把密码钥匙复制到安装盘的目录下，如果是7.8版的只需升级破解码即可。这软件是原是我们电子系单片机的老师上课用，在2008年有老师开始将它使用于数字电路的教学中，本人于2011年开始将它应用于模拟电路中，并于这两年在电子系推行，包括没过电脑的退休老教师或和不会电脑仿真的老师都可以很快的学会操作，并应用本人设计的Proteus电路进行教学，教学效果显著。
三、在电子技术课堂教学中应用电子电路仿真软件Proteus
1、在电子技术教学中应用电子电路仿真软件Proteus的优点
电子技术是电子专业的一门骨干课程,其教学效果的好、坏,学生掌握的程度, 将直接影响后续各类相关专业课程的教学效果。目前,在电子技术课程教学中, 教师一般采用的教学方法是:先在课堂上给学生介绍理论知识,再引用使用的电路及实物加以论证,然后由学生通过做电子制作和检测加深对理论的理解。这种传统的教学方式,存在着以下的问题:一是大多数教师认为理论引导技能，所以只有传授理论知识到位了,制作及检测才有真实的意义，使学生觉得理论课堂枯燥乏味，觉得电子难学,从而对学习电子失去兴趣。二是理论分析通常都是一些繁琐的公式推导及一些孤立的计算数据,很难形成电路的特性曲线,缺乏直观性,更难对电路的参数进行分析及优化设计。三是学生在听理论课时,由于跟实际联系不上,对理论难以理解,甚至于不能理解,造成对电子技术“难学、抽象”的思想障碍,从而对学习失去兴趣。将Proteus引入电子技术教学,可以使教师在讲解理论或引导学生制作及检测的同时,利用Proteus软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习兴趣。使课堂教
学更加生动、直观,使电子技术课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解，使电子的制作及检测具有更好的可操作性。
2、在电子技术课堂教学中应用Proteus电子电路仿真软件实例
下面以Proteus7.8版本为例通过“三极管放大器“分析为例,说明Proteus软件在电子技术课程教学中的应用效果。
打开Proteus，在电路工作区输入如下图1电路。其中正弦交流信号电压幅度设置为0.1V 频率设置为1kHz,如图连接示波器和电压表利用Proteus7.8进行仿真分析,(1)．测试电路的功能
图1三极管放大器
如图1将电源、信号源、示波器探头接入电路，打开软件左下脚的播放按键，电路开始仿真如图1从图中可直观的看到，输入信号的波形，三极管基极的波形，三极管发射极波形、集电极的波形之间的关系，以及放大的电路的正常Ube、Uce电压值。(2)．电路的故障现象及排除方法
Proteus软件的电路可操作性强，可以方便的调整电路的连接或元件的参数来观察电路出现的故障，并通过演示故障排除方法让学生很容易掌握实际的故障操作。
如下图
2、图3调节电位器RV1可观察到波形的失真情况，同时得到失真时电压的特点。
图3截止失真
(3)．电路的元件参数设置
为保证电路正常运行，元件参数的选择是很很重要的，如何选择元件呢选择的元件能不能让电路正常呢，可以通过仿真来验证。Proteus软件可以很方便的更改元件参数来观察电路的如下图4，是对下偏置电阻的参数的更改，可改变元件的型号、序号、参数值、封装等。
图4 元件参数的调整
四 小结
可见,在电子技术课程教学中,应用Proteus仿真软件进行理论分析及电路结构的模拟分析时,可以使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化, 使枯燥的电路特性分析变得生动、形象、真实、可信,让学生在课堂中就能感受到实验才具有的测试效果,更好地把理论与实验
联系起来。虽然,软件的仿真不能完全代替硬件试验,但Proteus软件的仿真分析功能与精确度,是任何硬件实验都难以达到的。因此,将Proteus软件应用于电子技术教学,将有利于培养学生用工程观点分析问题的解决问题的能力,全面提高学生的整体科技素质。
第二篇：仿真软件在模拟电子技术教学中的应用
内容摘要：
摘 要： 本文介绍了仿真软件在模拟电子技术课程教学环节中的一些做法，通过仿真虚拟实验平台与理论有机结合的教学手段，对培养学生创造性思维能力，改善了教学手段，丰富了教学内容，提高了课堂教学效率，具有极其重要的作用，使大家认识到仿真软件在模拟电子技术教学中有着广阔的应用前景。
摘 要： 本文介绍了仿真软件在模拟电子技术课程教学环节中的一些做法，通过仿真虚拟实验平台与理论有机结合的教学手段，对培养学生创造性思维能力，改善了教学手段，丰富了教学内容，提高了课堂教学效率，具有极其重要的作用，使大家认识到仿真软件在模拟电子技术教学中有着广阔的应用前景。
关键词：仿真软件 模拟电子技术 虚拟实验平台 应用
电子课程教学是以理论课教学、课程实验和课程设计等教学环节构成。我们在教学实践过程中，如果结合理论教学的进程，利用仿真软件在计算机上进行模拟电子电路实验和电路设计的仿真，作为教学的补充，既帮助学生更好地理解电子技术的理论知识，又能确保课程实验电路参数的正确性，还为设计者免去了重复“制作—修改—再制作—再修改”的重复劳动，可以取得良好的教学效果。实践证明，这种教学、设计手段的运用，有助于增强学生感性认识，培养学生创新能力、计算机应用能力和实际动手能力。我现介绍我院将仿真软件应用于模拟电子技术课程教学中的实际做法。
1.将虚拟仿真引入课堂，进行演示实验，提高课堂教学效率
过去主要是理论课教学，过于注重原理分析、公式推导，学生听起来枯燥无味，难于理解。为了提高教学效率，需要配合演示实验。但准备演示实验，需要花费较多时间；将多种仪器搬到教室，使用不便；演示操作过程，会占用过多时间，影响教学进度。
现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。
在模拟电路中讲授振荡电路的起振时，通过电路的正反馈作用，输出信号就会逐渐由小变大，当振荡幅度增大到一定的程度后，由于三极管的限幅作用，最后使得输出的波形稳定。学生很难理解，用现有的仪器根本就不能显示出起振的波形来，现在利用protel仿真显示出波形（图2），振荡器起振的过程非常直观，还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真，但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高，则需要采用改进型号振荡电路，即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效地提高了课堂教学效率。
2.开设仿真实验，改革实验教学方法，提高实验教学质量
电子技术课是一门实践性很强的课程，理论学习必须紧密地与实践结合起来。以往，实践环节主要是上实验课，实验内容多为验证性实验，设计性、综合性实验较少。
我们的做法:在学习模拟电子技术的过程中，抽几节课讲解仿真软件的使用方法。在电子技术实验课之前，学生必须先将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高，特别是在设计性实验中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果，直到满足电路设计要求。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子电路的设计水平。这样很好地解决了原来设计电路的缺陷：先设计出电路，买回元件后，在面包板或印制电路板上安装调试，需要连接很多的电位器，当调试好以后，必须重新买元件，重新安装调试，将损耗浪费大量的电子元器件。
第三篇：浅析Proteus软件在电工电子教学中的应用
浅析Proteus软件在电工电子教学中的应用
【摘 要】虚拟仿真实验平台很好地解决了到实验室做实验经常会碰到的各种参数不易控制、元件的调换不方便等这些难题。Proteus是目前较为先进和成熟的仿真实验工具，将Proteus软件应用于仿真教学中，能使教学变得形象、直观，把不可视的电子运动转为实际效果，引起学生的学习热情与兴趣，能取得较好的教学效果。
【关键词】Proteus 电工电子 仿真
传统电类课程的教学方法是到实验室做实验，如使用信号发生器、示波器等电子仪器来进行验证。将Proteus软件应用于仿真教学中，能使教学变得形象、直观，把不可视的电子运动转为实际效果，引起学生的学习热情与兴趣。以下举三个例子来说明该软件在一般电类教学中的应用。
1.Proteus在电工基础类教学中的应用
对初学电工的同学来说，电流方向与电位高低关系很难明白，采用软件的交互仿真功能，就能很直观的观察到电流的流向和电位的关系，如图1（a）（b）所示：
（a）图中，交流电为正半周（红点所处位置），上方为高电位（红色），下方为低电位（蓝色），电流从高电位点通过灯泡流到低电位点；再由低电位点通过电源流向高电位点。
（b）图中，交流电为负半周，下方为高电位（红色），上方为低电位（蓝色），电流从高电位点通过灯泡流到低电位点；再由低电位点通过电源流向高电位点。
使用交互仿真功能，还能观察电动机的转动、听到扬声器发出的声音等。其优点是高低电位用不同颜色的导线表示，能观察电流的流向，用电流电压探针动态显示电流电压值，让抽象的概念变得形象具体。
2.Proteus在门电路功能教学中的应用
在数字电路中，门电路的概念和难点比较集中，如果学生没有学会，这门课基本上也学不会。在Proteus软件中调出任意门电路，每个引脚用有色小方块显示其状态：蓝色表示低电平，红色表示高电平，灰色表示浮空，黄色表示冲突。改变A、B输入状态，Q马上有输出结果，明了直观，学生能很快接受和理解异或门电路的功能。
如以下图2（a）（b）所示：为门电路输入输出仿真电路。
图中左边的为逻辑状态输入，只要单击左键或改变箭头，就可以改变输入状态；右边为逻辑探针，根据门电路功能，指示输出状态值。同时，在器件的输入输出端口，用红、蓝点表示电位高低。
采用逻辑状态输入其特点是数据输入简单，无需接其他电源、元件，电路简洁，易于理解。
3.Proteus仿真显示译码器功能教学
七段数码管是较为常用的显示器，但七段数码管要显示，必须由驱动器驱动。CD4511是常用的输出高电平有效的七段显示译码器。如果教学仅仅只是讲解其功能，学生大部分听不懂，也不会使用。采用Proteus仿真教学，变难为易。在Proteus中绘出正确电路图，运行仿真，使CD4511的3号脚LT=0，数码管显示8，说明LT=O，其输出abcdefg=l11111，使七段显示器全亮，用来观测七段显示器是否正常。使能级别最高。使CD4511的3号脚LT=1，4号脚BI=0，其输出abcdefg都为0，即七段显示器完全不亮，4号脚可供使用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成宇型的系乱。
结束语：上述几个列子，仅仅只是Proteus软件强大功能应用的一小部分。但可以看出Proteus的仿真教学，可以很好地将理论与实践相结合，有利于增强学生的感性认识，培养学生的学习兴趣（学生不怕触电，不用担心损坏元器件等），也部分解决了学校因实训场所不足而不能正常教学的问题。当然，仿真手段也不是万能的，在实际教学过程中，仿真手段还必须配合一定的实际动手操作实验，才能从根本上增强学生的实际应用能力，真正培养出符合社会需求的高技能人才。
【参考文献】
[1]周润景，张丽娜.Proteus入门实用教程.2007.[2]陆静霞.任务驱动教学法的探索与实践.2006.
第四篇：Multisim仿真软件在数字电子技术教学中的应用
Multisim仿真软件在数字电子技术教学中的应用
摘 要 在数字电子技术课堂中利用Multisim仿真软件进行教学演示，使得枯燥乏味的教学活动变得生动有趣，激发学生学习兴趣，提高学习积极性，增强教学效果。该软件还可以在电路设计及电路制作等其他实践和创新环节开发出更大更广泛的应用。
关键词 Multisim；动态仿真；数字电子技术
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）06-0017-03
在数字电子技术课堂教学中，教师经常需要讲解一些电路图、波形图、时序图等图形，传统的方法无非就是黑板、多媒体投影等形式，以便增强学生对知识要点的理解。但这里有个明显的问题，对大部分教师而言，要花大量的时间在黑板上或者PPT上把各种电路图、波形图或者时序图等精准地画出来，往往是事倍功半，因为画那些图形既费时又费力。从学生角度，也无法正确理解这些图的变化与参数之间的对应关系，与实际明显脱节。这样的学习很难引起学生的充分注意，因而也就不容易建立学习兴趣，所以学习效率也往往较低。结合现代职业教育的理念，这种教学模式和教学过程理论联系实际明显不够，学生的学习积极性不高也在所难免。
Multisim仿真软件中有强大的元器件库和仪表库，可以充分利用软件中这些强大库功能，同时针对学生的知识结构梳理出数字电子技术知识重难点，根据重难点绘制好电路图并将电路图进行动态仿真演示。Multisim仿真软件运行时的波形图、时序图等是动态效果图，很容易集中学生的注意力。在浅化知识点的同时，内容讲授过程变得更生动有形，课堂氛围既严谨又活泼，学生在潜移默化中提高了兴趣，从而增强教学效果。Multisim软件简介
Electronics Workbench（EWB）也称为“虚拟电子工作平台”，是加拿大IIT公司在20世纪八九十年代推出的用来进行电路仿真与设计的EDA软件。美国国家仪器仪表公司（National Instruments）在2005年将IIT公司兼并，MultiSim成为NI公司的电路设计软件的套件之一。2007年初，NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有丰富而强大的仿真分析能力，各种虚拟仪器设备，可以完成各种电路分析方法，以便帮助设计人员深入分析电路性能，提高设计效率，优化电路设计。在数字电路教学上的应用
以JK触发器为例 数字电路教学中，JK触发器属于比较难进行阐述和表达清楚的，学生也难于理解其中的原理的知识点。运用传统的教学方法来阐述JK触发器原理的时候，通常是通过布尔代数表达式来进行推导，通过推导得出JK触发器真值表；然后以真值表为基础，进一步画出JK触发器的时序图。现在看来，这种教学过程往往教师是主体，因为自始至终都是教师在推导演算JK触发器的真值表和表达式。整个过程中大部分学生无法得知教师所讲的JK触发器的硬件电路连接过程、输出波形变化与JK输入端高低电平的对应关系。
但是如果使用Multisim软件，通过软件把电路按图1连接好，同时将电路输出端与状态指示灯也连接好，那么时序图将用实时的示波器或逻辑分析仪来替代。通过两个开关A、B的组合，产生00、01、10、11四种状态的输入信号，然后在触发器的J端、K端分别接入00、01、10、11四种状态的输入信号，JK触发器的输出端Q和-Q的两个状态指示灯就会做出相应的亮灭变化。显而易见，这样的教学设计更加直观、明了，符合中职学生的认知规律，更能激发起学生的兴趣。教师引导学生分组做演示、讲解；学生提问、答疑；学生填表并汇报演示结果，小结。学生得到表1所示真值表。Multisim中电路原理图如图1所示。
通过仿真软件仿真完成JK触发器真值表的推导以后，接下来进一步学习JK触发器的功能。打开逻辑分析仪或者四踪示波器，然后对照真值表对JK触发器的功能做进一步分析。图1是一个波形图，图中示波器界面上同时显示了信号发生器的输入波形、JK触发器JK=11时的两个互补输出端Q和-Q波形。开关AB分别有四种不同输入组合状态，输出结果往往就不同。一方面指示灯表达了输出状态，另一方面输出又有波形显示，这样JK触发器的输入与输出结果之间到底是怎样的关系，通过图形动态演示很容易引人入胜并深入理解。由于该仿真软件提供了同时具备4个输入通道的示波器，同时显示16路信号的逻辑分析仪，这极大地方便了电路的仿真效果，也为课堂教学提供了极大便利。
总之，通过该软件的波形演示，能非常方便地将好几路信号同时显示在一个屏幕上，这样一来，学生和教师就能很方便地比较各信号之间复杂的对应关系，极大地增强了教学效果。
以计数器为例 在讲解计数器过程中，很多教师会根据以往经验积累，在讲解完计数器电路原理后，就直接根据计数器原理中的结论展示出计数器输出的时序图。然而在这个过程中，学生同样不知道电路的硬件连接、设置方法和计数器计数原理。有了Multisim软件的参与，相当于现场进行实验演示，教师可以很方便地利用软件搭建好所要讲解的电路，现场进行演示，然后让学生直接观察运行过程和结果（如图2所示）。可以确定的是，当学生一看到数码管上变化跳动的数字时，他的注意力更容易集中，同时兴趣倍增。电路理论的分析正确是否，都可以通过仿真软件对所搭建的电路进行仿真，查看运行结果。这样学生也会更愿意通过自己对电路的逻辑分析，把逻辑分析结果与软件仿真结果进行对比，验证自己分析是否正确，极大增强学习主动性。
随着教学过程的进一步深入，最后教师得出的时序图（图3），以动态的形式与学生讨论分析，相对于书本上静态图形而言，这种现场实时的、动态的图形不仅直观明了、简单易学，而且更有吸引力、说服力，教学效果更好。结论
学生在数字电子技术的学习中经常因各种逻辑关系而无所适从，教师在数字电子技术讲解过程中因各种波形图和时序图的绘制和讲解费时费力而心力交瘁。通过以上两个数字电路教学中的例子介绍，利用Multisim仿真软件可以使教师在教学实施过程中应用自如、逻辑清晰；学生在学习过程中也兴趣十足，理解透彻。这样，教师的教学和学生的学习都变得非常有趣，教师和学生都可以对数字电路进行逻辑分析和判断，把逻辑分析结果与软件仿真结果进行对比，验证自己分析是否正确。在这个过程中，既可以掌握数字电路的知识，也可以掌握电路连接、电路仿真等其他相关知识和技能，一举多得。
第五篇：ProE软件在机械原理课程教学中的应用
ProE软件在机械原理课程教学中的应用
摘 要 利用Pro/E软件的机构仿真分析功能分析平面连杆机构的传动角、死点位置和急回特性。借此说明，将Pro/E的机构仿真分析功能应用于机械原理课程教学中，能增强学生的感性认识，提高学生学习兴趣，取得较好的教学效果。
关键词 Pro/E；机械原理课程；运动仿真；机构分析
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）10-0050-02
Application of Pro/E Software in Teaching of Mechanical Prin-ciple Course//YAN Xiaohei
Abstract The transmission function analysis for planar linkage angle，dead position and quick return characteristics by means of Pro/E software simulation.To explain，the Pro/E mechanism simulation analysis function applied in the teaching of mechanical principle course，can enhance students’ perceptual knowledge，improve stu-dents’ learning interest，and obtain good teaching effect.Key words Pro/E； mechanical principle course； motion simulation； mechanism analysis 引言
?C械原理是高等院校机械类专业的一门十分重要的主干技术课。通过本课程学习，使学生掌握有关机构与机器运动学的基本理论、基本方法和基本技能，为进一步学习机械类专业课打下良好的理论基础，并培养学生综合分析和解决工程实际问题的能力。其在机械类专业的课程体系中占有十分重要的地位。
对各种机构进行运动学分析是机械原理课程的重点核心内容，也是难点教学内容，若仅仅依靠板书或静态PPT进行教学，会让学生感觉太抽象，不好理解。Pro/E软件中机构仿真模块是一个集运动仿真和机构分析于一身的功能强大的模块。利用该模块对机构进行运动仿真和分析，能让学生观察机构的整体运动情况和各构件之间的相对运动，并输出分析图，进行定量分析，让学生对机构形成非常直观的感性认识，进而取得非常好的教学效果。Pro/E在机械原理教学中的应用：以平面连杆机构为例
平面连杆机构是机械原理课程介绍的第一类机构，学生对其理解得好坏，直接影响其对该课程的学习信心。该机构的传动角、死点位置和急回特性难以理解，用Pro/E的机构仿真功能对其进行仿真分析，可以让学生非常直观地理解这几个知识点[1]。
用Pro/E建立平面连杆机构模型 用Pro/E软件创建一平面连杆机构中的曲柄摇杆机构，其由机架、曲柄、连杆和摇杆四部分组成，如图1所示。设置机架长为150 mm、曲柄长50 mm、连杆长175 mm、摇杆长100 mm。将这些杆件以销钉的方式装配在一起，并在机构模块为曲柄与机架的连接处定义一个伺服电动机，电动机转速设置为60 deg/sec，运转12秒。
用Pro/E分析机构的传动角 传动角γ是衡量平面机构传动质量的重要参数。当机构运转时，其传动角大小是变化的，为了保证机构传动良好，设计时通常应使γmin?R40o。
在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，传动角γ就等于连杆与摇杆之间的夹角（如图1所示）。可利用Pro/E
的机构分析功能定量分析传动角γ在机构运动过程中的变化情况[2]，具体步骤如下。
第一步，通过分析下拉菜单的测量角命令，为连杆和摇杆之间定义一个角分析特征。
第二步，通过右侧工具栏“生成分析的测量结果”命令，选择前一步生成的角分析特征为测量对象，测量其在曲柄运动2周的过程中，随时间的变化情况，并生成测量结果，如图2所示。
从曲线图可直观看出其γmin?Q30o，不满足机构传动设计要求γmin?R40o。
现将机构的连杆长度由175 mm变更为150 mm，重复以上测量操作，得到如图3所示测量结果，此时γmin?R40o，达到机构传动设计要求。
通过以上过程，可以让学生直观观察传动角在机构运动中的变化情况及杆长变化对传动角的影响，同时让学生形成优化机构的意识。
用Pro/E分析机构的死点位置 死点位置是传动角为零，驱动力对从动件的有效回转力矩为零的位置，也是从动件与连杆共线的位置。
曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，机构无死点位置。当取摇杆为主动件时，单击工具命令“拖动元件”，再选中摇杆，移动鼠标，可控制机构运动；可当机构处于如图4所示的两个位置时，机构无法继续移动，说明机构处于死点位置。此时连杆与曲柄位于一条直线上，传动角为0。
用Pro/E分析机构的急回特性 急回特性是指平面连杆机构中从动件的回程平均速度大于工作行程的平均速度的特性。曲柄摇杆机构就具备这一特性。利用Pro/E的机构分析功能分析摇杆顶点的速度，可让学生更好地理解这种特性。在“分析测量的结果”命令中新建测量对象，设置摇杆顶点的速度为测量对象，测量其在机构运动过程中的变化情况，并生成测量结果，如图5所示。由图可知，当曲柄做匀速转动时，摇杆做变速运动，并且摇杆的行程和回程段速度区别显著，回程段的平均速度明显高于行程段的平均速度，直观地表现了该机构的急回特性。结语
Pro/E软件的机构仿真分析功能可形象清晰地将平面连杆机构的运动状态、传动角变化、死点位置及急回特性展示在学生面前，使学生获得对平面连杆机构特性的感性认识，取得较好的教学效果。此法可同样应用于机械原理课程其他机构（如凸轮机构、齿轮机构等）的教学中。Pro/E软件与机械原理课程的有机结合，可增强学生的感性认识，提高学生的学习兴趣，优化教学效果。
参考文献
[1]董亚峰，程鹏飞，黄莉.ProE运动仿真功能在实验教学中的应用[J].山西农业大学学报：社会科学版，2007（S1）：
74-75.[2]吴昊.基于ProE的四铰链曲柄滑块机构运动分析[J].湖北工程学院学报，2014（3）：121-123.
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