基于Pro/E 的《数字化与智能化设计》课程建设研究

齐向阳 孙会来 戚江波

（天津工业大学机械工程学院，天津300387）

1 课题的现状分析与意义

随着国家“智能制造2025”的提出，为了培养创新驱动，智能化升级改造需要高水平的人才，全国高校着手进行“智能制造”专业方向的教学建设。

通过以“新工科”建设为契机，并结合机械装备行业自动化、数字化、智能化的发展趋势，在原机械工程专业自身专业特点的基础上突出智能制造特色，在目前没有公认完整智能制造教学体系的前提下，本着新工科方向将来稳妥、健康的发展，也为了教学体系建设经验的积累，需要对其进行探索与研究。

从目前机械设计制造的教学体系来说，已经实现了从传统设计制造向CAD/CAM的转换，随着智能制造的提出，如何深化数字化设计，并向智能化设计方向转化，这种转化和过渡在知识体系上的连贯性的保持，是摆在每位教师面前的一项重要任务。该课题以本校智能制造实验班课程《数字化与智能化设计》为研究对象来探索这种转化与提升，因此，本课题的设置有着重要的意义。

图1 开发设计流程

2 主要研究内容

数字化、智能化设计技术是实现产品创新和快速开发，实现创造力资源有效利用的重要手段。本课题是在Pro/E5.0 基础上，对其进行二次开发，实现典型齿轮（斜齿和人字形齿轮）三维数字化、参数化和智能化设计。目的是在学生在学习完成机械原理、机械设计的基础上，在具有对非标准齿轮进行设计、校核的相关知识的前提下，让学生学会利用现代数字化、参数化等设计手段实现智能化三维齿轮的快速设计、校核。

本课题利用VS 2005 编写斜齿轮与人字形齿轮的设计计算代码程序，通过Pro/E5.0 的二次开发工具Pro/Toolkit，将其嵌入Pro/E 软件的菜单中，同时，在Pro/E 中建立两种齿轮的基本模型，利用尺寸驱动功能，变为新参数下的新齿轮模型。设计流程如图1 所示。

在系统设计过程最关键的点是实现齿轮设计菜单嵌入与关联图，包括：菜单的嵌入和关键驱动尺寸的关联，如图2 所示。

图2 齿轮设计菜单嵌入与关联

最后，生成的典型齿轮三维设计系统如图3 所示。该系统不但包括新尺寸下的模型生成，还包括对新模型的强度（弯曲疲劳强度和接触疲劳强度）校核。

图3 典型齿轮三维设计系统

3 结论

通过该课题的研究，开发一套参数化、数字化和智能化设计的平台，并开放接口，让学生从最熟悉的齿轮开始，将学生的智能设计思想通过程序体现在该平台上，实现从依靠CAD，数字化设计逐渐向智能设计理念的柔和过渡。同时，也帮助学生实现了从理性认识到感性认识，从理论到实践的转变。