基于Pro/E 的《數字化與智能化設計》課程建設研究

齊向陽 孫會來 戚江波

（天津工業大學機械工程學院，天津300387）

1 課題的現狀分析與意義

隨著國家“智能制造2025”的提出，為了培養創新驅動，智能化升級改造需要高水平的人才，全國高校著手進行“智能制造”專業方向的教學建設。

通過以“新工科”建設為契機，并結合機械裝備行業自動化、數字化、智能化的發展趨勢，在原機械工程專業自身專業特點的基礎上突出智能制造特色，在目前沒有公認完整智能制造教學體系的前提下，本著新工科方向將來穩妥、健康的發展，也為了教學體系建設經驗的積累，需要對其進行探索與研究。

從目前機械設計制造的教學體系來說，已經實現了從傳統設計制造向CAD/CAM的轉換，隨著智能制造的提出，如何深化數字化設計，并向智能化設計方向轉化，這種轉化和過渡在知識體系上的連貫性的保持，是擺在每位教師面前的一項重要任務。該課題以本校智能制造實驗班課程《數字化與智能化設計》為研究對象來探索這種轉化與提升，因此，本課題的設置有著重要的意義。

圖1 開發設計流程

2 主要研究內容

數字化、智能化設計技術是實現產品創新和快速開發，實現創造力資源有效利用的重要手段。本課題是在Pro/E5.0 基礎上，對其進行二次開發，實現典型齒輪（斜齒和人字形齒輪）三維數字化、參數化和智能化設計。目的是在學生在學習完成機械原理、機械設計的基礎上，在具有對非標準齒輪進行設計、校核的相關知識的前提下，讓學生學會利用現代數字化、參數化等設計手段實現智能化三維齒輪的快速設計、校核。

本課題利用VS 2005 編寫斜齒輪與人字形齒輪的設計計算代碼程序，通過Pro/E5.0 的二次開發工具Pro/Toolkit，將其嵌入Pro/E 軟件的菜單中，同時，在Pro/E 中建立兩種齒輪的基本模型，利用尺寸驅動功能，變為新參數下的新齒輪模型。設計流程如圖1 所示。

在系統設計過程最關鍵的點是實現齒輪設計菜單嵌入與關聯圖，包括：菜單的嵌入和關鍵驅動尺寸的關聯，如圖2 所示。

圖2 齒輪設計菜單嵌入與關聯

最后，生成的典型齒輪三維設計系統如圖3 所示。該系統不但包括新尺寸下的模型生成，還包括對新模型的強度（彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度）校核。

圖3 典型齒輪三維設計系統

3 結論

通過該課題的研究，開發一套參數化、數字化和智能化設計的平臺，并開放接口，讓學生從最熟悉的齒輪開始，將學生的智能設計思想通過程序體現在該平臺上，實現從依靠CAD，數字化設計逐漸向智能設計理念的柔和過渡。同時，也幫助學生實現了從理性認識到感性認識，從理論到實踐的轉變。