導語：如何才能寫好一篇包裝機械設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：機械設計 現代機械設計方法 包裝機械

我國的包裝機械行業起步于20世紀70年代,在80年代末和90年代中得到迅速發展。已成為機械工業中的10大行業之一,無論是產量,還是品種上,都取得了令人矚目的成就,為我國包裝工業的快速發展提供了有力的保障。目前,我國已成為世界包裝機械工業生產和消費大國之一。但在包裝機械設計領域,絕大多數設計人員仍沿用傳統的設計方法。隨著科學的不斷發展以及市場競爭的加劇,客戶的需求也越來越高。體現在以下幾個方面:為了滿貨期和降低生產成本的需要以及包裝機械和生產機械相銜接必須提高生產效率;為了更好地適應新變化的需要,包裝機械要具有高的柔性和靈活性;當設備出現故障時,能進行遠程診斷服務;利于環境保護、噪聲、粉塵和廢棄物少;設備購置投資盡可能少,價格要盡可能低。而傳統的設計方法根本無法滿足這些要求。

1、現代機械設計方法

為了尋求保證設計質量、加快設計速度、避免和減少設計失誤的方法和措施,并適應科學技術發展的要求,使設計工作現代化,引發了現代設計方法的研究。現代設計方法的特點是動態的、科學的、計算機化的方法。它將那些在科學領域內得到應用的所有科學方法論應用到工程設計中。現代設計方法實質上是科學方法論在設計中的應用。冠以“現代”二字是為了引起重視,其實有些方法也并非是現代的。可歸納為下列具有普遍意義的方法:信息論方法、系統論方法、控制論方法、優化論方法、對應論方法、智能論方法、壽命論方法、離散論方法、模糊論方法、突變論方法、藝術論方法。把以上現代設計方法應用到機械設計中來,則稱其為現代機械設計方法。

2、現代機械設計方法在包裝機械設計中的應用

首先在設計理念上要借鑒先進國家的經驗,以用戶的需求為設計的目標,并結合柔性設計、模塊化設計的理念,一機多基本一樣,但設計階段側重點不同如:總體設計時,要全面考慮整個包裝機系統的布局、運動協調性、造型設計、人-機環境以及裝箱運輸等。模塊化設計是一種先進的設計方法,它的核心思想是將系統根據功能分為若干模塊,將包裝機中同一功能的單元設計成具有不同性能、可以互換的模塊,通過模塊的不同組合,使包裝機多功能化、系列化。采用這種方法的優點是:(1)使包裝機更新換代速度加快。因為新機型的替代,往往是局部改進。將先進技術引進相應的模塊,比較容易實現局部改進;(2)縮短設計周期。當用戶提出要求后,只需更換模塊,或設計制造部分模塊,即可得到新的機型,滿足用戶需求;(3)降低成本,便于維修;(4)性能穩定可靠。另外現代包裝機設計應該滿足“綠色設計”,即人性化設計的要求。它是面向質量設計、裝配設計、制造設計、維修設計、可靠性設計的綜合設計。我國人口眾多,人均消費水平比發達國家低,而且城鄉差異較大,包裝系統的設計應以價廉物美為主,不能盲目追求高精尖。要考慮到可靠性、安全性、環保性、低噪音等各方面的因素。充分體現原理優化、結構優化、制造優化、造型優化。

3、包裝機械可靠性的設計方法

機械可靠性設計可分為定性可靠性設計和定量可靠性設計。所謂定性可靠性設計就是在進行故障模式影響及危害性分析的基礎上,有針對性地應用成功的設計經驗使所設計的產品達到可靠的目的。所謂定量可靠性設計就是充分掌握所設計零件的強度分布和應力分布以及各種設計參數的隨機性基礎上,通過建立隱式極限狀態函數或顯式極限狀態函數的關系設計出滿足規定可靠性要求的產品。機械可靠性設計方法是常用的方法,是目前開展機械可靠性設計的一種最直接有效的方法,無論結構可靠性設計還是機構可靠性設計都是大量采用的常用方法。可靠性定量設計雖然可以按照可靠性指標設計出滿足要求的恰如其分的零件,但由于材料的強度分布和載荷分布的具體數據目前還很缺乏,加之其中要考慮的因素很多,從而限制其推廣應用,一般在關鍵或重要的零部件的設計時采用。機械可靠性設計由于產品的不同和構成的差異,可以采用的可靠性設計方法:預防故障設計、簡化設計、余度設計、耐環境設計、權衡設計等,將這些方法應用到包裝機械設計中去即為現代包裝機械可靠性設計,當然,機械可靠性設計的方法絕不能離開傳統法,如機械計算機輔助設計、有限元分析等。

目前,微電子技術、信息技術、網絡技術、材料科學等學科迅猛發展,而且不斷向機械工業滲透。現代設計技術也不斷地與機械設計技術相結合,向集成化、敏捷化、網絡化、智能化的方向進一步發展。在包裝機械設計中引用現代機械設計方法,使得包裝機械的設計周期大大地縮短,提高了產品的性能,而且還有助于經濟效益的提高。隨著設計新手段、新方法、新技術不斷地涌現,廣大技術人員應不斷更新設計思維,采用現代設計技術,真正提高產品的開發能力和設計水平,以增強市場競爭力。

參考文獻

[1]梁尚明,殷國富.現代機械優化設計方法.北京:化學工業出版社,2005.

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1計算機輔助設計軟件概述

（1）優勢。

計算機輔助設計軟件主要包括Optistruct、Ansys和Pro/E這三個部分。對于Optistruct軟件而言，其作為hyperworks軟件中的重要部分，設有快速準確的有限元求解器，能夠對模塊進行優化分析和設計。用戶可以利用Optistruct軟件中的邊界類型、載荷、屬性以及材料等，優化線性屈曲、模態、頻率和靜態等。同時借助該軟件的尺寸和拓撲優化等功能優化結構時，可以在圖形上利用不同的顏色直觀表示出可優化去除或可加強和保留的部分，其中紅色顯示為可保留部分；綠色和藍色顯示為可優化去除部分。Optistruct軟件作為一種應用軟件，其能夠優化結構，因此在結構優化方面備受企業的重視。Ansys軟件作為一種輔助設計軟件，其具有仿真和有限元分析功能，能夠對部分較為簡單的結構直接進行建模，如梁結構、板件和桿件等。但是在實際的生產過程中，由于零部件較為復雜，Ansys建模無法有效滿足其實際需求，必須要以專業的Pro/E軟件為基礎進行三維建模，在此基礎上導入Ansys，從而進行有限元仿真分析。Ansys軟件與Optistruct軟件相比較而言，其能夠將結構的數值大小、變形分布以及應力進行直觀準確地反映，更側重于有限元仿真分析。Pro/E作為一種繪圖軟件，其三維建模功能極為強大，能夠對不同常規性的三維實體加以快速生成。一般而言，如果結構零件的外形相對較為復雜，則可以利用Pro/E軟件的各種專業命令，使各種類型不規則的三維實體模型在界面內生成。

（2）聯合分析流程。

計算機輔助設計軟件在實際設計和研發過程中，往往需要不斷循環驗證和設計，從而實現最優解。在包裝機械設計中聯合應用Optistruct、Ansys和Pro/E軟件，將會使開發的周期加以縮短，保證最優解結構的準確性和可靠性。三者在設計中的聯合應用流程圖如下圖。首先利用Pro/E軟件進行三維建模，促使實體模型加以快速生成，并借助Ansys軟件進行有限元仿真分析，從而得出該模型的變形云圖和應力分布云圖，對2項最大值加以求解，便于結構的優化。其次利用Optistruct軟件導入三維模型初始結構，并對結構加以優化，以此得出可優化區域的密度云圖，并在此基礎上利用Pro/E軟件，對優化模型三維圖加以建立。最后對Ansys再次導入加以驗證，并將設計結構優化前后的應變和應力加以比較，從而確定最優解。

2包裝機械設計中計算機輔助設計軟件的應用價值

（1）應用實例。

以易拉罐的包裝生產為例，在對原材料加以運送時多采用真空吸盤托架，一是利用Pro/E軟件對三維實體模型加以建立；二是利用Ansys軟件導入三維模型，從而進行有限元仿真分析，并對材料的荷載、定義邊界約束條件、網格劃分和屬性進行合理設置；三是在Optistruct軟件中導入模型，優化分析結構，有效定義優化方法和屬性，合理設置材料，科學劃分網格，并對目標和約束載荷加以優化，從而對結構進行分析求解。四是將優化模型三維實體圖建立在Pro/E軟件中，并在Ansys導入優化模型，從而進行有限元仿真分析。五是對托架結構優化前后的參數進行比較分析，當滿足應變和應力條件且具有明顯的優化效果時，則可將其確定為最優解。對于托架結構而言，其優化前的最大應變為0.916673mm，最大應力為222.742MPa；優化后的最大應變為0.384901mm，最大應力為181.787MPa；優化前后的最大應變減小了0.531772mm（58%），最大應力減小了40.955MPa（18.4%）。

（2）應用價值。

將計算機輔助設計軟件聯合應用于包裝機械設計中，其能夠有效保證Pro/E與Ansys和Optistruct之間的數據傳送。Pro/E與Ansys進行數據傳送時，能夠利用初始圖形交換標準（IGES）格式，在不同的輔助設計軟件中交換數據。同時設計人員能夠利用Pro/E對三維實體模型加以建立，并對IGES格式加以選擇保存，使其能夠導入Ansys。這樣能夠幾何修復和拓撲修復結構的進行部分，有效得出優化的幾何模型，保證有限元仿真分析的順利實施。當然，在導入的過程中，也可以采用IGES格式，但是要想對三維圖形的效果和數據進行完整保證，確保結構分析優化的準確性，應采取直接式數據傳送的方式。

3結語

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論文關鍵詞：知識管理；包裝機械結構設計；知識管理模型

知識經濟環境下，知識被視為 企業 最重要的資源，產品中蘊含的知識量成為競爭的基礎和決定勝負的關鍵，對于知識密集型的包裝機械結構設計來說更是如此。隨著 現代 信息技術的 發展 ， 計算 機技術的廣泛使用以及多主體合作模式的出現，引起了包裝機械結構設計在工作方式、組織模式和實現手段上的根本性變革，技術和市場形態的變化也對包裝機械結構設計提出新的要求。因此，從知識管理的角度研究新環境下包裝機械結構設計具有重要的理論和現實意義。

1包裝機械結構設計中的知識管理

知識管理是適應知識經濟時展的需要而產生的，是管理 科學 的思想與理念向縱深發展的結果是隨著人們對資源認識的不斷深化和企業管理能力的不斷提高而發展起來的。知識管理既不是簡單的信息管理的延伸，也不是對知識的管理或簡單的知識化的管理，而是以管理為基礎，以知識為中心，為解決知識開發與應用過程中出現的知識需求與知識利用間的矛盾而產生的一種管理模式。它包括知識的識別、獲取、開發、傳播、使用、保存以及更新的全過程，通過屏蔽信息復雜的來源，以方便用戶對所需知識的獲取和利用，為用戶提供個性化的知識服務這些知識能夠幫助主體獲得競爭優勢，實現最大的利益。其目的在于知識資源的有效利用，力圖將合適的知識在合適的時間傳遞給合適的設計師，以便使他們能夠做出好的決策。

包裝機械結構設計中涉及到的知識有造型設計知識、產品理念知識、原理設計知識、安全性知識、人機知識、布局知識等，包裝設計知識管理的目的就是通過信息技術支持、激勵機制，以及良好的組織文化建設和組織結構設計，發掘組織內部已有的知識，從組織外部獲取所需知識，在組織中實現知識共享并引導知識創新，并對知識進行蓄積和有效運用，以此提高組織的包裝機械結構設計能力。

2包裝機械結構設計知識管理模型

本文在現有的知識管理理論基礎上提出了包裝機械結構設計知識管理模型，如圖1所示。

2．1包裝機械結構設計中的知識管理流程

包裝機械結構設計中的知識管理流程可分四個主要階段：知識的獲取、知識的存儲、知識的轉化和知識的應用。

2．1．1知識的獲取

包裝機械結構設計是一個知識的運用和創新的過程。一方面它依靠員工本身的技能和經驗；另一方面要求通過不斷地吸收外部的技術知識和專業化的學習來提高設計能力。因此，知識獲取在包裝機械結構設計中具有重要的作用。知識獲取包括從現有的知識庫或知識 網絡 中提煉出有用的知識，以及有效、快速吸收設計所需的外部知識。通過內部與外部知識的聯合與補充，將各種知識匯合成組織的知識網絡，為包裝機械結構設計提供一個共同的資源庫，為知識提升和知識拓展創造機會。知識獲取是包裝機械結構設計知識管理過程的首要內容，為確保設計過程中相關知識的獲得，組織應提供多種知識獲得的方式，如建立內部知識庫、協同工作以及創造知識交流的環境等。

2．1．2知識的存儲

包裝機械結構設計中的知識存儲是指組織將有價值的知識經過選擇、過濾、加工和提煉后，存儲在適當的媒介內，并隨時更新和維護其內容和結構，以利于設計者更加便利、快捷地訪問，獲得有效的知識。組織的存儲對于組織來說是非常必要的。首先，知識的積累是知識創新的基礎，根據學習創新能力理論的觀點，當組織積累越多的知識，就越容易吸收、學習新知識和創造新知識。其次，知識的存儲還可節約知識的重復開發成本，知識是組織投入成本所獲得的提升組織優勢的重要資源，從成本分攤的觀點看，知識的利用程度越高，其相對價值也越高再次，組織內員工的離職、退休、死亡以及對知識的遺忘，項目團隊在完成任務后解散，或者組織成員的流失和變動都會造成知識的流失，因此需要及時保存。最后，憑借知識的存儲可以降低重復設計的成本和重蹈覆轍的損失。

2．1．3知識的轉化

包裝機械結構設計知識存在于兩種形式：隱性知識和顯性知識。顯性知識是易表達的、可以通過語言、文字等方式傳播的知識，隱性知識是個人擁有的，不易表達的，難以傳播的知識，是個人長期學習和積累的結果。nonaka提出的seci模型顯示了隱性知識和顯性知識之間相互作用與相互轉化的過程，如圖2所示，其中包含了四個過程：

(1)隱性知識向隱性知識轉化過程：設計人員之間通過觀測、模仿、傳授等方式進行交流，從而實現個人技能、經驗等知識的傳播、共享，這一過程是知識社會化的過程。組織的創新能力很大程度上依賴于隱性知識之間的轉化，關鍵是組織成員如何貢獻自己的隱性知識為集體共享；

(2)隱陛知識向顯性知識轉化過程：個人將存儲于大腦中的設計體會、設計經驗等知識通過個人主頁、知識庫管理系統等轉變成共享的顯性知識，這是知識的外在化過程；

(3)顯性知識向顯性知識轉化過程：組織將一些分散的顯性知識整合成新的更復雜或系統化的顯性知識，以便在組織范圍內使新知識得以共享，這是知識的綜合化過程；

(4)顯性知識向隱性知識轉化過程：員工通過學習，將多種渠道得到的顯性知識進行消化、吸收，轉化成個人能力，存于大腦之中，這是知識的內在化過程。

在知識轉化過程中，每一個轉化階段都會有外部新知識的融入，比如員工的自我體會、知識使用過程中的改進、創新等。因此，知識轉化過程實際上也是知識共享的過程，是新知識的創造和產生過程。通過知識轉化過程的螺旋上升運動，組織的知識得以充分共享，組織設計能力得到不斷提高。

2．1．4知識的應用

包裝機械結構設計中的知識獲取、存儲和轉化只是為設計提供了可供利用的知識，這些知識能夠被有效利用，還要看組織的知識應用能力，它決定了設計成功的可能性和效率。知識的應用有多種表現形式，如有效利用經驗和教訓學習提高工作流程的效率或不再重復犯錯；能快速有效地將知識應用并發揮在問題解決和工作績效的提升上；能快速有效地將知識利用發揮在可以觀察到的環境變化上，以及指導競爭戰略上等。

2．2包裝機械結構設計中的知識支撐系統

2．2．1知識導向型的文化

由于知識型員工中競爭心理、知識壟斷心理、自我封閉心理等障礙的存在，使得組織中的知識共享困難重重。因此培育一個知識導向型的文化是包裝機械結構設計中知識管理成功的關鍵要素之一。所謂知識導向型組織文化，使指將知識視為組織最重要的資源，能夠支持有效地獲取、創造、交流和利用知識的組織文化。知識導向型文化的關鍵因素是對新知識持一種歡迎態度，并且在一個不斷學習和嘗試被高度評價、重視和知識的環境中，創造出一種信任和開放的氣氛。通過知識導向型文化的建設，培育共享的價值觀，使設計人員認識到，只有把知識拿出來共享，才能實現自身的價值，獲得信任和尊重，并通過共享使知識得到增值，最終提升自己的實力。

2．2．2激勵機制

建立強有力的激勵制度，是包裝機械結構設計知識管理成功的有效保障。通過激勵機制可向設計者明確表明組織的態度，在組織內確定和鼓勵知識型行為。知識型行為是指在工作崗位上利用組織知識并實現知識增值的行為。當前很多組織在知識管理實踐中，常采取一種十分重要而有效的激勵措施一知識全程跟蹤制，并將這種激勵制度作為組織知識管理初期的首選措施。所謂知識全程跟蹤，是將知識提供者的姓名永久性地附在其所提供的知識記錄上，并通過相應的技術支持使該提供者能夠了解什么人、在什么地方、如何利用其所提供的知識，從而增進知識提供者的自豪感和成就感；同時能使該項知識的利用者與提供者之間保持密切的聯系，激發利用者對提供者的尊重，并通過雙方的相互交樓和探討進一步創造新知識或知識的新應用。

2．2．3面向知識管理的組織結構設計

面向知識管理的組織結構具有柔性化、扁平化、 網絡 化等特征。柔性化使組織能對意外的變化及時做出反應，具有較強的靈活反應的能力；扁平化減少了組織的管理層次，通過管理者向員工的全面授權，使得員工承擔更大的責任，從而促進管理者與員工之間的交流；網絡化可使各組織單元之間的連接最大化，從而為知識共享提供最佳的組織結構支持。

2．2．4信息技術支持

信息技術有利于組織內擁有不同知識基礎的員工協作，有利于員工接近知識和分享知識，有利于加速交流，提高知識收集和知識利用的效率。

2．2．5形成設計、制造、使用一體化的知識管理機制

傳統的串行工程從設計到制造各道工序是按一定的先后順序逐步實施的，由于在產品方案的設計中缺乏其他部門的支持與合作，因此，許多本來可以提前解決的問題都必須等到整個設計方案進入下一環節后才能被發現，然后設計部門再根據后續部門反饋的結果進行設計的修改與更正，造成時間與資源的浪費。形成設計、制造、使用一體化的知識管理體制，即在合作 企業 和部門之間共享統一的知識庫，并且在產品開發全過程中讓用戶參與進來，以便及時了解用戶的需求，發現產品的缺陷，更新知識庫中的信息，從而縮短產品開發周期，提高顧客滿意度。綜上所述，基于知識管理的包裝機械結構設計流程如圖3所示：

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前期：用AutoCAD 、 CorelDRAW等軟件規劃出包裝的規格尺寸 ；

中期：用CorelDRAW、Freehand 、 Illustrator 、 Photoshop等軟件設計出主題畫面 ；

后期：用3Dmax等軟件渲染出成品效果圖。

（來源：文章屋網 ）

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關鍵詞:自動封口包裝機；光感傳感器；使用；維護

隨著我國食品安全認證腳步的不斷推進，我國食品企業正面臨著有一次的機遇與挑戰。食品安全認證要求食品生產企業在食品生產以及包裝過程中積極應用自動化設備來保障食品生產過程對于質量的控制，減少生產過程的污染，提高食品質量安全。包裝作為食品生產過程中的重要環節，其有效的質量控制對于企業的生存與發展有著重要的意義。自動封口包裝機是食品生產中的重要設備，其主要依靠光感傳感器來實現包裝過程的自動化。自動封口包裝的應用一方面提高了企業生產能力，另一方面也對企業生產過程的質量控制起到了極大的促進作用。

1.自動封口包裝機基礎分析

食品企業廣泛應用的自動封口包裝主要是進行粉劑分裝、顆粒分裝、塊狀食品分裝等。其一般由物料儲存部分、計量組件、光感傳感器、裁刀、熱封組件等部分組成。其中光感傳感器作為整個系統是否同步的關鍵，其安裝、調試、使用與維護對于食品包裝的效率以及質量都有重要的影響。食品企業常用的自動封口光感系統主要是光電控制結合的系統，在一個包裝袋內自動定位，對準光標，減少人工調節，提高包裝材料使用率，同時具有測速功能，數碼顯示包裝速度，并可以在設定數量包裝后自動停機。食品用光感包裝系統要求光感傳感器與制袋系統同步，制袋精度高，誤差小。

2.自動封口光電控制系統的設計

自動封口包裝設備是通過光感傳感器來實現光標定位，然后通過光控系統對包裝系統進行同步控制，以此完成自動封口包裝。用來實現定位控制的光電技術可提供一種用固定標志點結合線性或旋轉運動部件來實現簡單可重復運動的方法。它利用了與一對光電管并聯工作的一個功率運放的快速響應時間。由此實現的一種元件數量很少的系統，能在明確規定的工作環境下，具有很高的可靠性、準確性以及可重復性。

2.1自動封口光感傳感器應用的基本原理

在自動包裝過程中,由于商標印刷誤差,薄膜變形不一,牽引輥打滑,送紙,拉紙,中封,橫封各部分速度的差異,橫封切斷位置可能偏離規定部位,甚至因誤差積累而切到商標圖案上。為此,先進的包裝機都配有光電跟蹤自動控制系統,以控制封切位置使之保持正確,保證每次都在定位標記確定的位置處封接切斷,不致于封切到圖案上。這就是光感傳感器在自動封口控制系統的主要應用。隨著食品安全認證的深入，食品企業對于包裝設備的要求越來越高，光電控制技術也必須跟上機械發展的要求進行合理的設計與開發。

其基本原理是利用光電系統測定目標的位置，然后根據光電傳感器所測位置進行包裝袋的步進、封口、切割。該系統主要由發射部分、光電探測器，信號處理電路，a/d轉換器和單片機、 計算 機顯示器組成，然后通過熱封、切割、包裝袋步進系統等共同完成自動包裝。

2.2自動封口包裝設備光感傳感器控制系統的設計

自動封口包裝設備的光發射電路主要由光源驅動器、光源（主要是半導體光源，包括led（發光二極管），ld（激光二極管）等）、光功率自動控制電路等部分組成。，用脈沖發射電路來驅動激光器，為了使半導體激光器克服供電電源波動、器件老化等因素的影響，確保激光器輸出功率穩定，還必須有自動功率控制電路。接收部分主要由四象限光電探測器組成，四象限光電探測器是把4個性能完全相同的光電二極管按照直角坐標要求排列而成的光電探測器件，目標光信號經光學系統后在四象限光電探測器上成像，然后通過信號放大，傳送至單片機，經過單品機的分析后，將同步信號傳送至包裝控制的各個組件，完成自動封口包裝的全過程。

3.關于光感傳感器自動包裝機械 發展 前景展望

隨著 科學 技術的發展及市場競爭的加劇，各食品生產 企業 以及自動包裝使用企業對于機械的要求也越來越高。要求新機械在自動包裝時可以提高生產效率，以滿貨期和降低工藝流通成本的需要，對一些產品，還要求包裝機械和生產機械相銜接。要求設備生產廠家可以在設備出現故障時能夠進行遠程診斷服務。另外還要求噪聲要小、包裝過程精度高、廢棄物要少。針對這樣的情況，自動化包裝設計廠家正在根據客戶的需求，不斷進行創新與設計，通過將更加先進的光感傳感器、光電控制技術等的應用來提高自動包裝的效率與精準度。

未來食品包裝過程中工藝流程自動化程度將會越來越高，幾年前，自動化技術還只占包裝機械設計的30％，現在已占50％以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高，一是為了提高生產率；二是為了提高設備的柔性和靈活性；三是因為包裝機械需要完成的動作復雜，多采用機械手來完成。光感傳感器的發展也為自動包裝機的發展提供的更加廣闊的空間。新的光感控制系統在完成傳統定位的工作職能外，還加強了對材質及厚度的高分辨能力以及對包裝上印刷質量缺陷的甄別，在包裝過程中，包裝材料的厚度、材質變化以及印刷質量問題不易為人眼所辨別，所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現已發展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。當前機器在加工的轉速是不能變的，今后應根據分辨后材料的變化改變轉速，控制在最優化狀態下工作，并且實現自動清理，自動消毒和自動清潔，自動剔除印刷不合格包材，減少因包材不合格出現的殘次品。

結論

光感傳感器的應用為自動包裝設備開辟了一個全新的發展空間。加上 計算 機技術的不斷應用，未來自動包裝設備將是集成了更多計算機技術以及光電控制技術的 現代 化包裝機械。而計算機仿真設計技術的應用，為自動化機械的設計與發展提供了便利的條件，將各種機器元素以數據庫存入計算機，把圖紙數字化后輸入計算機，計算機即可自動合成為三維模型，并根據生產要求將實際生產數據錄入，進行模擬運行。科技的發展在自動包裝機械行業得到了充分的體現，也為光電控制提供了良好的發揮平臺。由光感傳感器作為核心的計算機控制自動化包裝機械將成為包裝機械發展的主要方向。

參考 文獻

[1]王宏偉.壓力傳感器原理及應用[j].檢測與控制,2007,6.

[2]喬金珠.鍋爐壓力自動控制系統淺析[j].自動控制資訊,2008,4.

[3]劉海清.自動控制——壓力傳感[m].機械 工業 出版社,2006,12.

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關鍵詞：包裝機械；自動化技術；

一、包裝機械設備自動化技術

包裝機械設備按復雜程度可分為：簡單、半自動和全自動三大類。而全自動包裝生產線設備主要由二大部分組成：全自動包裝設備和全自動碼垛設備。

1.1全自動包裝設備

全自動包裝機由自動上袋系統、包裝秤（視需要可設計為單秤或多秤）、平臺、整形設備、拆邊機、批號及生產日期打印機、輸送機（含倒袋輸送機、立袋輸送機和平袋輸送機），還可設置收塵裝置等組成。自動上袋系統是全自動包裝和半自動包裝的主要區別。自動上袋系統對包裝袋的質量要求比較嚴格，當包裝袋涂膜不符要求時，自動上袋系統的故障率隨包裝袋質量下降而上升。如果非出口產品、貴重產品及對產品包裝有嚴格要求的物品包裝，從降低包裝袋的成本和包裝機的價格著想，建議采用半自動包裝機。自動包裝機，每小時可包裝500kg的物品500袋，最大可達800袋到1200袋；稱重精度達0.2，最高可達0.1。

1.2全自動碼垛系統

全自動碼垛系統由碼包機、垛型加固機、物品姿態控制裝置、輸送系統、控制系統等部分組成。全自動碼垛系統有高架式和低架式兩種形式。高架式碼垛機的班產量大于低架式碼垛機的班產量。碼垛按每層五袋，每袋40-50kg，每垛40袋計算，則每小時可碼垛600袋，最高可達每小時碼垛1200袋。全自動碼垛機配叉車儲運，則有裝車機動靈活，運輸、碼垛、拆垛、搬移等任務都可實現機械化操作。使作業時間大為縮短，作業勞動強度大大減輕。一條全自動包裝碼垛生產線，建議操作人員2-3人為好。

對于年產量大于10萬噸的企業，采用全自動包裝碼垛，可以產生極大的經濟效益和社會效益；年產量在5萬噸至10萬噸的企業，也有明顯的經濟和社會效益；年產量在5000噸以上的企業，建議采用半自動包裝碼垛生產線，也可獲得大的經濟和社會效益。

1.3 全自動包裝碼垛生產線

全自動包裝碼垛生產線的特點：

（1）自動化過程已逐步實現。包裝材料或包裝容器的自動整理、輸入以及產品的輸出；單機及機組和生產線的自動協調工作和故障的自動處理；對包裝質量的在線自動檢測和自動剔除不合格品；為適應多品種、小批量生產包裝設備的實際需要，可實現柔性化自動包裝碼垛。

（2）包裝碼垛設備成套性較強。包裝設備多為連續作業的單機聯動線和機組，成套性較強，其成套方式有：把具有不同功能的單機或機組與輔助設備配套成龍為連續作業；設計制造具有多種功能的作業線，現代化生產中包裝機械不僅將制袋、充袋、封口、稱量、碼垛、運輸等功能組合在一起，而且將清洗滅菌、計量、貼標、打印、檢測和傳遞輸送等功能也結合起來組成成套作業。

（3）可靠性較高。全自動包裝線系統功能多，工位多，機構復雜，要求運動準確，動作迅速、協調，工作可靠。在現代化工業生產中包裝設備已是生產流水線上的關鍵設備。為此采用了必要的檢測和監控措施，對故障及時顯示或報警，針對常見故障和誤操作，設置安全防護措施，使設備即使在意外情況下也不致損壞。在報警發出后，由操作人員干預，使設備恢復正常運轉。

1.4 半自動包裝系統

由于產量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作業，有時不要求進行在線整治、質量復核、檢測、打印和垛型加固等作業，這時系統也稱為半自動包裝系統。

二、包裝線對自動化裝備的需要

2.1包裝線對自動化裝備的需要

很久以來，包裝生產線只到把物料包裝好為止，尤其是25kg 以上的重袋包裝更是如此，至于后續的搬運工作則完全由搬運工人來完成。造成這樣局面有多方面的原因，但主要是我國生產力水平較低，勞動力便宜，資金缺乏，科研人才少，管理落后等。包裝行業存在的問題要想進一步發展以及參與國際競爭還必須找出自身缺點和不足，縱觀20余年的發展過性，不難發現我國包裝機械行業中存在某些明顯的不足，概言之有以下幾點：

（1）低水平產品重復生產多。如小型自動封口機、真空包裝機、小型灌裝機、小食品生產設備等。這些設備技術難度小、成本低、起步快。因此，不少企業選中它做“入門”產品，以此積累資金再展鴻圖。這樣，就造成產品不可避免地重復，產品積壓賣不出去，自然又影響設備的更新，最終使得生產水平難以提高。

（2）高技術含量的產品尚未有人生產。如高壓殺菌設備，連實驗室階段也未進入；又如多層共擠設備，其共擠頭也是從美國購來配套的。

（3）自主開發能力較弱。一方面是我們企業起步較晚，還未摸清市場的規律；另一方面是科技力量薄弱，高科技人才資源不足，掌握先進的設計、應用CAD的人還不多，許多企業是看好別人已生產的產品市場不錯，買來圖紙依樣畫葫蘆，結果不理想。有的企業照搬國外產品測仿，達到了樣機水平則稱為“國際先進水平”，實際上是早已淘汰的產品。如均度機，人家已有適應高溫、高壓、高粘度物料的，均質粒度可達1um， 的設備問世，我們還拿3um的普通設備標上國際先進水平。這樣固步自封影響了產品的開發，即使有新產品，其檔次也不高。又如，由于目前科技迅猛發展，超細粉狀或準納米級粉狀的包裝流動性很差，應該研究提高流動性的機構，以滿足自動生產線的要求。

2.2包裝自動化的需要

為了改變包裝行業現狀，對包裝裝備的自動化有以下要求或者發展趨勢：

（1）機電儀綜合技術是包裝碼垛生產線的發展主流。自動化程度是衡量包裝機械技術水平的重要標志。其內容包括工藝過程、工藝參數、物料流動、產品質量、運行故障、安全防范等的自動控制和包裝物、包裝袋或容器、包裝產品、包裝過程的自動檢測兩個方面。由于大量采用了微電子、遠紅外、傳感等高新技術，特別是微型計算機的應用，使水平迅速提高，從而減少了人工操作，提高了包裝質量。

（2）在促進單機高速化的同時，注意提高系統的效率。高速化是提高包裝機械生產效率的主要途徑，為此，不斷提高包裝速度已成為總的發展趨勢，其主要途徑是在提高自動化水平的同時不斷改進結構。還將更多的注意力投向提高整個包裝系統的生產效率，使高速化向深層發展，使包裝系統更加經濟合理。

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在航空、航天、機械制造行業中，鑄件被大量使用，許多薄壁鑄件是精密儀器、儀表的載體，形位精度及其尺寸穩定性要求很高。在薄壁鑄件機械加工過程中，加工工裝是保證鑄件加工質量的關鍵。通常使用的鑄件加工工裝，找正精度較低，裝夾變形較大。本文結合薄壁鑄件機械加工狀況，采用理論和實踐相結合的方法，介紹了一種薄壁鑄件加工工裝。

1.工裝改進原因

1.1 鑄件應用

目前，鑄件在航空、航天等行業中大量使用，鑄造技術的優點決定了其在金屬成形方法中不可替代的地位。金屬的成形方法較多，與其他成形工藝相比，鑄造工藝具有以下優點：能夠成形鍛造及切削加工不能完成的復雜外形的零件；生產成本低廉；鑄件的尺寸和質量不受限制，小到幾克的硬幣，大到萬噸的輪船殼體，都是鑄造的杰作；鑄造是機械制造業應用最廣泛的一種工藝方法，工業上常用的金屬材料都可鑄造，且生產的批量不限。

1.2常用鑄件機械加工工裝應用狀況

1.2.1加工精度低

鑄件精基準面是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度以及零件安裝方便可靠的基礎。常用鑄件機械加工工裝找正精度較低，約為0.4mm，加工精度較差。很多框架類鑄件不僅壁薄，而且體積較大，對精基準面的加工精度要求較高，否則后續加工中易出現壁厚不均勻現象，造成廢品。

1.2.2裝夾變形較大

常用鑄件機械加工工裝應用于薄壁鑄件，裝夾變形較大。在機械加工過程中，裝夾變形導致的殘余應力是影響零件尺寸穩定性的重要因素。為了減少裝夾變形，不僅要從加工精度和定位精度選擇裝夾方案，還要對夾緊力的方向、作用點、大小進行優選。

2.工裝主要結構設計

2.1支撐改制

依據三點決定一個平面的理論，設計改制了工裝的零件支撐，將常用的平頭支撐改為球頭支撐（圖1、圖2示），球頭支撐由底座和球頭螺柱組成，它改變了原來平頭支撐的面接觸方式，使鑄件毛坯底面與球頭螺柱的球頭形成點接觸，旋轉球頭螺柱可以調整鑄件劃線基準面的位置，找正便捷，找正精度約為0.2mm。

2.2 凹形壓板

凹形壓板由矩形鋼板和兩塊磁鐵組成（圖3示），磁鐵吸附在矩形鋼板上。通過移動矩形鋼板兩端的磁鐵，可以改變在零件上的壓緊力作用點。矩形鋼板的尺寸可以根據鑄件裝夾位置、空間自行制作。

2.3 裝夾方式對比

圖4、圖5分別是常用鑄件機械加工工裝、薄壁鑄件基準面加工工裝的局部裝夾結構圖。圖4中，壓緊力作用點在鑄件體上，作用點處零件局部懸空。圖5中，壓緊力作用于凹形壓板，將凹形壓板兩端的磁鐵移至兩個球頭支撐的球頭位置，使夾緊力的作用點對應作用在兩個球頭支撐上，改變了原來直接壓緊鑄件的裝夾方式。

通常，框架類薄壁鑄件鑄造余量約為2mm～3mm，體積較大，粗加工基準面切削力較大，因此，加工時所需裝夾力較大，在鑄件壓緊力作用點局部會產生較大的變形，薄壁鑄件加工工裝提高了工藝系統的接觸剛度，有利于減小鑄件變形，減小裝夾引起的殘余應力。

3.薄壁鑄件機械加工工裝

3.1 組成

薄壁鑄件機械加工裝夾工裝（圖6示）包括兩個圓柱底座2、兩個螺柱3、矩形鋼板4、兩塊磁鐵5、兩組螺栓組件8、兩塊壓板9、三個球頭螺柱10、三個圓錐底座11。其中圓柱底座2和螺柱3以螺紋連接；磁鐵5吸附在矩形鋼板4上且位置可以移動；球頭螺柱10和圓錐底座11以螺紋連接；兩組螺栓組件8壓緊壓板9，通過矩形鋼板4將鑄件固定在機床工作臺上。

3.2 應用舉例

圖6為薄壁鑄件銑基準面裝夾示意圖，裝夾方法：首先，根據鑄件結構，初定三個球頭支撐（10、11）在工作臺1上的位置；將已劃線的鑄件放在球頭上，選擇鑄件底面的實體結構，確定三個球頭支撐及兩塊磁鐵5的位置，兩塊磁鐵5的位置對應于兩個球頭支撐，第三個球頭支撐在另兩個球頭支撐的對稱中心線上，并且距離要盡量遠；然后，分別旋轉球頭螺柱10，調整鑄件劃線基準面的位置，利用主軸上的劃針7，找正劃線確定的基準面在0.2mm范圍內；移動兩塊磁鐵至相應的球頭螺柱球頭位置；根據鑄件位置，確定兩個圓柱底座2的位置；根據球頭支撐的球頭位置，確定兩塊壓板9的其中兩個壓緊點，一塊作用點在凹形壓板上且在兩個球頭支撐的中間位置，另一塊作用點在鑄件上且在第三個球頭支撐位置；根據壓板9的壓緊點高度，調整兩個螺柱3的頂面高度；利用兩組螺栓組件8壓緊兩塊壓板9，將鑄件6固定在機床工作臺1上；最后，將主軸上的劃針換成銑刀進行精基準面的加工。

3.3 應用效果

通常，框架類薄壁鑄件鑄造余量約為2mm～3mm，體積較大，粗加工基準面切削力較大，因此，加工時所需裝夾力較大，在鑄件壓緊力作用點局部會產生較大的變形，薄壁鑄件機械加工工裝具備以下優點：

3.3.1提高基準面加工精度和加工效率

薄壁鑄件加工工裝通過球頭支撐，使鑄件毛坯底面與三個球頭形成點接觸，不僅使鑄件基準面加工精度提高，而且找正便捷，易操作，可以提高生產效率。

3.3.2裝夾變形小

薄壁鑄件加工工裝通過凹形壓板的凹形結構，改變了鑄件的受力作用點，提高了工藝系統的接觸剛度，有利于減小鑄件變形，減小裝夾引起的殘余應力。

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1、圖紙目錄：包含哪些圖紙，及圖紙頁碼。

2、設計說明：房屋基本情況介紹及計師是怎么設計的。

3、原始平面圖：詳細標注室內尺寸，門窗、梁柱、進水口、地漏、煤氣管道位置等等。

4、平面設計圖：不解釋，正常人都懂。

5、天花吊頂圖：天花造型的尺寸、定位，燈具位置，詳細索引，到地面高度，具體大樣等。

6、鋪地圖：材料種類，地磚、地板規格和范圍、地磚拼花等。

篇9

為了提高實驗教學質量，激發學生的學習興趣。本文針對機械設計專業綜合實驗課程教學中存在的問題，提出在課程中增加虛擬改錯環節，并針對虛擬改錯環節的教學內容、教學方法以及教學手段改革進行了初步探討與實踐。教學實踐表明：此環節的教學效果良好，提高了學生實際分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞：

機械設計；綜合實驗；虛擬改錯；教學改革

21世紀，我國進入了知識經濟、技術經濟的時代，而知識技術經濟致勝的法寶是人才。高等學校培養的人才質量，直接關系到一個國家的綜合國力和國際競爭力，因此培養和提高學生的專業素養，鞏固其專業知識的理解和吸收是培養人才能力、提高人才質量的堅實基礎。特別是對機械類專業的學生來說，更應該把學生對理論知識的靈活吸收與掌握運用作為實踐類課程的重中之重，只有這樣，學生才能在未來工作中游刃有余、手到拈來[1]。“機械設計專業綜合實驗”是遼寧工業大學（以下簡稱我校）機械工程與自動化學院針對設計專業大四學生開設的一門重要實踐課程，課程主要內容是對學院現有的典型包裝機械（顆粒包裝機、蘋果制瓣機、安瓶灌裝機等）進行工藝流程分析、功能原理分析、傳動系統以及執行系統分析，并由教師將學生分組，每組學生繪制不同設備中不同功能部件的功能結構圖、執行機構簡圖、傳動系統圖以及執行系統循環圖等，具有較強的實踐性[2]。為了進一步激發學生的學習興趣、增強實驗效果、提高實驗教學質量，在“機械設計專業綜合實驗”中增加虛擬改錯實驗環節，本文主要介紹在“機械設計專業綜合實驗”虛擬改錯實驗環節教學中的一點做法和體會。在教學過程中，結合傳統實驗手段，采用虛擬實驗方式，是實驗教學的突破性嘗試與創新[3]。

一、機械設計專業綜合實驗教學現狀

由于學生實踐經驗比較欠缺，對大部分機械結構及設計理念還都停留在理論環節。通過本門實驗課程，雖然對實際設備有了一定了解，但由于包裝機械非標件相對較多，而且結構較復雜，學生在對專業知識的理解上仍有欠缺，只對設備有大體的了解，不能把握其設計理念的精髓，往往都是知其然而不知其所以然。學生很難將課堂所學理論知識與實際有效聯系起來，缺乏應用理論聯系實踐、指導實踐的能力。

二、“機械設計專業綜合實驗”虛擬改錯環節的教學實踐過程

首先，為了讓學生學會團隊合作的工作方法，又能夠充分調動各位組員的工作積極性，使每位學生都能充分發揮自己的優勢，達到事半功倍的效果。指導教師先將學生分為2~3人一組，根據每組學生的綜合水平給定一個包裝機械常用執行機構或傳動機構的三維案例模型，每個案例模型中設置一些學生設計時經常出現的典型錯誤與問題，如圖1、圖2所示，問題主要涵蓋安裝問題、設計問題以及工藝流程問題等。然后，指導教師組織各組學生進行相互討論并運用“機械設計專業綜合實驗”之前課程對包裝機工藝流程及功能原理等的分析理解，加之本科階段理論課、專業課所學知識，找出案例模型中不合理的地方，同時討論說明存在的問題，以及會對設備帶來哪些不良后果，會在生產過程中造成什么樣不良影響。如圖3所示實驗前提供的模型，兩個軸承緊貼，軸向間隔過小不利于滾輪傳動，同時軸端螺紋孔沒有鉆頭錐角，工藝不合理。學生

通過課堂學習討論，將模型中不合理之處進行了調整改進，如圖4所示。最后，各組學生將得出的最終結論整理成書面報告的形式交由指導教師檢查，指導教師對其錯誤描述是否準確，改進方案是否合理，改進措施是否可行等方面進行考察。檢查合格后，由學生整理并提交書面實驗報告。對于專業能力較強，知識點掌握比較扎實以及對三維仿真模型感興趣的學生，可以額外讓他們運用自己提出的改進措施對三維模型進行修改并進行運動虛擬仿真，看改進后系統性能是否得到改善，合理性是否得到提高，從而達到興趣驅動、因材施教的教學效果。

三、“機械設計專業綜合實驗”虛擬改錯環節教學過程中所把握的要點

由于“機械設計專業綜合實驗”對機設專業大四學生實踐應用能力培養中的重要性，以及我校“應用型、復合型、外向型”的本科人才培養目標，實驗教學改革過程中注重以下兩點：

（一）引導為主，把控細節在教學過程中緊緊圍繞“學生為主，教師為輔”這一原則。指導教師對學生以啟發引導為主，采用循序漸進的階梯式教育方法，讓他們積極動腦思考，并根據各組學生的能力和進展情況，把要求逐步提高，同時鼓勵學生采用多種不同的方案對案例模型中的問題進行修改，然后分析比較，從中選出最佳方案。和學生一起總結歸納，使理論得到升華，加深學生對知識的理解。在實驗過程中，雖然學生針對錯誤問題提出的改進方案和措施全部合理，但對問題的思考往往不夠深入全面，比如當傳動中使用帶傳動時，學生往往只是籠統地說成帶傳動，而對帶的種類、參數等少有提及，這就需要指導教師對這些設計細節進行把控，一方面可以幫助學生把理論知識點理解吃透；另一方面能夠提高學生解決問題時思維的縝密性和全面性。

（二）實驗案例更新要與時俱進在虛擬改錯實驗中的錯誤設置要盡可能多地貼近生產實際，使錯誤的設置不是憑空想象照本宣科，而是緊隨科技更新換代的腳步，將更多的新技術、新方法引入到課程案例中，這樣可以使學生更好地接觸、理解以及吸收這些新的設計思路與設計理念。通過與傳統設計的對比，找到創新點，更好地把握機械行業的發展與創新方向。在鞏固理論知識的基礎上，培養學生的創新意識與創新能力，同時也為學生可以更好更快地融入到以后工作中打下良好基礎，達到與時俱進學以致用的效果。

四、虛擬改錯環節的特色與創新

（一）堅持從實踐中來到實踐中去的原則虛擬改錯實驗環節的錯誤案例除了取材于生產實際，另一方面也來自于歷屆學生在專業課程設計和本科畢業設計中出現頻率較多的問題，比如系統傳動比分配不合理、設計時不考慮安裝是否便捷以及傳動路線設計繁瑣等問題，堅持從學生中來到學生中去的原則。通過改進這些現實存在的問題和錯誤，來培養學生的工程意識，提高其自身專業素養以及工作能力，進而指導工程實踐，為他們提前打好預防針，在以后的學習和工作中避免再出現類似的錯誤，未雨綢繆防患于未然。

（二）充分利用多媒體教學模式將多媒體融入到實驗課程中現今已經十分普遍，但大多只利用了繪圖軟件的二維功能，充當了畫板和丁字尺的用途。虛擬改錯環節在使用二維工程圖的同時，運用三維繪圖軟件的建模及裝配功能，使之成為理論課教學與實驗課教學之間的紐帶，加深學生對機械系統設計這一抽象化過程的形象化理解與整體把握，如圖5所示。改善了傳統的實物分析改錯過程受諸多因素制約現實教學中很難實現的現狀，很大程度上提高了課堂教學效率。同時，由于三維模型可視化程度高、形象直觀、設計改進效率高，與傳統方式相比，三維模式更容易激發學生的學習興趣，有利于培養學生的專業素養及個人能力。

五、結束語

通過虛擬改錯環節，不僅培養了學生綜合實踐能力，提高了學生實際分析問題、解決問題的能力，使學生開闊了視野，還能在下學期畢業設計環節中減少設計錯誤，提高設計質量，更重要的是增強了學生工程意識，為以后參加工作奠定了基礎。

參考文獻：

[1]濮良貴.機械設計：9版[M].北京:高等教育出版社,2013:5-12.

[2]朱龍根.機械系統設計：2版[M].北京:機械工業出版社,2006:26-42.

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[關鍵詞]機械原理；機械設計；課程設計；內容

[中圖分類號]G632 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）34-0179-02

機械原理和機械設計是職業學校機械專業的一門專業基礎課，它是溝通學生理論課和專業課的橋梁。機械基礎課程設計是課程學習之后進行的綜合性，實踐性很強的課程，如何搞好課程設計，如何通過課程設計使學生的設計能力，實踐能力，協作能力等綜合能力得到提高，基礎知識得到鞏固，是從事本課程教師值得探討的問題。筆者在從事機械基礎課程設計的教學實踐中，為了培養學生的綜合能力和工程素質，進行了一些有益的改革嘗試，使學生受益匪淺。

1 機械基礎課程設計的內容改革

1.1 課程設計的目的

機械基礎課程設計是職業學校機械類專業的學生在學完課程后獨立進行的一次工程實踐。該課程的最終目的是讓學生進行一次較全面的設計訓練，培養他們理論聯系實際，提高綜合應用理論知識和生產實踐知識去分析和解決有關工程實際問題的能力，為以后的專業課程設計打下堅實的基礎。

1.2 課程設計的內容改革

選題是課程設計內容的關鍵，教師的選題應盡可能把教學過程中涉及的知識在課程設計中得到綜合體現，同時要保證學生能夠按時完成。改革前，江蘇省張家港工貿職業高級中學機械原理和機械設計課程設計是分別進行的，互相之間沒有聯系。機械原理課程設計在第4學期開設，內容以機構的運動分析為主；而機械設計課程設計在第五學期開設，以零件的強度分析和繪制裝配圖，零件圖為主。不論是機械原理還是機械設計，課程設計的題目和設計方案都是教師給定的，而且有設計題目的樣機，機械原理題目是插齒機插刀系統基本運動設計，機械設計課程設計的題目是減速器的設計。這樣的選題都有一定的依據。插齒機插刀系統的方案設計中涉及連桿機構，凸輪和齒輪等機構，能夠很好地反映教學的內容，學生通過參觀樣機基本能夠在較快的時間內完成規定的任務，所以兩周的設計過程顯得很輕松，真正能夠設計不同方案的學生并不多見，這樣在創新能力的培養方面得不到很好的鍛煉。而減速器作為傳統的設計題目，其零件的選擇包括電機、皮帶、螺栓、齒輪、軸、軸承、鍵、銷、聯軸器、、密封以及箱體等，它的設計結合書本知識最多，而且難度適中，能夠較全面地反映機械設計課程內容的教學要求。作為學生機械設計的題目在較長時間都沒有得到改變。而且單獨進行機械原理和機械設計的課程設計，最大的弊端是學生缺乏對整體機械的認識和系統工程的認識。為了使學生各方面的能力得到綜合提高，我們將機械原理和機械設計課程設計整合為機械基礎課程設計，設計題目暫時定為包裝機械（包括液體包裝機和固體包裝機）的設計。設計時間由原來的“兩周”加“三周”改為現在的“四周”，設計方式也做了相應的調整，原來不管機械原理還是機械設計均為三人一組，三人的設計題目，已知條件均相同，這樣可能會導致三人互相抄襲，而且多年的課設結果也反映出這樣安排的弊端；改革后仍為三人一組，但是三人是負責整機的設計，他們之間相互聯系而又互不相同。他們必須按照給出的設計任務，商定設計方案，其中一人的不合作就會影響整個小組的設計，導致方案失敗。這樣，學生在相互協作能力和創新能力方面均可得到相應的鍛煉。從總體的工作量來看，原來機械原理課程設計包括機構運動簡圖的繪制（1#）；插刀的位移，速度，加速度線圖的繪制；凸輪的位移線圖和對應的凸輪工作圖；和編寫設計說明書。機械設計課程設計包括裝配圖的繪制（0#），軸和齒輪的設計，以及編寫設計說明書。改革后，機械基礎課程設計總體工作量基本保持不變，但同一組三人各有側重，把包裝系統分成三部分（輸送部分，熱封部分，裝料部分），每人負責其中一部分的設計，最后要求學生繪制出整個機械系統的機構運動簡圖（1#），相應的部件圖（0#），軸和齒輪（或凸輪）零件圖，和編寫設計說明書。經過幾輪的嘗試后，打算每一組人數增加到6～8人，能夠在四周的課程設計過程中，相互分工，做出液體包裝機（或固體包裝機）的整機設計。

2 改善教學方法，注重能力培養

2.1 注重設計能力的培養

設計能力的培養是一個循序漸進的過程，要完成一個好的設計，需要各門課程之間的相互支撐，相互融合。而目前許多課程的學習是孤立的，一門課程考核完成后即告結束。而針對機械類專業的特點，在課程的教學過程中不同知識的融合給課程設計提供了一次有益的嘗試。其中設計計算和結構設計是設計能力的兩個主要方面，我們將后者作為課程設計的重點。結構設計是確定零部件形體的主要階段，是一個難點。對于機械類專業的學生來說，由于機械基礎知識比較扎實，欠缺的是工程實踐經驗，所以在進行結構設計時，思維局限在書本知識上。為此要求學生提出結構設計合理，表達清楚的設計意圖有一定的難度。所以，在實踐過程中要求學生設計產品時要考慮到產品的造型、制造、市場等生命周期，即學生的設計能夠解決工程實際問題，這樣首先可以激發學生的設計熱情。課程設計的全過程都要突出結構設計，鼓勵設計新穎結構，以結構合理性和工藝合理性作為評價結構設計部分的主要方面。同時在課程設計過程中，教師應善于給學生創造一個能夠發揮最大想象力的空間，在布置任務時，只給出設備能夠最后實現的功能，而不規定具體是如何實現的，這樣有利于學生在設計過程中最大限度地發揮自己的想象空間。教師在設計過程中還應注意引導學生發現問題，進而分析問題，解決問題。鼓勵學生大膽創新，在想象和創新中提高學生的自信心和設計能力。

2.2 注重實踐能力的培養

課程設計的題目應能夠符合工程實際的需要，一般設計的題目盡量選用真題。在以往的課程設計中，教師給出設計參數，布置設計任務以后，學生一般參考樣圖進行繪制，這樣思維必然局限于教師的設計思路，對學生創新意識的培養非常不利。在改革后，學生可以到機械廠和實驗室去參觀小型的裝置，這樣對機器有一個總體的印象，可以觀察機器的運動情況，同時學校還給學生提供了兩臺包裝機供學生裝拆，這樣學生可以從不同角度了解機器的結構，整個機器的組裝過程和零部件的形狀，立體感強，層次清楚，學生基本能夠從視覺角度感知機器內外部的情況。而且，在實際項目的設計過程中，學生必須根據實際情況，從資料收集，設計計算和結構設計等方面考慮，提出合理的設計方法，這對于學生綜合設計能力的培養有一定的促進作用。

2.3 注重協作能力的培養

各同學之間協作能力的培養在課程設計過程中占有重要的地位。改革后在機械基礎課程設計中，一般以3人為一組。小組成員之間在形成具體的方案時要求各成員之間相互討論，在設計方案基本確定以后，組織一次小組間的討論，提出每組方案中存在的優缺點。這樣既可以培養學生與他人之間的協作，又有獨立的構思和設計，分組設計帶來的一個意外收獲是形成了小組之間的良性競爭，這種競爭增加了學生的工作熱情，體現了學生是教學設計主體的原則。在課程設計過程中，教師是每組的一個成員，在教學過程中和學生共同討論設計方案的可行性，在關鍵的問題上對學生進行指導，掌握每位學生的設計進度。

3 改革考核方式，提高課程設計質量

最初課程設計的考核方式比較單一，一般是“師評”，即教師根據圖紙的質量和平時的印象給學生打分，這樣存在一定的不合理性，教師可能只關注圖紙的質量和課程設計的進度，存在一定的片面性。為了克服這種不合理性，在隨后的課程設計中作了一定的修改，但原則上還是每位同學均參加答辯，答辯的最后成績分階段給出，總共由四部分組成（平時考勤占10%，設計計算部分占20%，草圖和最后圖紙質量占40%，答辯30%）。經過這樣的改革后，發現同學們在設計階段思維會更加活躍，自主性會得到更充分的發揮。而且由于答辯時面臨的是全班同學和老師，準備答辯和答辯的過程對每位同學的心理承受能力和口頭表達能力都得到了鍛煉。

通過從教學內容，教學方式和考核方式的改革，學生才能從全方位真正提高課程設計質量，真正鍛煉同學們的能力，與課程設計目標相一致。

參考文獻：