包装机械设计范文

导语：如何才能写好一篇包装机械设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：机械设计 现代机械设计方法 包装机械

我国的包装机械行业起步于20世纪70年代,在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一,无论是产量,还是品种上,都取得了令人瞩目的成就,为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前,我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。但在包装机械设计领域,绝大多数设计人员仍沿用传统的设计方法。随着科学的不断发展以及市场竞争的加剧,客户的需求也越来越高。体现在以下几个方面:为了满货期和降低生产成本的需要以及包装机械和生产机械相衔接必须提高生产效率;为了更好地适应新变化的需要,包装机械要具有高的柔性和灵活性;当设备出现故障时,能进行远程诊断服务;利于环境保护、噪声、粉尘和废弃物少;设备购置投资尽可能少,价格要尽可能低。而传统的设计方法根本无法满足这些要求。

1、现代机械设计方法

为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施,并适应科学技术发展的要求,使设计工作现代化,引发了现代设计方法的研究。现代设计方法的特点是动态的、科学的、计算机化的方法。它将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用到工程设计中。现代设计方法实质上是科学方法论在设计中的应用。冠以“现代”二字是为了引起重视,其实有些方法也并非是现代的。可归纳为下列具有普遍意义的方法:信息论方法、系统论方法、控制论方法、优化论方法、对应论方法、智能论方法、寿命论方法、离散论方法、模糊论方法、突变论方法、艺术论方法。把以上现代设计方法应用到机械设计中来,则称其为现代机械设计方法。

2、现代机械设计方法在包装机械设计中的应用

首先在设计理念上要借鉴先进国家的经验,以用户的需求为设计的目标,并结合柔性设计、模块化设计的理念,一机多基本一样,但设计阶段侧重点不同如:总体设计时,要全面考虑整个包装机系统的布局、运动协调性、造型设计、人-机环境以及装箱运输等。模块化设计是一种先进的设计方法,它的核心思想是将系统根据功能分为若干模块,将包装机中同一功能的单元设计成具有不同性能、可以互换的模块,通过模块的不同组合,使包装机多功能化、系列化。采用这种方法的优点是:(1)使包装机更新换代速度加快。因为新机型的替代,往往是局部改进。将先进技术引进相应的模块,比较容易实现局部改进;(2)缩短设计周期。当用户提出要求后,只需更换模块,或设计制造部分模块,即可得到新的机型,满足用户需求;(3)降低成本,便于维修;(4)性能稳定可靠。另外现代包装机设计应该满足“绿色设计”,即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。我国人口众多,人均消费水平比发达国家低,而且城乡差异较大,包装系统的设计应以价廉物美为主,不能盲目追求高精尖。要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。

3、包装机械可靠性的设计方法

机械可靠性设计可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。所谓定性可靠性设计就是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上,有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的。所谓定量可靠性设计就是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上,通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系设计出满足规定可靠性要求的产品。机械可靠性设计方法是常用的方法,是目前开展机械可靠性设计的一种最直接有效的方法,无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。可靠性定量设计虽然可以按照可靠性指标设计出满足要求的恰如其分的零件,但由于材料的强度分布和载荷分布的具体数据目前还很缺乏,加之其中要考虑的因素很多,从而限制其推广应用,一般在关键或重要的零部件的设计时采用。机械可靠性设计由于产品的不同和构成的差异,可以采用的可靠性设计方法:预防故障设计、简化设计、余度设计、耐环境设计、权衡设计等,将这些方法应用到包装机械设计中去即为现代包装机械可靠性设计,当然,机械可靠性设计的方法绝不能离开传统法,如机械计算机辅助设计、有限元分析等。

目前,微电子技术、信息技术、网络技术、材料科学等学科迅猛发展,而且不断向机械工业渗透。现代设计技术也不断地与机械设计技术相结合,向集成化、敏捷化、网络化、智能化的方向进一步发展。在包装机械设计中引用现代机械设计方法,使得包装机械的设计周期大大地缩短,提高了产品的性能,而且还有助于经济效益的提高。随着设计新手段、新方法、新技术不断地涌现,广大技术人员应不断更新设计思维,采用现代设计技术,真正提高产品的开发能力和设计水平,以增强市场竞争力。

参考文献

[1]梁尚明,殷国富.现代机械优化设计方法.北京:化学工业出版社,2005.

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1计算机辅助设计软件概述

（1）优势。

计算机辅助设计软件主要包括Optistruct、Ansys和Pro/E这三个部分。对于Optistruct软件而言，其作为hyperworks软件中的重要部分，设有快速准确的有限元求解器，能够对模块进行优化分析和设计。用户可以利用Optistruct软件中的边界类型、载荷、属性以及材料等，优化线性屈曲、模态、频率和静态等。同时借助该软件的尺寸和拓扑优化等功能优化结构时，可以在图形上利用不同的颜色直观表示出可优化去除或可加强和保留的部分，其中红色显示为可保留部分；绿色和蓝色显示为可优化去除部分。Optistruct软件作为一种应用软件，其能够优化结构，因此在结构优化方面备受企业的重视。Ansys软件作为一种辅助设计软件，其具有仿真和有限元分析功能，能够对部分较为简单的结构直接进行建模，如梁结构、板件和杆件等。但是在实际的生产过程中，由于零部件较为复杂，Ansys建模无法有效满足其实际需求，必须要以专业的Pro/E软件为基础进行三维建模，在此基础上导入Ansys，从而进行有限元仿真分析。Ansys软件与Optistruct软件相比较而言，其能够将结构的数值大小、变形分布以及应力进行直观准确地反映，更侧重于有限元仿真分析。Pro/E作为一种绘图软件，其三维建模功能极为强大，能够对不同常规性的三维实体加以快速生成。一般而言，如果结构零件的外形相对较为复杂，则可以利用Pro/E软件的各种专业命令，使各种类型不规则的三维实体模型在界面内生成。

（2）联合分析流程。

计算机辅助设计软件在实际设计和研发过程中，往往需要不断循环验证和设计，从而实现最优解。在包装机械设计中联合应用Optistruct、Ansys和Pro/E软件，将会使开发的周期加以缩短，保证最优解结构的准确性和可靠性。三者在设计中的联合应用流程图如下图。首先利用Pro/E软件进行三维建模，促使实体模型加以快速生成，并借助Ansys软件进行有限元仿真分析，从而得出该模型的变形云图和应力分布云图，对2项最大值加以求解，便于结构的优化。其次利用Optistruct软件导入三维模型初始结构，并对结构加以优化，以此得出可优化区域的密度云图，并在此基础上利用Pro/E软件，对优化模型三维图加以建立。最后对Ansys再次导入加以验证，并将设计结构优化前后的应变和应力加以比较，从而确定最优解。

2包装机械设计中计算机辅助设计软件的应用价值

（1）应用实例。

以易拉罐的包装生产为例，在对原材料加以运送时多采用真空吸盘托架，一是利用Pro/E软件对三维实体模型加以建立；二是利用Ansys软件导入三维模型，从而进行有限元仿真分析，并对材料的荷载、定义边界约束条件、网格划分和属性进行合理设置；三是在Optistruct软件中导入模型，优化分析结构，有效定义优化方法和属性，合理设置材料，科学划分网格，并对目标和约束载荷加以优化，从而对结构进行分析求解。四是将优化模型三维实体图建立在Pro/E软件中，并在Ansys导入优化模型，从而进行有限元仿真分析。五是对托架结构优化前后的参数进行比较分析，当满足应变和应力条件且具有明显的优化效果时，则可将其确定为最优解。对于托架结构而言，其优化前的最大应变为0.916673mm，最大应力为222.742MPa；优化后的最大应变为0.384901mm，最大应力为181.787MPa；优化前后的最大应变减小了0.531772mm（58%），最大应力减小了40.955MPa（18.4%）。

（2）应用价值。

将计算机辅助设计软件联合应用于包装机械设计中，其能够有效保证Pro/E与Ansys和Optistruct之间的数据传送。Pro/E与Ansys进行数据传送时，能够利用初始图形交换标准（IGES）格式，在不同的辅助设计软件中交换数据。同时设计人员能够利用Pro/E对三维实体模型加以建立，并对IGES格式加以选择保存，使其能够导入Ansys。这样能够几何修复和拓扑修复结构的进行部分，有效得出优化的几何模型，保证有限元仿真分析的顺利实施。当然，在导入的过程中，也可以采用IGES格式，但是要想对三维图形的效果和数据进行完整保证，确保结构分析优化的准确性，应采取直接式数据传送的方式。

3结语

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论文关键词：知识管理；包装机械结构设计；知识管理模型

知识经济环境下，知识被视为 企业 最重要的资源，产品中蕴含的知识量成为竞争的基础和决定胜负的关键，对于知识密集型的包装机械结构设计来说更是如此。随着 现代 信息技术的 发展 ， 计算 机技术的广泛使用以及多主体合作模式的出现，引起了包装机械结构设计在工作方式、组织模式和实现手段上的根本性变革，技术和市场形态的变化也对包装机械结构设计提出新的要求。因此，从知识管理的角度研究新环境下包装机械结构设计具有重要的理论和现实意义。

1包装机械结构设计中的知识管理

知识管理是适应知识经济时展的需要而产生的，是管理 科学 的思想与理念向纵深发展的结果是随着人们对资源认识的不断深化和企业管理能力的不断提高而发展起来的。知识管理既不是简单的信息管理的延伸，也不是对知识的管理或简单的知识化的管理，而是以管理为基础，以知识为中心，为解决知识开发与应用过程中出现的知识需求与知识利用间的矛盾而产生的一种管理模式。它包括知识的识别、获取、开发、传播、使用、保存以及更新的全过程，通过屏蔽信息复杂的来源，以方便用户对所需知识的获取和利用，为用户提供个性化的知识服务这些知识能够帮助主体获得竞争优势，实现最大的利益。其目的在于知识资源的有效利用，力图将合适的知识在合适的时间传递给合适的设计师，以便使他们能够做出好的决策。

包装机械结构设计中涉及到的知识有造型设计知识、产品理念知识、原理设计知识、安全性知识、人机知识、布局知识等，包装设计知识管理的目的就是通过信息技术支持、激励机制，以及良好的组织文化建设和组织结构设计，发掘组织内部已有的知识，从组织外部获取所需知识，在组织中实现知识共享并引导知识创新，并对知识进行蓄积和有效运用，以此提高组织的包装机械结构设计能力。

2包装机械结构设计知识管理模型

本文在现有的知识管理理论基础上提出了包装机械结构设计知识管理模型，如图1所示。

2．1包装机械结构设计中的知识管理流程

包装机械结构设计中的知识管理流程可分四个主要阶段：知识的获取、知识的存储、知识的转化和知识的应用。

2．1．1知识的获取

包装机械结构设计是一个知识的运用和创新的过程。一方面它依靠员工本身的技能和经验；另一方面要求通过不断地吸收外部的技术知识和专业化的学习来提高设计能力。因此，知识获取在包装机械结构设计中具有重要的作用。知识获取包括从现有的知识库或知识 网络 中提炼出有用的知识，以及有效、快速吸收设计所需的外部知识。通过内部与外部知识的联合与补充，将各种知识汇合成组织的知识网络，为包装机械结构设计提供一个共同的资源库，为知识提升和知识拓展创造机会。知识获取是包装机械结构设计知识管理过程的首要内容，为确保设计过程中相关知识的获得，组织应提供多种知识获得的方式，如建立内部知识库、协同工作以及创造知识交流的环境等。

2．1．2知识的存储

包装机械结构设计中的知识存储是指组织将有价值的知识经过选择、过滤、加工和提炼后，存储在适当的媒介内，并随时更新和维护其内容和结构，以利于设计者更加便利、快捷地访问，获得有效的知识。组织的存储对于组织来说是非常必要的。首先，知识的积累是知识创新的基础，根据学习创新能力理论的观点，当组织积累越多的知识，就越容易吸收、学习新知识和创造新知识。其次，知识的存储还可节约知识的重复开发成本，知识是组织投入成本所获得的提升组织优势的重要资源，从成本分摊的观点看，知识的利用程度越高，其相对价值也越高再次，组织内员工的离职、退休、死亡以及对知识的遗忘，项目团队在完成任务后解散，或者组织成员的流失和变动都会造成知识的流失，因此需要及时保存。最后，凭借知识的存储可以降低重复设计的成本和重蹈覆辙的损失。

2．1．3知识的转化

包装机械结构设计知识存在于两种形式：隐性知识和显性知识。显性知识是易表达的、可以通过语言、文字等方式传播的知识，隐性知识是个人拥有的，不易表达的，难以传播的知识，是个人长期学习和积累的结果。nonaka提出的seci模型显示了隐性知识和显性知识之间相互作用与相互转化的过程，如图2所示，其中包含了四个过程：

(1)隐性知识向隐性知识转化过程：设计人员之间通过观测、模仿、传授等方式进行交流，从而实现个人技能、经验等知识的传播、共享，这一过程是知识社会化的过程。组织的创新能力很大程度上依赖于隐性知识之间的转化，关键是组织成员如何贡献自己的隐性知识为集体共享；

(2)隐陛知识向显性知识转化过程：个人将存储于大脑中的设计体会、设计经验等知识通过个人主页、知识库管理系统等转变成共享的显性知识，这是知识的外在化过程；

(3)显性知识向显性知识转化过程：组织将一些分散的显性知识整合成新的更复杂或系统化的显性知识，以便在组织范围内使新知识得以共享，这是知识的综合化过程；

(4)显性知识向隐性知识转化过程：员工通过学习，将多种渠道得到的显性知识进行消化、吸收，转化成个人能力，存于大脑之中，这是知识的内在化过程。

在知识转化过程中，每一个转化阶段都会有外部新知识的融入，比如员工的自我体会、知识使用过程中的改进、创新等。因此，知识转化过程实际上也是知识共享的过程，是新知识的创造和产生过程。通过知识转化过程的螺旋上升运动，组织的知识得以充分共享，组织设计能力得到不断提高。

2．1．4知识的应用

包装机械结构设计中的知识获取、存储和转化只是为设计提供了可供利用的知识，这些知识能够被有效利用，还要看组织的知识应用能力，它决定了设计成功的可能性和效率。知识的应用有多种表现形式，如有效利用经验和教训学习提高工作流程的效率或不再重复犯错；能快速有效地将知识应用并发挥在问题解决和工作绩效的提升上；能快速有效地将知识利用发挥在可以观察到的环境变化上，以及指导竞争战略上等。

2．2包装机械结构设计中的知识支撑系统

2．2．1知识导向型的文化

由于知识型员工中竞争心理、知识垄断心理、自我封闭心理等障碍的存在，使得组织中的知识共享困难重重。因此培育一个知识导向型的文化是包装机械结构设计中知识管理成功的关键要素之一。所谓知识导向型组织文化，使指将知识视为组织最重要的资源，能够支持有效地获取、创造、交流和利用知识的组织文化。知识导向型文化的关键因素是对新知识持一种欢迎态度，并且在一个不断学习和尝试被高度评价、重视和知识的环境中，创造出一种信任和开放的气氛。通过知识导向型文化的建设，培育共享的价值观，使设计人员认识到，只有把知识拿出来共享，才能实现自身的价值，获得信任和尊重，并通过共享使知识得到增值，最终提升自己的实力。

2．2．2激励机制

建立强有力的激励制度，是包装机械结构设计知识管理成功的有效保障。通过激励机制可向设计者明确表明组织的态度，在组织内确定和鼓励知识型行为。知识型行为是指在工作岗位上利用组织知识并实现知识增值的行为。当前很多组织在知识管理实践中，常采取一种十分重要而有效的激励措施一知识全程跟踪制，并将这种激励制度作为组织知识管理初期的首选措施。所谓知识全程跟踪，是将知识提供者的姓名永久性地附在其所提供的知识记录上，并通过相应的技术支持使该提供者能够了解什么人、在什么地方、如何利用其所提供的知识，从而增进知识提供者的自豪感和成就感；同时能使该项知识的利用者与提供者之间保持密切的联系，激发利用者对提供者的尊重，并通过双方的相互交楼和探讨进一步创造新知识或知识的新应用。

2．2．3面向知识管理的组织结构设计

面向知识管理的组织结构具有柔性化、扁平化、 网络 化等特征。柔性化使组织能对意外的变化及时做出反应，具有较强的灵活反应的能力；扁平化减少了组织的管理层次，通过管理者向员工的全面授权，使得员工承担更大的责任，从而促进管理者与员工之间的交流；网络化可使各组织单元之间的连接最大化，从而为知识共享提供最佳的组织结构支持。

2．2．4信息技术支持

信息技术有利于组织内拥有不同知识基础的员工协作，有利于员工接近知识和分享知识，有利于加速交流，提高知识收集和知识利用的效率。

2．2．5形成设计、制造、使用一体化的知识管理机制

传统的串行工程从设计到制造各道工序是按一定的先后顺序逐步实施的，由于在产品方案的设计中缺乏其他部门的支持与合作，因此，许多本来可以提前解决的问题都必须等到整个设计方案进入下一环节后才能被发现，然后设计部门再根据后续部门反馈的结果进行设计的修改与更正，造成时间与资源的浪费。形成设计、制造、使用一体化的知识管理体制，即在合作 企业 和部门之间共享统一的知识库，并且在产品开发全过程中让用户参与进来，以便及时了解用户的需求，发现产品的缺陷，更新知识库中的信息，从而缩短产品开发周期，提高顾客满意度。综上所述，基于知识管理的包装机械结构设计流程如图3所示：

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前期：用AutoCAD 、 CorelDRAW等软件规划出包装的规格尺寸 ；

中期：用CorelDRAW、Freehand 、 Illustrator 、 Photoshop等软件设计出主题画面 ；

后期：用3Dmax等软件渲染出成品效果图。

（来源：文章屋网 ）

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关键词:自动封口包装机；光感传感器；使用；维护

随着我国食品安全认证脚步的不断推进，我国食品企业正面临着有一次的机遇与挑战。食品安全认证要求食品生产企业在食品生产以及包装过程中积极应用自动化设备来保障食品生产过程对于质量的控制，减少生产过程的污染，提高食品质量安全。包装作为食品生产过程中的重要环节，其有效的质量控制对于企业的生存与发展有着重要的意义。自动封口包装机是食品生产中的重要设备，其主要依靠光感传感器来实现包装过程的自动化。自动封口包装的应用一方面提高了企业生产能力，另一方面也对企业生产过程的质量控制起到了极大的促进作用。

1.自动封口包装机基础分析

食品企业广泛应用的自动封口包装主要是进行粉剂分装、颗粒分装、块状食品分装等。其一般由物料储存部分、计量组件、光感传感器、裁刀、热封组件等部分组成。其中光感传感器作为整个系统是否同步的关键，其安装、调试、使用与维护对于食品包装的效率以及质量都有重要的影响。食品企业常用的自动封口光感系统主要是光电控制结合的系统，在一个包装袋内自动定位，对准光标，减少人工调节，提高包装材料使用率，同时具有测速功能，数码显示包装速度，并可以在设定数量包装后自动停机。食品用光感包装系统要求光感传感器与制袋系统同步，制袋精度高，误差小。

2.自动封口光电控制系统的设计

自动封口包装设备是通过光感传感器来实现光标定位，然后通过光控系统对包装系统进行同步控制，以此完成自动封口包装。用来实现定位控制的光电技术可提供一种用固定标志点结合线性或旋转运动部件来实现简单可重复运动的方法。它利用了与一对光电管并联工作的一个功率运放的快速响应时间。由此实现的一种元件数量很少的系统，能在明确规定的工作环境下，具有很高的可靠性、准确性以及可重复性。

2.1自动封口光感传感器应用的基本原理

在自动包装过程中,由于商标印刷误差,薄膜变形不一,牵引辊打滑,送纸,拉纸,中封,横封各部分速度的差异,横封切断位置可能偏离规定部位,甚至因误差积累而切到商标图案上。为此,先进的包装机都配有光电跟踪自动控制系统,以控制封切位置使之保持正确,保证每次都在定位标记确定的位置处封接切断,不致于封切到图案上。这就是光感传感器在自动封口控制系统的主要应用。随着食品安全认证的深入，食品企业对于包装设备的要求越来越高，光电控制技术也必须跟上机械发展的要求进行合理的设计与开发。

其基本原理是利用光电系统测定目标的位置，然后根据光电传感器所测位置进行包装袋的步进、封口、切割。该系统主要由发射部分、光电探测器，信号处理电路，a/d转换器和单片机、 计算 机显示器组成，然后通过热封、切割、包装袋步进系统等共同完成自动包装。

2.2自动封口包装设备光感传感器控制系统的设计

自动封口包装设备的光发射电路主要由光源驱动器、光源（主要是半导体光源，包括led（发光二极管），ld（激光二极管）等）、光功率自动控制电路等部分组成。，用脉冲发射电路来驱动激光器，为了使半导体激光器克服供电电源波动、器件老化等因素的影响，确保激光器输出功率稳定，还必须有自动功率控制电路。接收部分主要由四象限光电探测器组成，四象限光电探测器是把4个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而成的光电探测器件，目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像，然后通过信号放大，传送至单片机，经过单品机的分析后，将同步信号传送至包装控制的各个组件，完成自动封口包装的全过程。

3.关于光感传感器自动包装机械 发展 前景展望

随着 科学 技术的发展及市场竞争的加剧，各食品生产 企业 以及自动包装使用企业对于机械的要求也越来越高。要求新机械在自动包装时可以提高生产效率，以满货期和降低工艺流通成本的需要，对一些产品，还要求包装机械和生产机械相衔接。要求设备生产厂家可以在设备出现故障时能够进行远程诊断服务。另外还要求噪声要小、包装过程精度高、废弃物要少。针对这样的情况，自动化包装设计厂家正在根据客户的需求，不断进行创新与设计，通过将更加先进的光感传感器、光电控制技术等的应用来提高自动包装的效率与精准度。

未来食品包装过程中工艺流程自动化程度将会越来越高，几年前，自动化技术还只占包装机械设计的30％，现在已占50％以上，大量使用了微电脑设计和机电一体化控制。包装机械自动化程度不断提高，一是为了提高生产率；二是为了提高设备的柔性和灵活性；三是因为包装机械需要完成的动作复杂，多采用机械手来完成。光感传感器的发展也为自动包装机的发展提供的更加广阔的空间。新的光感控制系统在完成传统定位的工作职能外，还加强了对材质及厚度的高分辨能力以及对包装上印刷质量缺陷的甄别，在包装过程中，包装材料的厚度、材质变化以及印刷质量问题不易为人眼所辨别，所以在包装机械上常采用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨。摄像机现已发展到能自行检查和辨别摄像的图片，并在显示屏上显示。当前机器在加工的转速是不能变的，今后应根据分辨后材料的变化改变转速，控制在最优化状态下工作，并且实现自动清理，自动消毒和自动清洁，自动剔除印刷不合格包材，减少因包材不合格出现的残次品。

结论

光感传感器的应用为自动包装设备开辟了一个全新的发展空间。加上 计算 机技术的不断应用，未来自动包装设备将是集成了更多计算机技术以及光电控制技术的 现代 化包装机械。而计算机仿真设计技术的应用，为自动化机械的设计与发展提供了便利的条件，将各种机器元素以数据库存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动合成为三维模型，并根据生产要求将实际生产数据录入，进行模拟运行。科技的发展在自动包装机械行业得到了充分的体现，也为光电控制提供了良好的发挥平台。由光感传感器作为核心的计算机控制自动化包装机械将成为包装机械发展的主要方向。

参考 文献

[1]王宏伟.压力传感器原理及应用[j].检测与控制,2007,6.

[2]乔金珠.锅炉压力自动控制系统浅析[j].自动控制资讯,2008,4.

[3]刘海清.自动控制——压力传感[m].机械 工业 出版社,2006,12.

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关键词：包装机械；自动化技术；

一、包装机械设备自动化技术

包装机械设备按复杂程度可分为：简单、半自动和全自动三大类。而全自动包装生产线设备主要由二大部分组成：全自动包装设备和全自动码垛设备。

1.1全自动包装设备

全自动包装机由自动上袋系统、包装秤（视需要可设计为单秤或多秤）、平台、整形设备、拆边机、批号及生产日期打印机、输送机（含倒袋输送机、立袋输送机和平袋输送机），还可设置收尘装置等组成。自动上袋系统是全自动包装和半自动包装的主要区别。自动上袋系统对包装袋的质量要求比较严格，当包装袋涂膜不符要求时，自动上袋系统的故障率随包装袋质量下降而上升。如果非出口产品、贵重产品及对产品包装有严格要求的物品包装，从降低包装袋的成本和包装机的价格着想，建议采用半自动包装机。自动包装机，每小时可包装500kg的物品500袋，最大可达800袋到1200袋；称重精度达0.2，最高可达0.1。

1.2全自动码垛系统

全自动码垛系统由码包机、垛型加固机、物品姿态控制装置、输送系统、控制系统等部分组成。全自动码垛系统有高架式和低架式两种形式。高架式码垛机的班产量大于低架式码垛机的班产量。码垛按每层五袋，每袋40-50kg，每垛40袋计算，则每小时可码垛600袋，最高可达每小时码垛1200袋。全自动码垛机配叉车储运，则有装车机动灵活，运输、码垛、拆垛、搬移等任务都可实现机械化操作。使作业时间大为缩短，作业劳动强度大大减轻。一条全自动包装码垛生产线，建议操作人员2-3人为好。

对于年产量大于10万吨的企业，采用全自动包装码垛，可以产生极大的经济效益和社会效益；年产量在5万吨至10万吨的企业，也有明显的经济和社会效益；年产量在5000吨以上的企业，建议采用半自动包装码垛生产线，也可获得大的经济和社会效益。

1.3 全自动包装码垛生产线

全自动包装码垛生产线的特点：

（1）自动化过程已逐步实现。包装材料或包装容器的自动整理、输入以及产品的输出；单机及机组和生产线的自动协调工作和故障的自动处理；对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品；为适应多品种、小批量生产包装设备的实际需要，可实现柔性化自动包装码垛。

（2）包装码垛设备成套性较强。包装设备多为连续作业的单机联动线和机组，成套性较强，其成套方式有：把具有不同功能的单机或机组与辅助设备配套成龙为连续作业；设计制造具有多种功能的作业线，现代化生产中包装机械不仅将制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输等功能组合在一起，而且将清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能也结合起来组成成套作业。

（3）可靠性较高。全自动包装线系统功能多，工位多，机构复杂，要求运动准确，动作迅速、协调，工作可靠。在现代化工业生产中包装设备已是生产流水线上的关键设备。为此采用了必要的检测和监控措施，对故障及时显示或报警，针对常见故障和误操作，设置安全防护措施，使设备即使在意外情况下也不致损坏。在报警发出后，由操作人员干预，使设备恢复正常运转。

1.4 半自动包装系统

由于产量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作业，有时不要求进行在线整治、质量复核、检测、打印和垛型加固等作业，这时系统也称为半自动包装系统。

二、包装线对自动化装备的需要

2.1包装线对自动化装备的需要

很久以来，包装生产线只到把物料包装好为止，尤其是25kg 以上的重袋包装更是如此，至于后续的搬运工作则完全由搬运工人来完成。造成这样局面有多方面的原因，但主要是我国生产力水平较低，劳动力便宜，资金缺乏，科研人才少，管理落后等。包装行业存在的问题要想进一步发展以及参与国际竞争还必须找出自身缺点和不足，纵观20余年的发展过性，不难发现我国包装机械行业中存在某些明显的不足，概言之有以下几点：

（1）低水平产品重复生产多。如小型自动封口机、真空包装机、小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小、成本低、起步快。因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样，就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去，自然又影响设备的更新，最终使得生产水平难以提高。

（2）高技术含量的产品尚未有人生产。如高压杀菌设备，连实验室阶段也未进入；又如多层共挤设备，其共挤头也是从美国购来配套的。

（3）自主开发能力较弱。一方面是我们企业起步较晚，还未摸清市场的规律；另一方面是科技力量薄弱，高科技人才资源不足，掌握先进的设计、应用CAD的人还不多，许多企业是看好别人已生产的产品市场不错，买来图纸依样画葫芦，结果不理想。有的企业照搬国外产品测仿，达到了样机水平则称为“国际先进水平”，实际上是早已淘汰的产品。如均度机，人家已有适应高温、高压、高粘度物料的，均质粒度可达1um， 的设备问世，我们还拿3um的普通设备标上国际先进水平。这样固步自封影响了产品的开发，即使有新产品，其档次也不高。又如，由于目前科技迅猛发展，超细粉状或准纳米级粉状的包装流动性很差，应该研究提高流动性的机构，以满足自动生产线的要求。

2.2包装自动化的需要

为了改变包装行业现状，对包装装备的自动化有以下要求或者发展趋势：

（1）机电仪综合技术是包装码垛生产线的发展主流。自动化程度是衡量包装机械技术水平的重要标志。其内容包括工艺过程、工艺参数、物料流动、产品质量、运行故障、安全防范等的自动控制和包装物、包装袋或容器、包装产品、包装过程的自动检测两个方面。由于大量采用了微电子、远红外、传感等高新技术，特别是微型计算机的应用，使水平迅速提高，从而减少了人工操作，提高了包装质量。

（2）在促进单机高速化的同时，注意提高系统的效率。高速化是提高包装机械生产效率的主要途径，为此，不断提高包装速度已成为总的发展趋势，其主要途径是在提高自动化水平的同时不断改进结构。还将更多的注意力投向提高整个包装系统的生产效率，使高速化向深层发展，使包装系统更加经济合理。

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关键词： 月饼 商品包装 设计 和谐

一、引言

我们生活在一个物质交换的世界里，购物活动成为我们日常的必需，形式多样的超级市场、购物中心、商店充塞着数以万计的商品等待人们的挑选，此时商品包装的视觉因素成为展示商品优势与消费者选购的基本。包装设计（Package Design）不仅仅是一门情感沟通的科学，更是一门生活的美学。商业包装设计可以说是一个社会时期文化经济、科技、生活方式的浓缩。商品经包装是为了求美，满足消费心理等需要，在我国春秋战国时期就有“买椟还珠”的典故，足以说明商业运作中讲究的包装及其工艺精美的重要性。

二、理性设计与消费的提出

国家标准《包装通用术语》对包装定义为：“包装――为了流通过程中保护产品及为了识别、销售和方便使用产品，而采用的容器、材料及辅助物等的总称。”［1］随着科技经济的发展，高标准精美的包装设计不仅可对企业产品的形象进行扩展，而且对商品的文化品位、档次等能进一步塑造。为了满足人们不断提升的物质消费水平，新科技、新材料、新工艺大量应用包装行业，使包装的附加猛增，包装设计对艺术价值的追求超越了经济价值约束。［2］作为中秋节的礼品，月饼是联系亲情的物品，流通时间短暂，而商家大多追求包装新奇的造型与工艺，包装精美的极端化追求不但造成材料工艺的浪费，而且对环境资源人身造成直接或间接危害。在当下和谐社会、可持续发展中探索包装设计的物质和精神层面的价值观念，以及商业包装设计如何做到双赢，即既满足消费精神慰藉又满足消费心理值得商榷。

三、商品包装装潢设计的可持续发展

中秋节也称“团圆节”、“仲秋节”，是我国的传统节日。在中秋佳节国内乃至海外侨胞均有祭月、赏月、吃月饼的习俗。据文献记载吃月饼的习俗始于唐，而“月饼”一词最早见于南宋吴自牧的《梦粱录》，月饼原是祭祀月神的贡品之一，明代《西湖游览志余》“八月十五谓之中秋，民间以月饼相遗，取团圆之义”。［3］可以看出人们以月饼的外形来借喻团圆之意，故月饼也有“团圆饼”之称谓。月饼作为中国传统节日礼品有着丰富的文化内涵，是一种特殊的商品，有着深厚的文化基础与风俗人情内涵。在特定的时间里吃月饼不仅可以品味其中的文化内涵，而且可以增强与家人的亲情，凝聚海内外华夏子孙间的深厚感情。在月饼包装内涵里有一种质朴的美、纯洁的美，随着物质文明的高度发展，消费水平的提高，人们对包装美的追求提出了更高的要求，月饼包装由最初的麻纸、纸盒包装的质朴形态逐渐向奢华发展。高标准的包装设计应该是形式、功能、材料、技术等因素的综合，在包装设计中商家看中的是利润，市场则认准的是质量，因此，通过设计调整买卖双方的利益矛盾成为设计的唯一手段。

由于人们物质欲望的膨胀、市场品牌竞争激烈等，大量新材料、新工艺、新技术所构造奇特的包装屡见不鲜，导致人们对月饼包装的目的产生了怀疑，大多消费者自己也搞不清楚是在买商品还是在买包装，只有太多的无奈。据统计：我国每年产生近1.5亿吨城市垃圾，其中80%―90%来自大中城市，但目前我国的城市垃圾处理率仅为50%左右，城市垃圾平均每年以8.98%的速度增长，其中大约有1/3属于商业包装废弃物。现实中除了大量的月饼包装外，还有营养品、电子产品等缺乏诚信的包装设计，在和谐社会发展的前提下低碳设计、绿色设计等不能成为一个口号。国家应该制定实施相关严格标准与针对性的行业规范，进行制约，减少材料浪费，加强回收利用环节，可减少对海洋土地的间接污染，甚至避免材料对人身健康造成的间接危害。［4］改变人们传统凭借“盒子”判断商品的档次的不良心态，以及设计师商家凭借外观，外包装越体面、越贵重的商品促销手段。

地球现实资源环境已经不允许我们极尽奢华、铺张浪费，如时下能源的紧缺、物价的上涨等现象就已告诉我们已经超前支取资源太多，应该马上反省，如日本在发展经济时期曾经忽视环境问题，对环境造成较大创伤，但此后通过“爱知世界博览会”等活动大力倡导绿色、和谐的理念，对环境资源等改善有明显的效果。也可能由于日本地处岛国，可能比其它地大物博的国家有先见的危机意识，日本的设计如“无印良品”追求一种“No Design”译为“看不到的设计”倡导一种“展示本质”的设计原则。［5］同于我国儒家所倡导的“文质彬彬”设计理念。当下，与生活紧密关联的商业包装设计更应减少对材料工艺等的浪费现象，国家监督杜绝假、大、空的商业包装设计风气，通过商业引导纠正消费行为，端正设计理念，重点强化产品质量，还原功能符合要求，质朴、精良的设计美学理念，促使人与自然的和谐发展。

诚然，在空前繁荣的商业品牌竞争中，包装材料、印刷工艺的精良、结构的精美，能刺激消费者的购买欲望，但关键还是要靠品牌的口碑、品牌的质量和商家的诚信等无形的价值因素。正如那句老话“金杯银杯不如老百姓口碑”。虽然可以把商业包装设计中的技术因素可以看作是调节和改变人与自然关系的物质力量，沟通人与社会的中介，但当下月饼包装中过于对高新技术、材料的应用无疑是为了开拓商品的审美视野、提升审美价值及符合节日喜庆的氛围，却往往给商品无形增加过多的附加值，大多直接导致商业包装华而不实、哗众取宠的视觉设计。［6］

纵观时下商场众多品牌的月饼包装设计，材料形式呈多样化，印刷工艺技术复杂化发展，而在功能上却多半是单一或者缺失。短暂的节日过后遗留大量华而不实的不可重复利用的材料、短期不可降解性、缺乏回收设施等问题突出，大量城市商业垃圾涌向周边郊区，对环境与人身间接造成不小的危害。有数据显示：如每回收一吨废钢铁，可炼好钢0.9吨，可减少75%的空气污染、97%的水污染和固体废物，比用矿石炼钢节约冶炼费47%；每回收一吨废纸，可造好纸0.85吨，节省木材3立方米，节省碱300公斤，比等量生产好纸减少污染74%的换算可节约不少资源。这些触目惊心的数据告诉我们那些煞费苦心的特殊外包装，怪异不合理的单体内包装（材料多为塑料等有害不宜降解材料）结构形式的大量应用，并不是时下社会与老百姓所需要的理想的商品包装设计。

法国美术家保罗・苏里奥（P・souriau）曾说：“美同有用之间不会有冲突，正是完全有用的东西才存在真的美。”［7］如果商家与设计部门能以“展现本质”的设计引导消费，对商品包装材料积极开发并选择使用绿色天然易降解的材料，政府加强对包装材料回收利用设施的建设监管等，那么设计会让我们的生活更美好。和谐社会的倡导是个大的时代环境主题，这促使我们必须遵守可持续发展观，用理性的物质文明促进精神文明的建设。

四、发展理性的包装设计和谐观

当下，经济全球化进程，无非是发达资本主义国家，对发展中国家在文化、经济上的隐略，比如发展中国家有大量可污染的环境、有大量可使用的廉价劳动力、有大量可以浪费的资源等因素，这可能正是发达资本主义国家所看重的市场开发。那些具有高污染及不可降解有害的商业包装基本都出现在发展中国家。我国在现阶段非物质社会发展中的商业包装设计，不可盲目追求视觉上的“耀眼”，应合理使用高科技、高尖端的、避免污染危害较大的包装材料与工艺，重要的是积极开发具有自己本土（质朴形式、传统工艺）特色的“绿色”材料与工艺，尤其是与人们生活息息相关的商品包装设计，要特别注重材料的地域性、文化性、易降解性、重复利用性等选择。［8］如片面追求商业包装视觉上的新异，只会成为“邯郸学步”，逐渐失去个性，最终迷失“自我”特色。

五、结语

现代科技信息进步促进社会空前发展，21世纪网络信息化的普及对人们的生活习惯、生活节奏和购买方式产生了很大影响，越来越多的消费者足不出户，通过网络购物已经成为时尚，消费者越来越关心商品质量、包装、价格、送货等问题，在这种特殊商业运作环境下更应该积极提倡以人为本适度的商业包装设计观，因为设计是一种责任，也是一种态度。

参考文献：

［1］金银河.包装印刷技术［M］.北京：中国纺织出版社，2005，12：1.

［2］朱国勤，吴飞飞.包装设计［M］.上海：上海人民美术出版社，2005，8.

［3］赵强.中国民间民俗礼仪大全［M］.南宁：广西民族出版社，2003，1：207-209.

［4］张俊，林亚虎.从日本本土化设计探究中国设计之路［J］.重庆：包装工程，2009，12：236-252.

［5］迪人.世界是设计的［M］.北京：中国青年出版社，2009，11：122.

［6］胡成明，马磊.我国现代设计发展之路的思考［J］.重庆：包装工程，2007，6：194-196.

［7］徐恒醇著.设计美学［M］.北京：清华大学出版社，2006，7：138.

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1、图纸目录：包含哪些图纸，及图纸页码。

2、设计说明：房屋基本情况介绍及计师是怎么设计的。

3、原始平面图：详细标注室内尺寸，门窗、梁柱、进水口、地漏、煤气管道位置等等。

4、平面设计图：不解释，正常人都懂。

5、天花吊顶图：天花造型的尺寸、定位，灯具位置，详细索引，到地面高度，具体大样等。

6、铺地图：材料种类，地砖、地板规格和范围、地砖拼花等。

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为了提高实验教学质量，激发学生的学习兴趣。本文针对机械设计专业综合实验课程教学中存在的问题，提出在课程中增加虚拟改错环节，并针对虚拟改错环节的教学内容、教学方法以及教学手段改革进行了初步探讨与实践。教学实践表明：此环节的教学效果良好，提高了学生实际分析问题、解决问题的能力。

关键词：

机械设计；综合实验；虚拟改错；教学改革

21世纪，我国进入了知识经济、技术经济的时代，而知识技术经济致胜的法宝是人才。高等学校培养的人才质量，直接关系到一个国家的综合国力和国际竞争力，因此培养和提高学生的专业素养，巩固其专业知识的理解和吸收是培养人才能力、提高人才质量的坚实基础。特别是对机械类专业的学生来说，更应该把学生对理论知识的灵活吸收与掌握运用作为实践类课程的重中之重，只有这样，学生才能在未来工作中游刃有余、手到拈来[1]。“机械设计专业综合实验”是辽宁工业大学（以下简称我校）机械工程与自动化学院针对设计专业大四学生开设的一门重要实践课程，课程主要内容是对学院现有的典型包装机械（颗粒包装机、苹果制瓣机、安瓶灌装机等）进行工艺流程分析、功能原理分析、传动系统以及执行系统分析，并由教师将学生分组，每组学生绘制不同设备中不同功能部件的功能结构图、执行机构简图、传动系统图以及执行系统循环图等，具有较强的实践性[2]。为了进一步激发学生的学习兴趣、增强实验效果、提高实验教学质量，在“机械设计专业综合实验”中增加虚拟改错实验环节，本文主要介绍在“机械设计专业综合实验”虚拟改错实验环节教学中的一点做法和体会。在教学过程中，结合传统实验手段，采用虚拟实验方式，是实验教学的突破性尝试与创新[3]。

一、机械设计专业综合实验教学现状

由于学生实践经验比较欠缺，对大部分机械结构及设计理念还都停留在理论环节。通过本门实验课程，虽然对实际设备有了一定了解，但由于包装机械非标件相对较多，而且结构较复杂，学生在对专业知识的理解上仍有欠缺，只对设备有大体的了解，不能把握其设计理念的精髓，往往都是知其然而不知其所以然。学生很难将课堂所学理论知识与实际有效联系起来，缺乏应用理论联系实践、指导实践的能力。

二、“机械设计专业综合实验”虚拟改错环节的教学实践过程

首先，为了让学生学会团队合作的工作方法，又能够充分调动各位组员的工作积极性，使每位学生都能充分发挥自己的优势，达到事半功倍的效果。指导教师先将学生分为2~3人一组，根据每组学生的综合水平给定一个包装机械常用执行机构或传动机构的三维案例模型，每个案例模型中设置一些学生设计时经常出现的典型错误与问题，如图1、图2所示，问题主要涵盖安装问题、设计问题以及工艺流程问题等。然后，指导教师组织各组学生进行相互讨论并运用“机械设计专业综合实验”之前课程对包装机工艺流程及功能原理等的分析理解，加之本科阶段理论课、专业课所学知识，找出案例模型中不合理的地方，同时讨论说明存在的问题，以及会对设备带来哪些不良后果，会在生产过程中造成什么样不良影响。如图3所示实验前提供的模型，两个轴承紧贴，轴向间隔过小不利于滚轮传动，同时轴端螺纹孔没有钻头锥角，工艺不合理。学生

通过课堂学习讨论，将模型中不合理之处进行了调整改进，如图4所示。最后，各组学生将得出的最终结论整理成书面报告的形式交由指导教师检查，指导教师对其错误描述是否准确，改进方案是否合理，改进措施是否可行等方面进行考察。检查合格后，由学生整理并提交书面实验报告。对于专业能力较强，知识点掌握比较扎实以及对三维仿真模型感兴趣的学生，可以额外让他们运用自己提出的改进措施对三维模型进行修改并进行运动虚拟仿真，看改进后系统性能是否得到改善，合理性是否得到提高，从而达到兴趣驱动、因材施教的教学效果。

三、“机械设计专业综合实验”虚拟改错环节教学过程中所把握的要点

由于“机械设计专业综合实验”对机设专业大四学生实践应用能力培养中的重要性，以及我校“应用型、复合型、外向型”的本科人才培养目标，实验教学改革过程中注重以下两点：

（一）引导为主，把控细节在教学过程中紧紧围绕“学生为主，教师为辅”这一原则。指导教师对学生以启发引导为主，采用循序渐进的阶梯式教育方法，让他们积极动脑思考，并根据各组学生的能力和进展情况，把要求逐步提高，同时鼓励学生采用多种不同的方案对案例模型中的问题进行修改，然后分析比较，从中选出最佳方案。和学生一起总结归纳，使理论得到升华，加深学生对知识的理解。在实验过程中，虽然学生针对错误问题提出的改进方案和措施全部合理，但对问题的思考往往不够深入全面，比如当传动中使用带传动时，学生往往只是笼统地说成带传动，而对带的种类、参数等少有提及，这就需要指导教师对这些设计细节进行把控，一方面可以帮助学生把理论知识点理解吃透；另一方面能够提高学生解决问题时思维的缜密性和全面性。

（二）实验案例更新要与时俱进在虚拟改错实验中的错误设置要尽可能多地贴近生产实际，使错误的设置不是凭空想象照本宣科，而是紧随科技更新换代的脚步，将更多的新技术、新方法引入到课程案例中，这样可以使学生更好地接触、理解以及吸收这些新的设计思路与设计理念。通过与传统设计的对比，找到创新点，更好地把握机械行业的发展与创新方向。在巩固理论知识的基础上，培养学生的创新意识与创新能力，同时也为学生可以更好更快地融入到以后工作中打下良好基础，达到与时俱进学以致用的效果。

四、虚拟改错环节的特色与创新

（一）坚持从实践中来到实践中去的原则虚拟改错实验环节的错误案例除了取材于生产实际，另一方面也来自于历届学生在专业课程设计和本科毕业设计中出现频率较多的问题，比如系统传动比分配不合理、设计时不考虑安装是否便捷以及传动路线设计繁琐等问题，坚持从学生中来到学生中去的原则。通过改进这些现实存在的问题和错误，来培养学生的工程意识，提高其自身专业素养以及工作能力，进而指导工程实践，为他们提前打好预防针，在以后的学习和工作中避免再出现类似的错误，未雨绸缪防患于未然。

（二）充分利用多媒体教学模式将多媒体融入到实验课程中现今已经十分普遍，但大多只利用了绘图软件的二维功能，充当了画板和丁字尺的用途。虚拟改错环节在使用二维工程图的同时，运用三维绘图软件的建模及装配功能，使之成为理论课教学与实验课教学之间的纽带，加深学生对机械系统设计这一抽象化过程的形象化理解与整体把握，如图5所示。改善了传统的实物分析改错过程受诸多因素制约现实教学中很难实现的现状，很大程度上提高了课堂教学效率。同时，由于三维模型可视化程度高、形象直观、设计改进效率高，与传统方式相比，三维模式更容易激发学生的学习兴趣，有利于培养学生的专业素养及个人能力。

五、结束语

通过虚拟改错环节，不仅培养了学生综合实践能力，提高了学生实际分析问题、解决问题的能力，使学生开阔了视野，还能在下学期毕业设计环节中减少设计错误，提高设计质量，更重要的是增强了学生工程意识，为以后参加工作奠定了基础。

参考文献：

[1]濮良贵.机械设计：9版[M].北京:高等教育出版社,2013:5-12.

[2]朱龙根.机械系统设计：2版[M].北京:机械工业出版社,2006:26-42.

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[关键词]机械原理；机械设计；课程设计；内容

[中图分类号]G632 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）34-0179-02

机械原理和机械设计是职业学校机械专业的一门专业基础课，它是沟通学生理论课和专业课的桥梁。机械基础课程设计是课程学习之后进行的综合性，实践性很强的课程，如何搞好课程设计，如何通过课程设计使学生的设计能力，实践能力，协作能力等综合能力得到提高，基础知识得到巩固，是从事本课程教师值得探讨的问题。笔者在从事机械基础课程设计的教学实践中，为了培养学生的综合能力和工程素质，进行了一些有益的改革尝试，使学生受益匪浅。

1 机械基础课程设计的内容改革

1.1 课程设计的目的

机械基础课程设计是职业学校机械类专业的学生在学完课程后独立进行的一次工程实践。该课程的最终目的是让学生进行一次较全面的设计训练，培养他们理论联系实际，提高综合应用理论知识和生产实践知识去分析和解决有关工程实际问题的能力，为以后的专业课程设计打下坚实的基础。

1.2 课程设计的内容改革

选题是课程设计内容的关键，教师的选题应尽可能把教学过程中涉及的知识在课程设计中得到综合体现，同时要保证学生能够按时完成。改革前，江苏省张家港工贸职业高级中学机械原理和机械设计课程设计是分别进行的，互相之间没有联系。机械原理课程设计在第4学期开设，内容以机构的运动分析为主；而机械设计课程设计在第五学期开设，以零件的强度分析和绘制装配图，零件图为主。不论是机械原理还是机械设计，课程设计的题目和设计方案都是教师给定的，而且有设计题目的样机，机械原理题目是插齿机插刀系统基本运动设计，机械设计课程设计的题目是减速器的设计。这样的选题都有一定的依据。插齿机插刀系统的方案设计中涉及连杆机构，凸轮和齿轮等机构，能够很好地反映教学的内容，学生通过参观样机基本能够在较快的时间内完成规定的任务，所以两周的设计过程显得很轻松，真正能够设计不同方案的学生并不多见，这样在创新能力的培养方面得不到很好的锻炼。而减速器作为传统的设计题目，其零件的选择包括电机、皮带、螺栓、齿轮、轴、轴承、键、销、联轴器、、密封以及箱体等，它的设计结合书本知识最多，而且难度适中，能够较全面地反映机械设计课程内容的教学要求。作为学生机械设计的题目在较长时间都没有得到改变。而且单独进行机械原理和机械设计的课程设计，最大的弊端是学生缺乏对整体机械的认识和系统工程的认识。为了使学生各方面的能力得到综合提高，我们将机械原理和机械设计课程设计整合为机械基础课程设计，设计题目暂时定为包装机械（包括液体包装机和固体包装机）的设计。设计时间由原来的“两周”加“三周”改为现在的“四周”，设计方式也做了相应的调整，原来不管机械原理还是机械设计均为三人一组，三人的设计题目，已知条件均相同，这样可能会导致三人互相抄袭，而且多年的课设结果也反映出这样安排的弊端；改革后仍为三人一组，但是三人是负责整机的设计，他们之间相互联系而又互不相同。他们必须按照给出的设计任务，商定设计方案，其中一人的不合作就会影响整个小组的设计，导致方案失败。这样，学生在相互协作能力和创新能力方面均可得到相应的锻炼。从总体的工作量来看，原来机械原理课程设计包括机构运动简图的绘制（1#）；插刀的位移，速度，加速度线图的绘制；凸轮的位移线图和对应的凸轮工作图；和编写设计说明书。机械设计课程设计包括装配图的绘制（0#），轴和齿轮的设计，以及编写设计说明书。改革后，机械基础课程设计总体工作量基本保持不变，但同一组三人各有侧重，把包装系统分成三部分（输送部分，热封部分，装料部分），每人负责其中一部分的设计，最后要求学生绘制出整个机械系统的机构运动简图（1#），相应的部件图（0#），轴和齿轮（或凸轮）零件图，和编写设计说明书。经过几轮的尝试后，打算每一组人数增加到6～8人，能够在四周的课程设计过程中，相互分工，做出液体包装机（或固体包装机）的整机设计。

2 改善教学方法，注重能力培养

2.1 注重设计能力的培养

设计能力的培养是一个循序渐进的过程，要完成一个好的设计，需要各门课程之间的相互支撑，相互融合。而目前许多课程的学习是孤立的，一门课程考核完成后即告结束。而针对机械类专业的特点，在课程的教学过程中不同知识的融合给课程设计提供了一次有益的尝试。其中设计计算和结构设计是设计能力的两个主要方面，我们将后者作为课程设计的重点。结构设计是确定零部件形体的主要阶段，是一个难点。对于机械类专业的学生来说，由于机械基础知识比较扎实，欠缺的是工程实践经验，所以在进行结构设计时，思维局限在书本知识上。为此要求学生提出结构设计合理，表达清楚的设计意图有一定的难度。所以，在实践过程中要求学生设计产品时要考虑到产品的造型、制造、市场等生命周期，即学生的设计能够解决工程实际问题，这样首先可以激发学生的设计热情。课程设计的全过程都要突出结构设计，鼓励设计新颖结构，以结构合理性和工艺合理性作为评价结构设计部分的主要方面。同时在课程设计过程中，教师应善于给学生创造一个能够发挥最大想象力的空间，在布置任务时，只给出设备能够最后实现的功能，而不规定具体是如何实现的，这样有利于学生在设计过程中最大限度地发挥自己的想象空间。教师在设计过程中还应注意引导学生发现问题，进而分析问题，解决问题。鼓励学生大胆创新，在想象和创新中提高学生的自信心和设计能力。

2.2 注重实践能力的培养

课程设计的题目应能够符合工程实际的需要，一般设计的题目尽量选用真题。在以往的课程设计中，教师给出设计参数，布置设计任务以后，学生一般参考样图进行绘制，这样思维必然局限于教师的设计思路，对学生创新意识的培养非常不利。在改革后，学生可以到机械厂和实验室去参观小型的装置，这样对机器有一个总体的印象，可以观察机器的运动情况，同时学校还给学生提供了两台包装机供学生装拆，这样学生可以从不同角度了解机器的结构，整个机器的组装过程和零部件的形状，立体感强，层次清楚，学生基本能够从视觉角度感知机器内外部的情况。而且，在实际项目的设计过程中，学生必须根据实际情况，从资料收集，设计计算和结构设计等方面考虑，提出合理的设计方法，这对于学生综合设计能力的培养有一定的促进作用。

2.3 注重协作能力的培养

各同学之间协作能力的培养在课程设计过程中占有重要的地位。改革后在机械基础课程设计中，一般以3人为一组。小组成员之间在形成具体的方案时要求各成员之间相互讨论，在设计方案基本确定以后，组织一次小组间的讨论，提出每组方案中存在的优缺点。这样既可以培养学生与他人之间的协作，又有独立的构思和设计，分组设计带来的一个意外收获是形成了小组之间的良性竞争，这种竞争增加了学生的工作热情，体现了学生是教学设计主体的原则。在课程设计过程中，教师是每组的一个成员，在教学过程中和学生共同讨论设计方案的可行性，在关键的问题上对学生进行指导，掌握每位学生的设计进度。

3 改革考核方式，提高课程设计质量

最初课程设计的考核方式比较单一，一般是“师评”，即教师根据图纸的质量和平时的印象给学生打分，这样存在一定的不合理性，教师可能只关注图纸的质量和课程设计的进度，存在一定的片面性。为了克服这种不合理性，在随后的课程设计中作了一定的修改，但原则上还是每位同学均参加答辩，答辩的最后成绩分阶段给出，总共由四部分组成（平时考勤占10%，设计计算部分占20%，草图和最后图纸质量占40%，答辩30%）。经过这样的改革后，发现同学们在设计阶段思维会更加活跃，自主性会得到更充分的发挥。而且由于答辩时面临的是全班同学和老师，准备答辩和答辩的过程对每位同学的心理承受能力和口头表达能力都得到了锻炼。

通过从教学内容，教学方式和考核方式的改革，学生才能从全方位真正提高课程设计质量，真正锻炼同学们的能力，与课程设计目标相一致。

参考文献：