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包装机械设计范文1
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
包装机械设计范文2
关键词：包装机械；教学改革；双创型；实践教学
自1984年教育部批准试办包装工程本科专业以来，我国的包装工程专业教育取得了很大发展，学科体系逐渐趋于完善，更为我国包装工业提供了有力的人才和技术支撑[1]。尽管我国包装行业取得了一定的发展，但须认清我国目前在包装工业方面仍处于探索阶段，较其他发达国家存在明显的差距[2]。为了更加适应市场需求，促进我国包装工业更快更好发展，这就需要包装工程专业积极努力培养“双创型”人才，为经济市场注入新的活力与动力。我校包装工程专业被设置为机械工程学院的一个专业分支，其开设的课程包含包装材料、包装运输、包装装潢、包装计算机辅助设计等。包装机械课程作为包装工程专业的重点教学内容，为包装机械行业发展及学生就业提供了更加广阔的平台。为在竞争日益激烈的当今社会立足，兼具创新精神与创业能力的“双创型”人才成为目前高等教育的目标。如何基于包装工程机械类课程的教学改革做好“双创型”人才培养，成为本文探讨的重点。
一、包装机械教学现状分析
（一）课程设置不合理，学生机械专业知识匮乏
包装工程课程涉猎广泛，涉及机械、材料、食品、艺术、力学、管理、计算机等学科，属于多学科交叉性专业。这就造成学生课程科目看似面面俱到，实则专业特色不明显，学生在学习各科课程时缺乏基本的专业基础知识。包装工程机械类课程缺乏机械类机械设计、机械原理等专业基础课程知识的支撑。
（二）教材内容陈旧，课程知识更新慢
随着商品包装样式的多样化，包装机械行业发展迅速，机械设备相关技术、机构更新快。包装机械课程目前选用的教材为2011年5月由中国轻工业出版社出版、卢立新主编的《包装机械概论》一书。教材内容详尽，体系完整，但较教学大纲与培养方案要求仍存在相异之处，需要教师在教学过程中进行知识整合及筛选，重新安排教学内容[3]。同时，由于相关教材较少，内容更新速度慢，学生学习内容无法跟时代接轨，所学知识陈旧。
（三）缺乏实践机会，学生动手能力差
受学校培养计划限制，学生实践机会较少，缺乏实习经验。在相关课程及毕业设计过程中，所掌握的机械基础知识不扎实，造成学生无法顺利完成相关课程设计及毕业设计内容，进而导致学生在包装机械设计方面动手能力差，对今后机械类岗位的就业产生一定的不良影响。
二、包装机械课程教学改革措施
（一）优化课程体系，强化理论与实践的结合
学校在设置课程体系时针对包装工程专业应有所偏重，以包装技术为主线，可选择机械、材料、食品、设计和印刷等某一方向[4]，以定位学校包装工程专业特色。针对专业特色，在课程体系设置时优化课目，扎实相关专业基础，拓展专业深度。同时，结合教材内容，将目前市场上的新技术、新设备引入教学环节，加强学生对理论知识的理解。教学过程中，理论知识要与实践相结合，才能发挥其最大功效。因此，教师要利用理论知识引导学生解决实际问题，通过实际工程案例的应用，进一步夯实理论知识。同时，通过实验教学，激发学生对本门课程的兴趣及信心，加强师生间的交流与互动，培养学生的创新意识，发掘学生自主思考解决问题的研究能第7期Feb.2020No.7力。
（二）选择合理的教学方式，激发学生的主动性
随着科技进步，智慧教室、智慧课堂、云平台、VR智能教学等多媒体计算机辅助教学，为学生的学习提供了更加便捷的平台，也调动了学生的学习兴趣。同时，翻转课堂等新式教学手段，变学生被动学习为自主学习，增强了学生学习的积极性，让学生由观众变成课堂的主角，最大限度地接收信息，加快知识的学习速度，成倍提高学习效率，对所学知识的掌握和理解也得到加深与强化。台湾大学电机系叶丙成教授首创PaGamO教学方法[5]，将学生最喜欢的多人竞技在线游戏与课堂知识相结合，激发学生高层次兴趣爱好的同时，将同伴间的鼓励与竞争机制作为引导学生的主导因素，全面体现学生的主人翁地位，达到学生快乐学习、教师轻松教学的目的。
（三）以项目为媒，产学研相结合，创立创新实践教学模式
目前，校内有限的实验课程可以提供常规的实践教学内容，但远不能满足学生对相关课程内容的理解[6]。牛津大学调研报告指出，在未来20年中，将有47%的工作消失。因此，只是传授基本理论知识和简单的实验操作已无法满足时代对人才的需求。大学教师应考虑增加课堂外的实践环节，突出学生的主体地位和能动性，锻炼学生独立思考的能力，在发现问题后能够有效分析和解决问题，开发学生的创新创业思维，实现“双创型”人才的培养。教学过程中，可依托国家、省市及校级举办的相关专业竞赛或创新创业支持项目，把学生学习到的理论知识拓展到课堂外。同时，通过产学研项目，实现校企合作，将教育与科研、生产、市场密切结合，实现校企优势互补，创立创新实践教学基地，为市场带来活力，为企业输送人才，为教育提供平台。同时，还可将现有项目或竞赛课题具体案例引入课堂，引导学生进行案例分析，采取课堂分组讨论、专题研讨等形式，改革教学方法，充分发挥学生的创新意识，培养学生新工科专业背景下的双创精神和能力，进而实现教育教学、赛事、创新创业、科研的相互促进。
三、结束语
专业课的教学改革并非一朝一夕，制定相关决策时，既要借鉴往年的教学经验，还要考虑不同时期不同时代学生的接受和认知能力，更要兼顾行业发展现状及趋势等。通过包装机械课程改革，力求学生能够更加扎实地掌握理论基础知识，具有一定的实践动手能力，更要有独立思考和自主创新的意识，这样才能成为符合未来时代需求的优秀人才。
参考文献：
[1]徐伟民,毛中彦.包装工程专业“三能一创”应用型人才培养模式的研究[J].包装学报,2009,(1):79-81.
[2]王柳莹.就我国实现全面包装机械自动化的相关探讨[J].包装世界,2013,9(5):24-25.
[3]宋晓东.包装工程专业中包装机械课程教学改革探讨[J].中国教育技术装备,2015,12:147-148.
[4]许文才.包装高等教育教学改革与人才培养模式探讨[J].包装工程,2003,24(4):152-154.
[5]叶丙成.为未来而教[M].北京:高等教育出版社,2019:181-183.
包装机械设计范文3
随着科学技术的迅速发展，现代机械工程得到了很大的发展，现代机械设计技术作为机械工程的重要组成部分之一，也获得了很大的提高和进步。我国的现代机械设计技术和理念是建立在以往的机械设计技术基础上的，但现代的机械设计技术也是新技术与新理论结合的产物。这样的观念使很多创新思路和理念在现代机械设计技术中得到了应用和发展。因此，创新现代机械设计技术具有战略意义，我们应使现代机械设计技术向着智能化、绿色化、系统和定量化等方向发展。
2现代机械设计技术
现代机械设计技术综合运用了很多领域的理论基础，比如现代力学和应用数学等重要的基础理论。此外，现代机械设计技术还运用了机械电子学、自动化等领域的很多研究理论和成果，特别是在现代计算机技术迅猛发展的状态下，计算机技术为现代机械设计技术提供了重要的技术支持。
2.1CAD技术的应用
随着计算机技术的迅猛发展，尤其是计算机仿真技术的不断提高，利用计算机CAD软件可进行三维建模仿真演示机械设计产品，可实体演示某一个机械的零部件，并进行产品性能分析，还可以模拟组装机械系统的各个部件、查阅机械运动分析系统的资料、运动过程中试验装配某部件所在的位置。同时，还可以生成部件装配图，利用虚拟装配分析各个现代机械产品在机械系统中的性能参数。机械CAE系统主要分析工程数值、优化设计机械结构、评价机械强度设计、预估机械寿命和动力学仿真等。运用CAD技术解决了现代机械产品的造型问题后，由CAE系统解决现代机械设计的合理性、强度、寿命和动态特性等问题。CAD技术彻底更新了机械设计的设计手段和方法，摆脱了传统机械设计模式的束缚，引进了现代机械设计的观念。利用CAD技术可以使现代机械产品的设计过程得到改善，也可以使现代机械产品拥有三维造型功能；可实现现代机械系统产品的敏捷适用化；可动态化控制设计现代机械系统产品的过程；可实现现代机械产品数字化，将现代机械产品转化为数据，并应用数学知识集成化管理数据。随着机械制造业的不断发展，机械制造生产的设备已从普通的机械机床发展到了数控机床和数控加工中心，机械设计也从传统的机械设计发展成为了现代机械设计，且在现代机械设计中大量使用了CAD技术。将来实现现代机械设计无图样生产的关键技术之一是三维CAD技术。随着现代机械设计领域CAD技术和其他新技术越来越普及，现代机械工业的发展处于前所未有的繁荣阶段。
2.2自动化技术
自动化技术是一门较为复杂的综合性技术，它与控制论、自动控制等领域都有着非常密切的关系，特别是控制理论和计算机技术影响着自动化技术。为了加快生产机械产品的速度，要使用面向对象的自动化技术。合理地利用网络技术可异地协同设计现代机械，同时，自动化装配演示机械设计产品。可通过分析运动进行基本的机构识别，展示机械内部各个构件运动时产生的数据。在现代机械设计中应用自动化技术后，可通过自动化系统为现代机械设计提供创新方案，可在现代机械设计的初期阶段运用自动化技术提供2种创新方案：在现代机械设计的基本准则下，采取创新机械设计方案；利用自动化技术将现代机械设计创新方案的功能进行改良、分解和重组。在方案的产生原理上都采用符号形式列出这2种创新的系统设计方案，而对于现代机械概念设计初期阶段使用符号的方案，机械设计自动化则会将方案进一步分解成为机构的基本形式和相互连接这2个方面。
2.3计算机辅助设计技术
随着计算机辅助设计软件的不断更新，计算机辅助软件的可视化界面不断提高，使得计算机的虚拟模拟环境更加切合现实，越来越接近机械实际运行环境的各项指标参数，利用计算机辅助设计技术既可以大大减少机械设计成本，也可以提高机械设计效率和机械产品的功能；进行三维建模的再次开发，在采取的措施当中选择具有特征性的控制参数、驱动数据库等，设计整体的基本机械机构的三维造型，使用少量的特征控制参数驱动机械机构，并利用计算机辅助设计技术解决基本机械机构虚拟建模的问题。
3结束语
包装机械设计范文4
1.1模块化设计内涵
模块化包装的机械产品，是指由特定的模块在一定的范围内，组成不同种类和不同功能的包装机械。在对模块化进行设计的时候，有以下几种内涵：
1）纵向设计；
2）横向设计。也就是在保证参数的情况下，通过不同的模块之间的转换完成产品的变化；3）全系列的设计。其包括以上两种设计方式。
1.2设计的特点
1）便于维修在使用模块化设计的时候，由于模块具有可更换的特点，所以如果在机械包装的过程中发生故障的话，只需要将不合适的模块更换就可以。这样省去了在设计的时间，以及方便维修；
2）简化包装设计在过去的包装中，进行设计的人主要根据产品的特点进行指定的包装，所以设计出来的包装只能使用于相同系列的产品，而对其他系列的产品不能够应用。采用模块化设计之后，可以使一种设计满足许多的系列的产品，只要在客户提货的时候进行模块之间的更换即可在对传统的机械化包装进行设计的时候要对每一个零件的设计进行考虑，这样就需要人员掌握的知识面广，这样不单单浪费时间，同时也消耗了人员的精力，这样就导致机械的生产周期短，然而，在采用了模块化之后，技术人员不用再考虑每一个零件的设计，只需要使用现有的模块即可；
3）模块化包装的成本低在进行模块化包装的时候，可以根据模块特有的功能进行。同时也可以通过对模块的不断研究，不断的完善其质量和性能，以此来增加模块化产品的数量。这样就可以用较少的模块组合成最多的机械包装。在减少设计时候的同时，也减少了设计成本。
2模块化设计机械设计中的应用
1）模块化技术和成组技术在对机械的包装处理上有着一定的共同点。它们提出的依据都是现代产品的多样化。进行成组的时候都是依据零件特点等因素，主要是利用物体之间的相似性，并且将这些相似的事物进行组合，通过对相似零件规范化的处理，达到小批产品也具有流水作业的情况。而模块化追求的是小产品和中产品以及大批量零件之间的效果，也是利用它们之间的相似度，把一些零件划分，最后制成模块。它们之间的共同点主要表现是，对相似的零件进行集中处理；
2）模块化技术的应用。数控机床对模块化的划分是指对机床运动分析和结构分析得出的结构，将具有同样功能的结构进行合理的划分。所以说，模块化划分的好坏之间影响着模块化设计的成败；
3）数控机床在进行模块划分时的原则。首先应该根据现有的结构上的要求进行划分，其主要原则如下：（1）将具有独立功能的单位作为模块，也就是说对已经分解的单元结构上的划分尽可能的做到其独立性，这样方便不同模块之间的进行组合，能够拼凑出多种产品；（2）部件作为模块。在进行划分的时候，以部件作为模块，这样能够保证模块的完整性，而且也能够保证拼凑的产品的质量；（3）利用组件的方式作模块。设计人员对模块分解之后，还可以将模块进行组件，通过不断的试验更换某些零件，可以使部件的用途增加，这样比更换整个零件更具有经济效益；（4）在进行模块划分的时候，还要考虑到机床中大件的划分，保证其规范性，还要使其便于分离和结合。同时也要考虑到模块的发展空间，定时的进行升级。
4）数控机床的功能分解。在对模块进行划分的时候，必须要考虑到整个车床的功能。把数控车床的总功能进行模块的划分，使其成为一个个独立的功能，接着设计人员就可以进行模块的划分。当然，设计人员进行分解时，首先应该考虑的就是用户需求。由于用户之间的条件存在差异，所以会所在确定机床规格时候也要不同，也就是说在模块的组成中也会存在差异。对单柱的数控来说，其总功能是车削。在将其进行划分的时候，可以讲车削的沟槽和旋转面等方面进行。除此之外，还要将其的铣镗功能进行划分，这些功能可以按其的执行功能和监测等方面进行划分。
3结论
包装机械设计范文5
近几十年来，出现了新的现代机械设计方法，比如创造性、系统性、优化性、综合性、CAD等设计方法，与传统的、静态的、手工的机械设计方法相比，现代机械设计方法是动态的、科学的、系统的，且可设计出产品参数。
2现代机械设计方法的发展
随着计算机行业发展的日新月异和现代机械设计方法的不断改革，由传统的以经验为主的设计理念转变成了以系统设计方法为主。
3现代机械设计方法的特点
现代机械设计方法特点鲜明，设计时不仅要对机械的工作原理、构造、运作方式、力和能量的转换方式、物流技术，以及各零部件的材料、形状、大小和润滑方法等进行思考、核对、研究，还要结合创造性工程、仿生学、控制论和机械电子学等众多学科知识进行产品设计，从而使设计出的机械产品在市场中具有竞争力。现代机械设计方法以传统设计方法为基础，经过改进和发展，使现代机械设计方法更加科学、合理。现代机械设计的综合性非常强，且设计的知识领域广泛，将控制技术、机械技术和科技信息技术等理论相结合，并实现了对整个机械系统的优化设置。现代机械设计属于三维体系，包括时间维、逻辑维和方法维。其中，时间维主要体现在对产品策划、产品设计方案等其他设计流程的步骤上；逻辑维是指解决问题的逻辑顺序；方法维是指对设计过程中的思维和方法的具体体现，从而使现代机械设计实现更高效、更优质的目标。
4现代机械设计方法分析
近年来，随着科学技术的快速发展，尤其是计算机行业的突飞猛进和普遍应用，为现代机械设计的理论研究、数据计算和物理模拟等创造了捷径和有利条件。同时，生产技术的需要和先进设计理念的出现，大大推动了机械设计行业的改进和发展，这对现代机械设计而言是一场革命，使人们认识到了传统机械设计的不足之处，开始注重使用科学动态的机械设计方法替代经验的、手工的设计方法，从而促进现代机械设计更新换代。
4.1可靠性设计方法
可靠性设计方法指在机械设计中不仅要引用数理统计理论和概念论概率论，还要运用可靠度指标进行机械设计。传统的安全系数设计方法检验是否安全的标准是零部件强度设计是否达标，但随着机械不断向高温、高速和大负荷的趋势发展，机械构造越来越复杂，所处的使用环境也越来越陈旧，难以保证所设计的零件具有安全性。而现代机械设计方法中的可靠性设计方法认为载荷、材料性能、强度和零件的尺寸都属于某种概论分布的统计值，并运用概率统计理论和强度分析理论，求出在设定条件下零件不会受损的概率计算公式，分析在设定的可靠度范围内零件的尺寸或该尺寸下零件的安全系数。可靠性设计主要包括可靠性理论依据和可靠性设计工程两部分内容。可靠性理论基础即可靠性数学和物理；可靠性设计工程指可靠性设计、试验、制造、运行、修理和监管等方面。目前，可靠性预测是人们集中研究的方向，也就是在设计过程中计算失效率数据、预测零件或系统的可靠度、在设定的情况下和限定时间内达到规定功能的概率。可靠性分配属于另一个研究方向，是将系统容许范围内的失效概率合理地安排给该系统的各个零部件。在系统可靠性分配中应用最优化方法，即可靠性优化设计。
4.2动态性设计方法
所有机械产品的制造过程都是在随机动态情况下完成的，但由于传统的机械设计方法存在很多不足之处，限制条件较多，所有传统的机械设计的分析设计都只能在静态状况下完成，即使想从动态情况入手分析，也只能依据以往的数据做一些简单的数据修改，无法真实、准确地反映产品的具体运行情况，与现代机械设计方法存在很大的差距，现代机械设计方法以载荷谱和零件损伤的条件为依据指导设计，大大提高了设计的成功概率。
4.3优化设计方法
优化设计方法依据最优化理论法，结合各种因素，根据人机配合的方法或自动搜查的方式，使用计算机进行半自动或全自动设计，是一种在现有工程情况下找出最优设计方案的现代机械设计方法。优化设计包括将设计中的具体问题抽象化成最优化的数学模型，并应用最优化数值的方法通过迭代来遥近数学模型的解。机械零件优化设计的步骤为：建立目标函数、确定设计变量、设定限制条件、运用科学的最优化方法和通过计算机计算数学模型。
4.4全局性设计方法
我国现代化机械设计方法理念与传统的机械设计方法相比更加全面，且实用性、功能性更高。现代化机械设计理念越来越科学、合理，通过这种先进的现代机械设计方法能更加全面地掌控整个机械设计的开展，可系统、全面地对整个机械设计的流程进行监测或督查，从而提高工作效率。
4.5并行设计方法
并行设计方法是一种对产品及其制作过程（包括制造过程和运行过程）进行并行和集成设计的系统化操作模式，也是一种集成、并行地进行产品的设计、制造和运行的系统方法。并行设计方法的理念是机械产品的设计研发者在产品研发的最初阶段，即研究和设计阶段，根据并行的设计方法全面考虑产品整个使用周期内的所有环节，包括设计规划、研发、安装、调试运行、销售、物流、运用、维修、后期保养和最后回收处理等步骤，从而在提高产品质量的同时，降低产品的成本，以减少资源消耗。
5结束语
包装机械设计范文6
1.1可拓学的主要内容
可拓学是一门由可拓论、可拓方法和可拓工程构成，研究创意产生规律和生产创意方法的学科。1983年，中国学者蔡文在《科学探索学报》上发表的一篇文章中首次提出可拓论，通过研究可拓集合和不相容问题处理矛盾问题。可拓论研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律，是可拓学的基本理论。目前，可拓学的快速发展已经研究出了人们解决矛盾问题、产生创意的基本规律。可拓法已经成为当前机械设计人员生产创意产品、提出新想法和新方案、开拓新思路、解决新问题的最主要、最实用的方法，不仅有利于决策者、管理者和工程技术人员，还对解决家庭矛盾有一定的帮助。
1.2物元理论
在物元理论中，将一维物元即描述事物的基本元，定义为以Om为对象、以Cm为特征时，Om的量值Vm构成的有序三元组。多元以多个物为基础，所有对象及其量值会构成一个矩阵，根据物元理论建立的物元数学模型，可对物元进行定量和定性分析。在精确分析下，多维物元几乎可以描述所有事物，是机械设计方案选择的理论基础。
1.3关联函数
可拓集合将可拓学与可拓理论通过数学的方式联系起来，从而以定性和定量的方式对决策过程进行详细描述。假定以U为论域，其中，任意一个元素设为x，则以函数形式表示可拓集A：A={（x，y）x∈U，y=K（x）∈（－∞，+∞）}.（1）式（1）中：y=K（x），为与可拓集合相关的关联函数。将论域U中的各个元素都映射到（－∞，+∞）后，可按照一定的程序产生创意，利用计算机和网络生产创意，这必将在人类历史上引发一场“创意革命”。
2机械设计方案决策模型的建立
在经典数学的运用中，用来描述论域中的元素没有具备某种性质需要用到的为特征函数。然而，在模糊数学中，用来表达事物性质程度的为隶属函数。不同于经典数学模型和模糊数学模型的构建，在可拓数学中，用来表达此性质的为使用关联函数，即表达论域中元素具有的性质程度。在可拓学中，简单、快捷的决策方法之一为优度评价，该评价系统正是建立在关联函数的计算基础上。在机械设计方案中，以可拓学理论为根基建立物元模型，并使用优度评价法可快速评估各个指标的关系。
2.1确定决策模型指标体系
在机械设计方案中，通常会包括多个设计性能指标，这些指标应符合机器运作本身需要的量和度。以此为前提条件，尽可能地使操作满足方便、安全、经济、适用、形象和美观等外在要求。最理想的情况为，将机器的质量设计尽可能减轻，从而降低耗能、提高效率。在实际的模型指标体系的建立过程中，要考虑制造难度、维修费用和维修周期，创造科学、合理的设计方案评价指标体系。
2.2关联函数和关联度计算
根据可拓学理论，关联函数包括2种：最优点在区间中点的关联函数；不再区间中点的函数。前者可使用在机械制造工艺方案评价中，但在设计方案的评估中通常无法使用，这是因为在实际评价指标中的最优点不在区间的中点，比如，机械设计产品需要控制成本、提高机械运转效率。因此，在机械设计方案评价模型建立后，应使用后者进行关联度计算。
3可拓理论的意义
在科技高速发展的现代社会，创意的产生只需要灵机一动，便可以创造出新奇的物品。在现代社会中，创意是需要借助一定的规律和工具的，而计算机和网络的高速发展刚好为创意的产生提供了工具，这是难得的好机会。计算机具备运行速度快和储存量大的优点，能实现批量生产，利用新方法和新科技来创造便于人们生活的物品。在第一次的工业革命中，蒸汽机解放了人类的双手；第二次工业革命解放了人类的双腿；第三次科技革命中，电话、互联网的出现拓展了人类的大脑和视野。此后，创意的产生是人类智力的拓展，可拓论研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律是可拓学的基本理论。可拓理论的产生是为了解决人类在生产过程中的矛盾，不断开拓创新。研究用形式化的模型分析事物拓展的可能性和开拓创新的规律，从而形成解决矛盾问题的方法，这对提高人类智能有重要的意义。根据这些研究成果，探讨用计算机解决矛盾的理论和方法对提高机器智能水平有重要的价值。有了这套理论和方法，便可以利用一定的程序借助互联网和计算机产生无尽的创意。
4结束语
包装机械设计范文7
我国经济发展迅猛，在发展经济的背后，科学技术的推动是不可缺少的。而自动化技术在我国科技发展上展主导地位，其发展迅猛，在我国各个工业领域中应用广泛，并且在农业生产中也有应用到自动化技术。文章针对自动化技术在我国工业领域中的发展现状进行了分析，并以此简单阐述了自动化技术的发展趋势及发展作用。
关键词：
自动化设备；机械设计；方法
前言：
随着市场经济的发展，我国工业经济取得了不错的成果，自动化设备被广泛应用于工业生产的各个领域，对提升工业生产效率、促进我国社会经济的发展具有重要意义。目前，我国对自动化设备机械设计的研究越来越深入，选择科学、合理的设计方法，能够提升设备研发效率，提高设备的自动化水平，增强设备在市场上的竞争力。
1.自动化设备发展现状分析
自动化设备一般由四部分构成，其一是机械传动机构，其二是控制系统，其三是检测单元，其四是执行部件，其中控制系统发出指令，设备就能够按照人们要求的方式工作。随着社会的进步，自动化设备在各个领域的应用越来越多，例如工业生产中的检测装置以及数控机床，农业生产中所用到的收割机等，这些设备的应用能够明显提升各个领域的生产效率、减少人们的工作量、降低生产成本等，对于我国工业经济、农业经济以及其他相关领域的发展具有重要意义，如何设计出功能更加健全、对环境的适应能力更强、成本更低的机械设备已经成为自动化设备设计人员共同需要思考的问题。机械设计对于设备的自动化水平产生直接影响，从目前的情况来看，自动化设备的机械设计中仍具存在很多问题，整体设计相对复杂、对于先进技术应用较少、智能化水平不高等，因此设计人员需要寻求更好的机械设计方法来解决这些问题，满足设备的各项要求[1]。
2.自动化设备的机械设计方法分析
2.1自动化设备机械设计条件分析
首先，机械设计要能够满足设备的功能要求，因此，研发人员先要确认设备的具体功能，值得注意的是，有些自动化设备的功能不是单一的，例如，有些自动印刷设备除了具备印刷功能以外，可能同时兼具自动化清洁、包装以及检测功能，因此在了解设备功能时要注意全面性，包括设备的作用对象是谁，设备的使用场合大致有哪些，设备的所有功能是通过什么途径来实现的，然后对这些功能的实现方法进行深入研究，通过对比以后选择最合适的设计方法，设计过程中既保证所有功能全部实现，又能适应运作环境，同时做到自动化控制过程简约，还能兼顾经济成本。其次，研发人员要熟练掌握各项机械原理，同时可以将先进的电子技术、智能化以及计算机技术应用在设计中。当前我国自动化设备机械设计中存在两个问题：一是设计过程和使用过程都比较复杂，其二是设计成本高，与国外自动化技术相比缺乏竞争力，使用科学、合理的机械原理机构，同时设计中多应用先进技术，就能够解决这些问题，一方面能够减少传动零件的使用量，大大节约传动时间，另一方面能降低生产成本，例如，某自动化设备中原本使用曲柄滑块方式来传送物料，但是由于市场环境的变化，需要该设备增加传送行程，但是设备本身的空间是有限的，因此不能按照传送要求来增加曲柄长度，为了解决这些问题，设计人员采用曲柄齿轮齿条机构，通过这种方式实现行程放大，满足传送行程要求。随着新型材料的发展，各类环保、性能优越的材料已经被应用于各个领域中，自动化设备设计人员也应该考虑使用这些新材料，例如，传统轴承的成本高、且耐磨性不好，可以使用塑料轴承代替它，不仅大大降低成本，且免油耐磨。一些材料特殊、形状复杂的零件使用传统方法很那被加工出来，3D打印技术的应用就解决了这一问题[2]。
2.2具体设计方法
2.2.1参考设计论文和成熟的设计作品
设计人员在正式开始设计之前，要查找并阅读一些相关资料，可以是有关机械设计的论文，也可以是一些发明专利，积累这些资料能够进一步丰富设计人员的理论知识，同时开阔视野，因为设计本身就是一项开放性较强的工作，设计人员不应该将思想停留在某一个点、某一项功能或者是某一种实现方式上，而是将多种影响因素综合起来考虑，从大量资料中获取设计灵感，丰富设计方法、提升设计水平。除了理论资料以外，设计人员还要多参考一些成熟的设计作品，因为这些作品无论型号大小、功能如何，都是经过市场考验并获取认可的，设计人员可以将自己预想的方案与这些成品进行对比，找到设计中不符合现实的地方，并加以改正[3]。
2.2.2有效利用计算机技术和RTIZ理论
计算机技术是自动化设备的基础技术，而当今时代属于信息时代，计算机技术处于时刻发展之中，设计人员要时刻了解计算机的发展状况，将最先进的技术应用于设计中，目前比较常见的应用就是CAD一级PRO-E等，要熟练掌握这些设计工具的使用方法，不断提升设计效率和修改效率。设计完成以后，设计人员还可以利用仿真模拟等方式对自己设计的作品进行模拟分析，找出其中存在的问题并及时修改，提升设计的可靠性。TRIZ法属于一种系统理论，也属于一种方法工具，系统对世界上的高水平专利进行集中分析，为人们提供解决问题的方法，设计人员在研发自动化设备的过程中如果遇到问题，就可以从TRIZ理论中寻找解决方法，首先是要将设计中的问题转化为TRIZ问题，然后用系统中的理论得出模拟解，最后将模拟解在转化成自己需要的设计内容。
2.2.3形成一种机械创新思维
自动化设备设计工作具有一定的特殊性，不仅要求技术人员掌握扎实的基础知识，同时要求其具有创造性思维。设计人员要将传统设计方式与现代设备功能要求综合起来考虑，打破传统思维的束缚，将先进的计算机技术、人工智能技术以及电子技术作为基本依据，大胆创新设计理念和方法，如果设计人员不能灵活使用设计手段，对所有设计工作都保持相同的看法，那么其最终设计出的产品一定也没有什么创新之处，且所有作品都大致相同，这样就没有将机械设计的价值发挥出来。设计人员在设计前、设计过程中乃至设计完成以后都要保持一种创新思维，善于联想，将相关领域知识综合考虑在内，不断探索新的思路和方法，使设计出的自动化设备功能更全面、适应能力强、成本更低[4]。
3.总结
未来一段时间内，我国自动化设备的设计将向着简约的方向发展，设计中将更多的应用到先进技术，这就要求设计人员发展创新性思维，参考设计论文和成熟作品，有效利用计算机技术和TRIZ理论，在满足设备各项功能要求的基础上尽量降低成本，提升设备的竞争力。
参考文献
[1]周文豪.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业,2013，12（14）07:318+320.
[2]周海峰.日用品生产流水线自动化专用机械设备的设计方法与经验探析[J].企业科技与发展,2013，13（15）16:10-12.
[3]杜巧连,陈旭辉,舒柏和.自动化包装机械控制系统的设计方法研究[J].机械管理开发,2015，10（12）06:27-29+32.
包装机械设计范文8
关键词：机械工程；机械设计能力；培养模式；典型案例
机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。
一、现状及问题
地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CAD/CAE实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。
二、培养模式改革的具体方案与措施
在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。
（一）完善机械设计能力全过程培养体系
为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。
（二）充实机械设计能力培养的教学内容
以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。
1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。
2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察CA6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。
3.第五学期。教师可通过“机械CAD/CAE/CAM技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件AutoCAD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解ANSYS、COSMOS等先进机械设计软件的应用；通过机械CAD/CAE实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。
4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。
5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。
6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。
（三）改革教学方法，提升教学效果
为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。
1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。
2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。
3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。
4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。
5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。
三、结论
