時間：2023-03-17 17:58:53
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇機械傳動論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
判斷方法液壓傳動系統在施工的過程中可能會出現一些小的故障，雖然并不會明顯地表現出來，對于當時的施工也并沒有影響，卻為以后的工作埋下了隱患。因此，必須要有專業的檢查人員來對液壓傳動系統進行定期的檢查，從而能夠及時發現系統中存在的故障隱患，并進行及時地維修，排除故障，保證系統的正常運作。定期檢查分析判斷法是唯一一種能夠在故障發生之前檢測出來的方法，也是維護液壓傳動系統最實用的方法。
2工程機械液壓傳動系統故障的處理方法
2.1液壓泵故障處理方法
液壓泵在液壓傳動系統中主要承擔的提供動力的任務，在施工中，常用的液壓泵有齒輪油泵和葉片泵等類型。齒輪油泵在使用的過程中常出現的故障就是液體的泄露，當液壓泵中的液體泄露出去之后，泵內的流量和壓力都將變小，無法達到工作時的需求，這時，可以檢查軸承、齒輪，及時更換損壞的元件。而葉片泵常發生的故障則是由于定子與配流盤相互磨損引起的，維修時應當將葉片泵進行拆解，并且更換磨損嚴重的定子，同時檢查轉子和葉片是否存在磨損現象，當出現問題時，也要及時維修。
2.2液壓馬達故障處理方法
相對于液壓泵來說，液壓馬達出現故障的頻率要小得多。因此，液壓馬達并不需要頻繁的維修，只需要在平時使用時注意保養和維護，就能夠大大降低馬達故障的可能性。在使用的過程中，加入液壓馬達的液壓油要選用合格、干凈的油，并且要進行仔細地過濾，防止雜質進入馬達，液壓油中含有雜質，將會嚴重磨損液壓馬達，減少馬達的壽命。另外，在更換油管的時候，要注意不要讓液壓馬達內的液壓油泄露出來，否則空氣進入馬達，將會引起震動和噪音，將會損壞馬達，影響正常運行。
2.3液壓油缸故障處理方法
液壓油缸是為液壓傳動系統提供壓力的部位。液壓油缸經常發生的故障分為兩種，一種是液壓油泄露，另外一種則是運動爬行。如果液壓油缸發生液壓油泄露的情況，就要及時檢查油缸的密封元件是否破損，如果發生損壞，就要及時更換，阻止液壓油繼續泄露。如果液壓油缸存在運動爬行的故障，則要仔細地分析究竟是那種原因，其中原因可能會使油缸密封元件緊弛度不合適，有可能是空氣進入了油缸內，或者是液壓油內含有雜質等，不同的原因要運用不同的方式來排除故障。
2.4控制閥故障處理方法
控制閥在液壓傳動系統中發揮著調節與控制液壓的作用。控制閥之間、控制閥與其他元件之間的配合必須非常精密，才能夠保證機械的正常運行，因此，在維修時必須注意不要損壞控制閥。當控制閥出現一般的故障時，在維修的過程中應當盡量避免抽動控制閥，如果抽動次數過多，也會影響其精密性，使其無法正常工作。控制閥出現故障的原因可能是閥芯被磨損，這時可以研磨接觸線，以此來進行修正。如果不是閥芯的故障，那么有可能是調壓彈簧出現了問題，那么就要對此進行維修。
2.5管接頭故障處理方法
管接頭指的就是液壓傳動系統中那些管道的銜接與焊接處，在機械工作過程中，由于高頻率的震動，很容易使管接頭損壞。進行維修時，就要注意管路的安置，在不影響系統正常運作的前提下，要盡量保持兩管道之間的距離，防止管道接觸而產生的摩擦，這樣，就能大大降低磨損的可能性。另外，在進行管道安裝時，一定要保持清潔，管路上不能有雜質、氧化物等物質，如果管道安裝時需要彎曲，要保證其彎曲直徑在其能承受的范圍內，并且讓彎曲處盡量遠離接口處。
3工程機械液壓傳動系統故障的預防
關鍵詞：機械傳動齒輪失效主要形式預防措施
齒輪傳動是現代機械傳動中廣泛采用的主要運動形式之一。做為最常見的機械傳動零件，它優點很多應用廣泛。但是，齒輪傳動也存在其固有的缺點：不能緩和沖擊作用。當制造、安裝和使用過程中出現不當情況往往會引起較大的振動、噪聲，甚至發生斷裂等失效故障。產生齒輪失效的原因比較復雜，下面就此進行探討。
1、齒輪失效的主要形式
1.1 輪齒折斷
輪齒受力后，相當于懸臂梁受載，齒根部彎曲應力最大，同時齒根又有較大的應力集中，因此，輪齒彎曲折斷一般發生在齒根部分。齒輪傳動工作時，輪齒每嚙合一次，齒根彎曲應力變化一次。當彎曲應力超過彎曲疲勞極限，輪齒重復受載后，齒根處就會產生疲勞裂紋，并逐漸擴展，致使輪齒折斷，這種折斷稱為疲勞折斷。輪齒受到短時意外的嚴重過載或沖擊載荷作用也易造成突然折斷，這種折斷稱為過載折斷。
1.2 齒面點蝕
齒面點蝕是一種在輪齒表面上出現麻點的齒面疲勞損傷。齒輪傳動工作時，輪齒表面的接觸應力呈脈動變化。在接觸應力作用下工作一定時間后，靠近節線的齒根表面就會出現若干小裂紋，油滲入裂紋，當裂紋隨輪齒嚙合而閉合后，封閉在裂紋中的油在壓力作用下，產生楔擠作用而使裂紋擴大，最后導致表層小片狀剝落而形成麻點狀凹坑，稱為齒面疲勞點蝕。齒輪發生齒面點蝕后，嚴重影響傳動的工作平穩性并產生振動和噪音，影響傳動的正常工作，甚至導致傳動的破壞。
1.3 齒面膠合
膠合是比較嚴重的粘著磨損，在高速重載傳動中時，因滑動速度高而產生的瞬時高溫會使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現象，粘焊處被撕脫后，輪齒表面沿滑動方向均成溝痕，這種膠合稱為熱膠合。在低速重載傳動中，不易形成油膜，摩擦熱雖不大，但也可能因重載而出現冷粘著，這種膠合稱為冷膠合。熱膠合是高速、重載材料傳動的主要失效形式。
1.4 齒面磨損
互相嚙合的兩齒廓表面有相對滑動，在載荷作用下，會引起齒面的磨損。如果磨損的速度符合預定的設計使用期限，則應視為正常磨損。正常磨損的齒面很光亮，沒有明顯的痕跡。在規定的磨損量界限內，并不影響齒輪的工作能力。但齒面磨損嚴重后，輪齒將失去正確的齒形，會導致嚴重的噪音和振動，影響齒輪正常工作，齒厚逐漸減薄，最后導致輪齒因強度不足而折斷。
1.5 齒面塑性變形
當齒輪材料較軟而載荷及摩擦力又很大時，在嚙合過程中，齒面表層材料就會沿著摩擦力的方向產生塑性變形，從而破壞正確齒形。在主動輪齒面節線的兩側，齒頂和齒根的摩擦力方向相背，在節線附近形成凹溝；在從動輪齒節線的兩側，齒頂和齒根摩擦力方向相對，因此在節線附近形成凸脊，齒面塑性流動破壞了正確的漸開線齒廓，導致輪齒從動失效。
2、導致齒輪失效現象的主要誘因分析
(1)制造誤差齒輪制造時造成的主要異常有:偏心、齒距偏差和齒形誤差等。
所謂偏心，是指齒輪(一般為旋轉體)的幾何中心和旋轉中心不重合。齒距偏差是指齒輪的實際齒距與公稱齒距之差;而齒形誤差是指漸開線齒廓有誤差。
(2)裝配不良齒輪裝配不當，會造成齒輪的工作性能惡化。例如，在齒寬方向只有一端接觸，或者齒輪的直線性偏差等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩地傳遞動力。這種情況使齒的局部增加多余的載荷，有可能造成斷齒，此現象稱為“一端接觸”。
3、預防和改進齒輪傳動失效的措施探討
3.1 優化設計
機械齒輪在不加大外形尺寸的條件下，如何提高其強度和壽命是從設計環節預防和改進齒輪傳動失效的主要方向。特別是對于承受重載和沖擊載荷的機械齒輪,其彎曲極限應力強度和接觸耐久性極限強度都必須得到有效提升，這就需要不斷優化設計，包括優化選材、優化齒形結構、采用先進加工和處理工藝，這樣才能通過表面光潔度、合理的硬度和嚙合參數、有效的參數、裝配要求等工藝的提升，來實現避免齒輪傳動失效的現象。
3.2 合理選材
齒輪材料的選擇,要根據強度、韌性和工藝性能要求,綜合考慮。對于承受重載和沖擊載的齒輪,采用含Ni的以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金滲碳鋼為主的鋼材(含Ni量2%-4%)；對于負載比較穩定或功率較小、模數較小的齒輪,亦可選用無Ni-Mn鋼。同時，應盡量選用冶金質量好的真空脫氣精煉鋼和電渣重熔合金鋼，這種鋼材的純度高,具有較好的致密度,含氧、氮和非金屬等雜質極少,塑性和韌性高,減少了機械性能和各向異性，齒輪極限荷可提高15%-20%。
3.3 應用熱處理工藝術
傳動機械齒輪的承載能力不僅取決于表面硬度,還取決于表層向芯部過渡區的剪切強度的比值。深層滲碳淬火是提高芯部硬度的有效措施，滲碳齒輪經過淬火和回火，不但能硬化表層,還能產生壓應力。它可比單純滲碳齒輪的強度極限應力提高13%以上,壽命可提高1倍。需注意的是，在熱處理后，還應進行油浴人工時效處理。
3.4 表面強化處理
對齒面和齒根進行噴丸強化處理,通常是齒輪加工的最后一道工序,可在滲碳淬火或磨齒后進行。嚴格按照設計的噴丸工藝要求操作，能使齒輪的接觸疲勞強度提高30%-50%,使齒根彎曲疲勞強度得到改善能有效地阻止裂紋擴展,使實際載荷比外加載荷小得多。
3.5 正確安裝運行
實踐表明，齒輪的安裝精度對其承載能力、磨損和使用壽命影響很大。無論是新安裝、更換或檢修安裝，都應按照安裝技術規范和標準進行，確保齒輪軸心線的水平度、平行度、中心距、軸承間隙、齒輪側隙、頂隙、接觸區域或軸向竄動量等。
3.6 有效
對于齒輪的磨損失效有著重要的影響,應當引起足夠的重視。機械傳動齒輪的接觸應力通常很高,因此輪齒接觸表面材質的局部彈性形變不容忽視，因此，應根據各類工況對齒面強度的影響進行具體分析，通過有效、合理來避免齒輪失效現象的發生。
4、結語
齒輪的失效形式雖然多種多樣，但在實際工作應具體分析齒輪失效的誘因，才能作出正確的選擇，合理加強齒輪加工、使用和維修保養措施，從而有效避免齒輪失效現象的發生。
參考文獻
關鍵詞：煤礦機械；傳動齒輪；失效；有效措施
在煤礦產業中，傳動齒輪應用非常廣泛，是煤礦機械的一個重要組成部分，但是煤礦的運輸重量一般都很大，在施工過程中，很容易導致超重現象，長時間高強度的工作就會導致傳動齒輪出現問題，導致機器癱瘓，影響煤礦的施工作業，降低生產效率，甚至造成安全隱患。
1 傳動齒輪的工作環境及工作特點
煤礦的生產作業一般都是在礦井中進行的，傳動齒輪的工作環境大多都是在地下進行生產作業，井下的環境比較復雜惡劣，所以傳動齒輪要適應井下復雜的結構情況，因此相對而言傳動結構也復雜一點。由于煤礦是重型產業，要求傳動齒輪具有比較高的承載能力和性能，礦井一般空間不是很大，所以傳動齒輪還要滿足體積小，抗沖擊能力強等特點，傳動要求高效率，盡量減少過程中能量的損失。
2 傳動齒輪失效的表現形式
2.1 傳動齒輪磨損失效
磨損的程度分為很多種，一般分為：正常的磨損、中度磨損、破壞性磨損、磨料性磨損以及腐蝕性磨損等。一般性的磨損不會對齒輪的傳動造成重大的影響，比如正常的磨損，這是齒輪傳動過程中必然存在的，在齒輪的使用壽命中，不會造成齒輪失效，這個磨損是經過時間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉動；對于中度磨損，這個要比正常的磨損速度快一點，在齒輪傳動工作的過程中，可能會發出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機械能，會降低齒輪工作的效率；破壞性磨損，這個磨損的程度就很大了，齒輪表面會形成嚴重的損傷，嚴重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結構，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現齒輪停止轉動的現象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉動的過程中與周圍的化學物質發生的反應，發生了齒輪表面的腐蝕，嚴重影響齒輪的工作效率。
2.2 傳動齒輪疲勞失效
在加工過程中，齒輪的表面肯定存在初始裂紋，加之傳動齒輪工作的過程中應力的反復作用下，造成材料的疲勞，當作用的應力超出了材料的疲勞極限時，裂紋就會延伸擴張，加速齒輪的損壞，出現齒輪失效。
2.3 傳動齒輪膠合失效
齒輪的轉動需要油的幫助，在強重力作用下，齒輪間的油不能及時的補充，造成兩個齒輪接觸面的油膜擠破，兩個金屬齒輪直接接觸在一起，在高速運轉的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現失效。
2.4 傳動齒輪斷裂失效
齒輪的斷裂意味著徹底不能工作，斷裂分為疲勞斷裂，高負荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應力的反復作用下，出現裂痕，當應力超出了齒輪的疲勞極限時，裂痕繼續擴張，導致斷裂；高負荷斷裂是指在高強度的作業狀態下，負荷已經超出了齒輪的額定負荷導致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點出現點蝕，導致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經過熱處理時產生了過大的內應力，產生裂紋，外界的壓應力與彎曲應力的作用下，產生疲勞，當超過它的疲勞極限時就會促使裂紋延伸，導致淬性斷裂，這種斷裂的特點就是初始斷裂的部位顏色會有點深，這是氧化的結果。
3 傳動齒輪出現失效的具體原因
設計階段：由于齒輪工作環境的特殊性，決定了煤礦機械齒輪設計的特殊性，在設計階段，可能忽視了傳動齒輪在礦井工作的特殊性，按照傳統的設計來設計煤礦機械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強度，環境復雜的要求，達不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導致傳動齒輪失效的自身原因之一。
齒輪的制造加工階段：即使齒輪的設計沒有問題，若在制造加工方面不合格，齒輪一樣會失效，如果質量把控不嚴格，鍛造時化學成分超標或者化學成分有殘留，降低了齒輪的性能，不能滿足工作的需要。例如：在加工過程中C的含量超標，就會增加齒輪的脆性，容易發生斷裂，造成失效。
齒輪的安裝使用階段：不正確的安裝方式同樣會導致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現偏差，影響整個傳動齒輪的安全，同時，傳動齒輪的工作需要油的不斷補充，一旦缺少油就會增大摩擦力，降低齒輪工作的效率，增加磨損，導致傳動齒輪的失效。
4 避免傳動齒輪失效的有效措施
根據上述傳動齒輪出現時效的形式和失效的原因，制定防止傳動齒輪失效的有效措施，避免失效問題的出現。
4.1 齒輪設計階段控制
設計階段要充分的對煤礦齒輪的工作環境進行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設計。根據煤礦齒輪工作的特殊性，優化齒輪的設計方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進行精確的計算，在符合國家標準的前提下，選擇適合煤礦特殊工作的材料，尤其是鋼材的選用尤為重要，這直接影響著齒輪的強度，最好經過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現漏洞。
4.2 齒輪工藝制造階段控制
選材好工藝也好才能保證傳動齒輪的質量，要嚴格控制齒輪制造過程中的質量，改善制造工藝，提高工藝質量。傳動齒輪的表面不能過于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齒輪要比表面光滑的齒輪使用壽命更長，這個粗糙度應該根據實驗來確定，合理的控制粗糙度，將齒輪的性能提升到最佳狀態。
4.3 齒輪安裝階段控制
齒輪的安裝看起來很簡單，其實有比較高的要求，對于傳動齒輪的平衡度、垂直度都是有要求的，而且這個標準還很嚴格，稍微有一點偏差就會影響整體的性能，所以，在安裝階段應該有專業人士來進行指導，運用專業的工具輔助安裝，最大限度的減少齒輪間的摩擦，降低損耗，提高工作效率，延長使用壽命。
4.4 齒輪使用及維護階段控制
在傳動齒輪的使用過程中，應盡量不要超過傳動齒輪的額定負荷量，油也要及時補充，保證傳動齒輪是在油的輔助下工作，此外，油不能摻入雜質，保持純凈，雜質進入齒輪間會增大摩擦系數，影響齒輪的正常工作。設備的使用過程中應該定期維護保養，并檢查傳動齒輪，及時發現問題并處理問題，對于可能發生的問題做到及早預防，防患于未然，防止出現傳動齒輪的失效問題。
5 結束語
煤礦產業是我國比較重要的一部分，煤礦的產量決定于煤礦機械的工作效率，影響著經濟的發展，傳動齒輪在煤礦機械中發揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機械正常工作的重要前提，傳動齒輪失效是齒輪常見的問題，我們必須對其進行研究，找到避免失效的有效措施，每個階段嚴格把關，將失效概率降到最低，提高生產效率。
參考文獻
[1]張玉玉.分析煤礦機械傳動齒輪失效形式[J].黑龍江科技信息，
2015，23：80.
[2]劉穎.煤礦機械傳動齒輪失效形式分析及改進措施[J].煤炭技術，2013，1：38-39.
[3]蔚海文.煤礦機械傳動齒輪失效形式及對措[J].山西焦煤科技，2011，
4：50-53.
論文摘要隨著液壓伺服控制技術的飛速發展，液壓伺服系統的應用越來越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現了一些新的特點，基于此對于液壓伺服系統的工作原理進行研究，并進一步探討液壓傳動的優點和缺點和改造方向，以期能夠對于相關工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎，應用現代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛的應用于國民經濟的各行各業，在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優點：易于實現直線運動的速度位移及力控制，驅動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點：(1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統的輸入信號的功率很小，而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中，控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件，常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優點：
1液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1／10，可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速，調速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
3傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易的實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化，便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點：1液壓系統的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級。總之，高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先做技術性較低的、工作量較大的工作，然后做技術性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性。數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備，如果發生故障其損失就更大，所以提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，它的規定條件是指其環境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規程等。這里的功能主要指數控機床的使用功能，例如數控機床的各種機能，伺服性能等。
【關鍵詞】諧波齒輪傳動；螺桿泵；增速；柔輪
0.前言
目前，世界蘊藏有巨大的稠油資源，據有關專家估計比常規原油資源高數倍至十余倍，具有替代常規石油能源的戰略地位。稠油資源分布廣泛，幾乎所有產油國都有發現。據調研資料，世界上稠油資源豐富的國家有加拿大、委內瑞拉、美國、前蘇聯等，其稠油資源約為4000～6000x108m3（含預測資源量）[1]。中國大部分含油氣盆地稠油多于常規油，有共存和有規律過渡分布的規律，稠油資源非常豐富，約占總石油資源的25%～30%以上。國內老油田大多處于開發后期，排量小，油層較深的稠油、含砂、含氣的難采油井越來越多，并且常規采油工藝投入大、產出低、短期產出與投入比不經濟，制約了各油田后期開采。針對這種情況，可以采用螺桿泵采油技術加以解決。
1.螺桿泵驅動系統設計設計要求
（1）基本參數：諧波齒輪傳動的增速比大于等于20；諧波齒輪傳動的結構外徑小于等于Ф116cm；（2）總體方案分析及設計；（3）諧波齒輪傳動結構方案及結構設計。
由于井下空間狹小，需要所設計的裝置體積較小。油管轉速為6r/min，螺桿泵轉子的轉速為120r/min，在保證增速比大于等于20的條件下，轉速可以調整。油管轉速低可以實現較長的壽命。
在功能方面，要改變原來采用的采油方式。原來的采油系統在工作時動力源的動力通過減速箱首先減速到合適的轉速然后驅動方卡子，再由旋轉的采油桿柱驅動井下采油螺桿泵轉動，從而實現將井下原油通過采油桿住與油管的環形空間舉升到地面。
2.主要功能實現方法
考慮到增速器結構尺寸較小，傳動比大，所以選擇用少齒差行星輪系。少齒差行星輪系具有體積小，傳動比大，重量輕等優點。由此，有三種增速方案：諧波齒輪傳動，少齒差行星齒輪傳動，擺線針輪傳動。
2.1諧波齒輪傳動增速
諧波齒輪傳動是一種依靠彈性變形運動來實現傳動的新型傳動，它突破了機械傳動采用剛性構件機構的模式，使用了一個柔性構件機構來實現機械傳動。構成諧波齒輪傳動的3個主要部件有：波發生器，柔輪，剛輪。諧波齒輪傳動對運動的傳遞是在波發生器作用下，迫使柔輪產生變形，并與剛輪相勻作用而達到傳動目的。 在未裝配前，柔輪的原始剖面呈圓形，柔輪和剛輪的周節相同，但兩者的齒數不相等。柔輪的齒數Z1，比剛輪的齒數Z2略少，而波發生器的最大直徑比柔輪的內徑略大。一般情況下為了有確定的輸出，都會有一個固定件，一個主動和一個從動。具體哪個固定，哪個主動，哪個從動，需要根據需要實現的功能要求來決定。當波發生器裝入柔輪后，受到一對方向通過橢圓的曲率中心和它的旋轉中心的力的作用。當輸出軸上承受載荷后，柔輪產生變形，這是柔輪對波發生器的作用力方向仍通過橢圓的曲率中心，但不通過發生器的旋轉中心，這就形成了使波發生器旋轉的旋轉矩。當輸出軸上載荷繼續增加時，柔輪作用在波發生器上的作用力和這時作用力之間的力臂也隨之增加。則作用在發生器上的旋轉矩也隨之增加。當此旋轉矩超過發生器的阻矩時，就產生了增速現象。
2.2少齒差行星齒輪傳動增速
少齒差行星齒輪傳動按傳動型式可分為NN型和N型。以N型為例。這種型式的傳動，通常均是采用輸出機構把行星輪的回轉運動傳給低速軸。N型傳動，其轉臂有單偏心和雙偏心兩種。雙偏心的轉臂，兩個偏心相差180度，裝在其上的兩個行星輪也相差180度，這樣由偏心而產生的離心力相互抵消（但這兩個離心力大小相等方向相反，且不在同一直線上，所以不平衡力偶仍然存在）。單偏心的轉臂只有一個方向的偏心，其中裝一個行星輪，必須在偏心的相反方向加上平衡重才能使離心力得到平衡。
N型常用的輸出機構有五種類型，即銷孔式、浮動盤式、滑塊式、零齒差式和雙曲柄式。以零齒差輸出機構為例。主要特點是用標準刀具在普通機床上就可加工，不需要專門的工藝裝備。零齒差輸出機構可內齒輪輸出，也可外齒輪輸出。兩對齒輪中只有一對是少齒差，起增速作用，另一對則是作為平行軸間聯軸器的零齒差內嚙合。轉臂是單偏心，必須裝設平衡重。
這種傳動增速的特點是傳動比大，體積較小，重量輕，運轉平穩，齒形容易加工，裝拆方便。合理地設計、制造及，可使其傳動效率達0.85-0.91。實踐證明，少齒差傳動最適合于大傳動比、小功率的場合，在我國已經被用到很多機械或者齒輪裝置上。但少齒差要考慮變位問題。由于內嚙合和內齒輪加工中，相嚙合雙方的位置關系、幾何關系與外嚙合不同，在設計內嚙合變位齒輪傳動時，齒數的搭配和變位系數的選擇要受到各種干涉條件的限制。為避免干涉要進行驗算，設計時要考慮齒輪根切問題。提高了加工難度，且剛度不夠高。
2.3擺線針輪行星傳動增速
擺線針輪主要由4部分組成：
（1）行星架H由輸入軸1和雙偏心套2組成，偏心套上的兩個偏心方向互成180°。（2）行星輪C齒形通常為短幅外擺線的內側等距曲線。按運動要求，一個行星輪就可傳動，但為使輸入軸達到靜平衡和提高承載能力，對于一齒差針擺傳動，常采用兩個完全相同的奇數齒的行星輪，裝在雙偏心套上，兩輪位置正好相差180°。行星輪和偏心套之間裝有用以減少摩擦的滾子軸承（稱為轉臂軸承）。（3）太陽輪 又稱針輪，針齒殼上裝有一組針齒銷，通常針齒銷上還裝有針齒套，稱為針齒。（4）輸出機構這種常采用銷軸式輸出機構。
3.結論
本次設計針對螺桿泵采油系統做了改進，由于原來用抽油桿的采油方式轉速高、磨損快、壽命低，改為直接用油管驅動螺桿泵采油。螺桿泵采油系統按驅動方式可劃分為地面驅動和井下驅動兩大類，本次設計采用了地面驅動方式。油管轉速較低，螺桿泵轉速較高，所以要設計一個增速器。
由于所設計的結構尺寸小，且傳動比大，故可選擇的螺桿泵增速有三種方式，諧波齒輪增速，擺線針輪增速，少齒差行星齒輪增速。這三種增速方式各有優缺點，也都廣泛應用。通過對三種傳動采油方案的對比分析，選擇基于諧波齒輪傳動的螺桿泵驅傳動系統。
【參考文獻】
[1]萬仁薄.采油技術手冊（修訂版）第四分冊[M].北京：石油工業出版社，2003.
[2]孫俊峰.螺桿泵采油技術在錦州油田的改進及優化[D].哈爾濱：東北石油大學碩士論文，2009.
[3]周衛東.漸開線諧波齒輪傳動齒廓參數優化及動態仿真[D].大連：大連理工大學碩士論文，2008.
論文摘要 隨著液壓伺服控制技術的飛速發展，液壓伺服系統的應用越來越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現了一些新的特點，基于此對于液壓伺服系統的工作原理進行研究，并進一步探討液壓傳動的優點和缺點和改造方向，以期能夠對于相關工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎，應用現代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛的應用于國民經濟的各行各業，在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優點：易于實現直線運動的速度位移及力控制，驅動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點： (1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。 (3)系統的輸入信號的功率很小，而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中，控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件，常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優點：
1 液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2 液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1／10，可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速，調速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
3 傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易的實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化，便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點：1液壓系統的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級。總之，高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先做技術性較低的、工作量較大的工作，然后做技術性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性。數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備，如果發生故障其損失就更大，所以提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，它的規定條件是指其環境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規程等。這里的功能主要指數控機床的使用功能，例如數控機床的各種機能，伺服性能等。
論文關鍵詞：液壓與氣壓傳動，教材改革
近年來，隨著改革開放的不斷深入，機電工業面臨著產業的整體優化與升級，對勞動者的素質也提出了更高和更新的要求。液壓與氣壓傳動是利用液體或氣體的壓力傳遞力和運動的一種傳動,由于它具有其他傳動方式不可替代的許多特性,因此被廣泛應用于機械制造、工程機械、冶金機械、石油化工、交通運輸、礦山機械、建筑機械等各個工程技術領域。隨著微電子技術和控制理論學科的發展,液壓氣壓傳動的應用領域越來越廣,從軍用到民用,從重工業到輕工業,到處都有液壓氣壓傳動與控制技術。因此，職業技術教育必須適應現代化建設對人才的需要，培養學生具有更高、更全面的綜合職業能力。在培養學生綜合職業能力方面，教材的改革是關鍵環節。筆者就學院校本教材《液壓與氣壓傳動》改革與建設談一些認識。
一 明確培養目標，調整課程結構
我院屬于高等職業技術院校,主要培養面向工業生產第一線的應用型專門人才。學生走向工作崗位后,遇到有關液壓和氣壓傳動的問題一般是關于設備的安裝、調試、維修和保養等項目,很少接觸到系統的設計校核計算工作。因此，學校教育必須樹立“以素質為基礎、以能力為本位”的指導思想，注重學生的能力提高和素質培養，打破學科界限，調整課程結構。
《液壓與氣壓傳動》是機電類學生必修的一門專業課，主要介紹機電設備液壓與氣壓傳動的基礎知識和液壓氣壓控制技術。隨著機電技術的迅猛發展，單一的學科體系已不利于學生形成機電設備的整體意識，如機電設備的運動主要有機械傳動、液壓傳動教育論文，機電設備的控制則是液壓技術、電氣技術、數控技術乃至光學技術的有機結合。現行的課程結構為各學科單獨設置，以課程群的組合來建立學生的知識結構。由于各門課程自成體系，不僅相關內容低起點、重復多，浪費了大量學時，而且各門課程知識很難融會貫通、綜合運用，不利于綜合應用能力的培養。筆者認為應打破傳統的教學體系，將機械傳動技術、電氣控制技術、液壓傳動、可編程控制器應用技術、數控技術等知識設置為幾個相對獨立的模塊，并有機地結合在一起，成為一個復合型專業課程，這樣既利于培養學生綜合職業能力，同時還可以減輕學生的課業負擔和學習壓力，并為實踐操作技能節約大量的時間。
二 突出職教特色，優化知識內容
職業教育必須適應市場的要求，教學內容必須具有職業性和實用性；知識應以夠用為度，不必強調過多的理論系統性和完整性中國知網論文數據庫。
1 刪除理論性較強的內容
《液壓與氣壓傳動》課程理論抽象而實踐性又很強。因為液壓傳動的過程是在封閉的系統中完成的,要建立起直觀的認識是比較困難的。但是這個專業貼近生產實際,應用性很強。一般的液壓設備在日常生活中很少見到,所以學生缺乏感性認識,加上隨著教學的改革,本課程的教學時數已經縮減,故而傳統的教學手段很難適應新形勢下的教學任務了。只有改革傳統的教學方法和手段,使教學方法多樣化,并加強實踐環節,才能改善教學效果。
過多、過深的理論知識不但使學生所學無用，而且可能使學生產生一定的恐懼、厭煩情緒，喪失學習的興趣和信心。傳統的《液壓與氣壓傳動》教材中液體動力學章節中存在較多繁瑣公式的推導及偏深的理論分析，如管路內的壓力損失、液體流經小孔及間隙的流量等計算公式、各種液壓泵排量及流量的計算公式，筆者認為均可予以刪除或壓縮。另外，教材中采用較大篇幅介紹了液壓系統的設計方法與計算步驟，該內容主要應用于工程設計和科學研究使用，對職業教育則沒有必要掌握，也應予以刪除或壓縮。對那些必需的理論知識可作適當處理，做到“知其然”，而不必過分強調“知其所以然”。例如，葉片泵只需說明葉片泵為減少葉片滑動的摩擦力，應將葉片順轉向傾斜一定角度放置，而不必具體分析葉片的受力情況。從而使教材做到內容少而精，突出其實用性。
2 體現教材的先進性
科學技術的發展日新月異，教材應當不斷補充新知識、新產品、新技術、新工藝，使學生掌握最新的知識以適應市場要求教育論文，如氣動技術近幾十年來發展迅速，已廣泛應用于生產的各個領域，其工作原理與液壓傳動有許多相近之處，因此，可增加有關氣壓傳動的知識。而對于在生產中已淘汰或很少使用的設備和產品，在教材中則應予以剔除，如徑向柱塞泵由于徑向尺寸大、結構較復雜，制造困難，近年來已使用較少，該部分知識可予以省略。
3 便于教學和自學
近幾年隨著高等院校的擴大招生，學生的學習基礎普遍較差，學習能力較低。因此，教材內容應充分考慮學生的特點，盡量做到內容通俗易懂，版面豐富、活潑、直觀。傳統教材每章節后的復習思考題多延用了本科教材的形式，以問答、論述、計算為主，對學生的論述、概括、分析能力有較高要求。筆者認為應適當地降低難度，采用學生喜聞樂見的填空、選擇、判斷題型，這樣既可以考察較廣的知識面，又可以突出知識點的理解和應用，同時也便于老師的教學和學生自學。同時，可安排一些課后討論題或生活中的實例，如挖掘機、起重機的液壓系統，鼓勵學生利用圖書館、互聯網查找所需資料、增加學習的趣味性和實用性，做到開放式教學，拓寬課堂教學范圍。
4 注意與其它教材的統一性
《液壓與氣壓傳動》教材中涉及到許多的電氣元件都是用字母表示，如壓力繼電器用K表示，電磁開關用YA表示，但在有關的電氣教材中，壓力繼電器用KP表示，電磁開關用YV表示教育論文，容易使學生產生模糊不清的概念，建議相關教材對同一元件應采用統一國家標準。
三 突出實踐能力的培養
為使學生具有一定調試和維修液壓設備的技能,必須加強學生對生產設備液壓系統分析能力的培養。通過大量實例分析,可使學生舉一反三,觸類旁通。同時,更好地把零散的液壓知識有機地聯系起來,得以靈活應用。
突出實踐能力的培養，既要培養學生的動手能力，更要培養學生分析能力、解決問題的能力。液壓系統在工作中會出現各種各樣的故障，作為生產操作者必須具備查找排除一般故障的能力。但傳統教材只在最后章節中簡單提及了常見故障及其排除方法。筆者認為這樣泛泛而談已遠遠不能滿足實際的使用要求；建議在各章節介紹液壓元件工作原理后，均應說明它們在使用中容易產生的故障及其排除方法，最后以典型系統為例，講解系統故障的診斷方法，培養學生的分析能力。
液壓課程中安排的實驗可分為演示、驗證型實驗和應用型實驗。演示、驗證型實驗缺少創造性，不能充分調動學生的積極性，如溢流閥的性能試驗，要求學生按照事先設計的試驗步驟進行操作，記錄相關的數據，最后經過較繁瑣的數據處理及圖表繪制，得出溢流閥的有關性能。整個試驗都是學生按指令被動執行，沒有自己的認識與創新。筆者認為此類試驗效果甚微，可予以削減中國知網論文數據庫。同時增加培養學生的綜合應用能力的應用型實驗，如液壓基本回路實驗，由學生自行設計液壓回路并通過試驗將各液壓元件安裝組合，驗證回路的可行性，把所學知識有機結合起來，在設計、聯接、調試的整個過程中，學生是主導者，能充分調動學生的積極性，大大提高了其創造思維及綜合應用能力。同時，為適應市場對維修能力的要求，建議增加實習演練周，加強學生對液壓元件、系統常見故障的分析及排除能力。
四 開發配套教學軟件，發展多媒體教學
《液壓與氣壓傳動》課程的結構圖、原理圖特別多,有的還比較復雜。過去的教學手段比較單一,主要是通過教學掛圖、教學模型等輔助教學。老師雖然下了很大的功夫,但學生卻聽得一頭霧水,漸漸失去了學習的興趣。圖文并茂的多媒體教學的出現,使抽象的教學內容變得直觀、生動。以溢流閥的講解為例，傳統教學多采用掛圖或幻燈片，教師所用的、學生所看見的不過是一些簡單、毫無生氣的二維示意圖教育論文，雖然配以教學模型進行講解，但溢流閥閥芯上移、實現溢流的過程，只能由學生自己發揮想象力。若利用多媒體技術，用不同顏色表示溢流閥的各組成部分，用三維動畫效果演示其裝配及工作過程，一個彩色的、立體的動態圖像呈現在學生面前。同時，通過與學生的雙向交流與反饋，有效地激勵學生的學習積極性與創造想象力，使學生真正感受到現代化教學的優越性。
五 改革考核方式,加強過程考核
本課程最終考核方法應采取理論與實踐相結合的形式,理論教學包括理論考試成績、上課表現、完成作業情況三部分,實踐部分應包括實踐技能、實習報考、實習態度三部分。考慮到高職教育人才培養目標的要求,總評成績理論與實踐部分各占50%為宜。通過這樣的考核方法,一方面督促學生上課認真學習,下課及時完成作業,掌握豐富的理論知識,另一方面,又重視學生的實踐動手能力的培養,有效地提高了學生的學習積極性。
總之，《液壓與氣壓傳動》教材要緊跟時展的需要，必須打破傳統教材的舊條框，建立科學合理的教材體系，拓寬課堂教學范圍，豐富課堂教學內容，貫徹開放式、探討式、研究式、學習式教學形式和考核方式，并充分利用現代化的教學手段提高學生職業能力。
關鍵詞：慧魚工程技術；機械設計；實踐實驗教學；創新能力
一、引言
機械設計制造及其自動化專業作為學校向應用型綜合大學轉變中專業建設的重要組成部分，是培養應用型機械類本科專業人才的主陣地。《機械設計》是該專業重要的專業基礎課，專業教學計劃圍繞《機械設計》教學目標開設了工程實踐實驗課程，如《機械設計課程設計》《16+2職業技能訓練》等，培養學生的綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等，要求學生能綜合利用所學知識解決工程實際問題。但是在實踐實驗教學環節，教學效果差，一是因為機械設計實驗教學所開實驗多是認知性實驗和驗證性實驗[1]；二是因為《機械設計課程設計》命題陳舊且單一，缺乏現代設計，無法達到綜合訓練的目標[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術的機械設計綜合創新實驗教學方法，培養學生的綜合設計能力、創新工程實踐能力等。
二、機械設計實驗教學弊端及改進策略
1.機械設計實驗教學弊端。《機械設計》是一門綜合性很強的專業基礎課，以《機械制圖》《理論力學》《材料力學》《機械工程材料》《互換性和測試測量技術》《機械原理》等課程為依托，對機械零件設計準則、摩擦磨損及、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動、軸系設計、滾動和滑動軸承、機械系統設計以及其他常用零部件設計等知識進行講解[3]。其課程特點是內容多且雜，存在大量經驗公式與圖表，教學內容抽象等，多數學生反映內容零亂，找不到重點。為此，通常在制訂教學計劃開設相應實驗課，輔助學生理解并掌握相關知識，如《機械設計課程設計》《機械設計實驗》。隨著技術的發展，社會對學生的綜合創新設計及工程實踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機械設計課程設計》《機械設計實驗》仍然存在一定的弊端，實踐實驗教學效果差，無法滿足社會需求。《機械設計課程設計》是對漸開線圓柱齒輪二級減速器進行設計，該實踐項目存在一些弊端：一是課程設計命題陳舊且單一，是對通用漸開線圓柱二級齒輪減速器進行設計，主要內容為機械方案設計、傳動系統詳細設計、裝配圖繪制及減速器設計說明書，相關設計技術指導書成熟，網絡資源豐富，學生設計時基本是依葫蘆畫瓢，查手冊，套公式，設計過程就是仿造，部分學生存在抄襲、買賣現象，嚴重影響教學秩序和教學質量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓練，不足以滿足機械設計綜合訓練的要求。機械設計實驗方面，主要包括機器組成及典型機械傳動零件感性認識、傳動試驗（齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等）、機械傳動軸系部件設計與分析。由于我校教學計劃安排，無明確的機械設計實驗有關課程，僅在《機械設計》理論教學時，組織學生參觀機械典型零部件多功能語音教學示范箱，加深對《機械設計》各章節的理解。為彌補《機械設計》實踐實驗課程的不足，我校除了積極對《機械設計課程設計》教學內容、教學方式以及考核方式做調整外，還積極探索以16+2實踐周“專業技能訓練”作為實驗實踐教學的補充，但由于不規范存在教學效果差的問題。2.設計實踐實驗教學，對大學生工程實踐能力的培養具有重要的意義[5]。為此，我校對《機械設計課程設計》教學進行創新改革，積極探索機械設計綜合創新實驗教學。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國人基于六面體接體發明創造的工程技術智趣拼裝模型，包含各類機械構件（齒輪傳動、絲桿傳動、鏈傳動、皮帶傳動、連桿機構、凸輪機構、減速器等）、電氣元件（電機、電氣開關、氣動零件、各類傳感器、控制器、導線及導線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機械設計》的理想教學工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建機械創新人才培養平臺，結合教師科研、機械工程專業學科競賽與大學生創新創業訓練計劃項目等，在16+2實踐周“職業技能訓練”時機械設計綜合創新實驗題目，學生自由組隊，綜合利用《機械原理》《材料力學》《理論力學》《機械設計》《機械制圖》等課程知識，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關綜合創新實驗設計任務，力求達到培養綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等的教學目標。
三、機械設計綜合創新實驗教學示例
為解決菠蘿采摘生產效率低、人工成本較高、果農勞動強度高、芒刺對果農傷害較大等問題，我校17機械班某組學生基于慧魚組合模型設計了一款小型手扶式菠蘿自動采摘機。右上圖為菠蘿采摘機部分功能裝置，分別為成熟識別裝置、傳輸裝置，考查學生對《機械設計》教學中電動機、減速器裝置、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動/螺栓連接等知識的理解與掌握。基于慧魚工程技術的機械設計綜合創新實驗教學中，我校學子在第八屆全國大學生機械創新設計大賽（慧魚組）中獲得國家三等獎1項，立項大學生創新創業訓練計劃項目國家級2項、省級1項，發表省級以上科技學術論文3篇，申報專利1項。目前，我們正在以國家級大學生創新創業訓練計劃項目為依托，積極備戰中國—東盟高校創新創業教育聯盟大學生創意機器人設計大賽和第九屆全國大學生機械創新設計大賽，期望取得優異成績。
