導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機(jī)械傳動論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

二、鏈傳動設(shè)計(jì)部分幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)方法

鏈傳動的教學(xué)內(nèi)容雖然很多，但關(guān)鍵是要抓住最為關(guān)鍵的幾部分，其他部分難度不大，可望迎刃而解。鏈傳動這部分的教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)包括：鏈傳動的運(yùn)動特性、鏈傳動的受力及失效形式、鏈傳動的結(jié)構(gòu)與參數(shù)選擇。為了提高上述幾個(gè)難點(diǎn)部分的教學(xué)效果，筆者采用了以下的教學(xué)方法。

（一）結(jié)合示意圖和公式推導(dǎo)深入分析鏈傳動的運(yùn)動特性講解過程中先結(jié)合鏈傳動的動畫，讓學(xué)生看清楚，鏈傳動是如何工作的。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合圖2進(jìn)行講解。從圖2可以看出，當(dāng)鏈繞在鏈輪上時(shí)，這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分。因此鏈傳動的運(yùn)動情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動很相似，邊長相當(dāng)于鏈節(jié)距p，邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪齒數(shù)z。輪子每轉(zhuǎn)一周，帶子轉(zhuǎn)過的長度應(yīng)為np，當(dāng)兩鏈輪轉(zhuǎn)速分別為n2和n3時(shí)，存在關(guān)系式。

（二）結(jié)合公式推導(dǎo)講解鏈傳動的受力及失效形式講解鏈傳動的受力分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合皮帶傳動的受力分析講解。首先要說明鏈傳動與皮帶傳動的不同在于，鏈傳動是一種嚙合傳動，它不是靠摩擦力實(shí)現(xiàn)動力傳遞的。因此，它的工作拉力可以直接應(yīng)用功率P（kW）和鏈速ν（m／s）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為。和皮帶傳動一樣，鏈傳動也存在離心拉力，計(jì)算方法與皮帶傳動的離心拉力完全一樣，離心拉力Fc的大小取決于每米鏈長的質(zhì)量q和鏈速ν，可以用下面的方程進(jìn)行計(jì)算。和皮帶傳動不同的是，鏈傳動由于不需要很大的張緊力，所以松邊一般會有比較大的垂度，加之鏈的質(zhì)量較大，會產(chǎn)生垂度拉力Ff。這一定要結(jié)合圖3進(jìn)行講解?？梢钥闯?，這個(gè)力學(xué)模型是一個(gè)高度簡化的處理方法，將鉸接的鏈節(jié)看作一個(gè)剛體，從中間對稱斷開，而將鏈與鏈輪嚙合處看作是自由鉸接點(diǎn)，采用力矩平衡的方法建立力學(xué)平衡關(guān)系，并推導(dǎo)出垂度拉力的計(jì)算公式。該力學(xué)平衡關(guān)系。

（三）深入分析鏈傳動的參數(shù)選擇及確定方法這部分的講解要結(jié)合鏈傳動的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行。一般來說，設(shè)計(jì)滾子鏈時(shí)的原始數(shù)據(jù)為：傳動的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比）、原動機(jī)種類、載荷性質(zhì)及傳動用途等。設(shè)計(jì)步驟可以歸納為：選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2，確定傳動比i，確定鏈傳動的型號，確定鏈節(jié)距，確定中心距和鏈長，鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速，計(jì)算鏈傳動作用在軸上的力FQ等7個(gè)環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)說到底就是確定有關(guān)參數(shù)。在講解選擇大小鏈輪齒數(shù)時(shí)，關(guān)鍵是小鏈輪齒數(shù)的選擇，大鏈輪齒數(shù)根據(jù)傳動比自然就同時(shí)產(chǎn)生了。要說清楚小鏈輪齒數(shù)對鏈傳動的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。過少時(shí)：1．增加傳動的不均勻性和動載荷；2．增加鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3．增加鉸鏈承壓面間的壓強(qiáng)（因齒數(shù)少時(shí)，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4．增加鏈傳動的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞?？梢钥闯觯籀不變（磨損量一定），則鏈輪齒數(shù)愈多，分度圓直徑的增量Δd就愈大，所以鏈節(jié)愈向外移，鏈從鏈輪上脫落下來的可能性也就愈大，鏈的使用期限也就愈短。因此，鏈輪最多齒數(shù)限制。在講解傳動比的確定方法時(shí)，說明鏈傳動的傳動比一般i≤8，推薦i＝2～3．5，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個(gè)別情況可到15）。要說清楚傳動比過大和過小會產(chǎn)生什么樣的問題。比如傳動比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合，但傳動比過小則會使得傳動的變速效果降低。設(shè)計(jì)時(shí)如何最終確定合適的傳動比，一定要綜合考慮。鏈傳動的型號確定很簡單，就是根據(jù)額定功率和小鏈輪的轉(zhuǎn)速－功率曲線即可確定。但在確定過程中，教師一定要告訴學(xué)生，確定的型號并不是唯一的，可以根據(jù)自己面對的實(shí)際設(shè)計(jì)要求進(jìn)行一定的調(diào)整。比如說，如果動載荷不是一個(gè)關(guān)鍵的問題，希望鏈傳動的鏈條數(shù)少一些，可以選擇上一級大型號的鏈傳動；如果希望鏈的動載荷小一些，可以選擇低一級的鏈傳動型號。當(dāng)然，這時(shí)可能需要采用多排鏈傳動。從而讓學(xué)生掌握如何靈活地在應(yīng)用中選擇鏈傳動型號。鏈節(jié)距是鏈傳動十分重要的參數(shù)。在講解過程中，教師要告訴學(xué)生，鏈節(jié)距越大，鏈和鏈輪齒各部分尺寸也愈大，鏈的拉曳能力也越大，但傳動的速度不均勻性、動載荷、噪聲等都將增加，并講清楚為什么會有上述因果關(guān)系。要告訴學(xué)生，在設(shè)計(jì)時(shí)，在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時(shí)選大節(jié)距單排鏈。中心距的選擇同樣也是一個(gè)權(quán)衡的過程，因?yàn)楫?dāng)鏈速不變，中心距小、鏈節(jié)數(shù)少的傳動，在單位時(shí)間內(nèi)同一鏈節(jié)的屈伸次數(shù)勢必增多，因此會加速鏈的磨損。中心距大、鏈較長，則彈性較好，抗震能力較高，又因磨損較慢，所以鏈的使用壽命較長。但中心距如果太大，又會發(fā)生松邊上下顫動的現(xiàn)象，使傳動運(yùn)行不平穩(wěn)。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，推薦的最適宜的中心距a＝（30～50）p。但要告訴學(xué)生，這樣的確定方法只是一種近似的方法，關(guān)鍵是實(shí)際工作中要不斷摸索。比如可以采用類比法、實(shí)驗(yàn)法等以經(jīng)驗(yàn)為驅(qū)動的方法，通過實(shí)踐逐漸掌握最佳的中心距確定方法。鏈速的確定要結(jié)合前面關(guān)于鏈傳動的動載荷現(xiàn)象進(jìn)行講解，因?yàn)殒溗俚奶岣呤艿絼虞d荷的限制，所以一般最好不超過12m／s。如果鏈和鏈輪的制造質(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過20m／s～30m／s。每一種型號的鏈都存在一個(gè)最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速，可以通過有關(guān)手冊查到，告訴學(xué)生盡可能在最佳速度下設(shè)計(jì)，但不是絕對的。鏈輪軸上的受力FQ計(jì)算只要應(yīng)用公式就可以算出來。但要告訴學(xué)生，為了減少鏈傳動過程中鏈輪軸上的力，應(yīng)該盡量減少鏈的松邊垂度，并介紹減少垂度的有關(guān)方法。在上述有關(guān)設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)確定方法講完后，教師要結(jié)合一個(gè)鏈傳動的設(shè)計(jì)例題進(jìn)行強(qiáng)化，讓學(xué)生真正掌握設(shè)計(jì)過程及每一步應(yīng)該解決的問題。

篇2

在煤礦產(chǎn)業(yè)中，傳動齒輪應(yīng)用非常廣泛，是煤礦機(jī)械的一個(gè)重要組成部分，但是煤礦的運(yùn)輸重量一般都很大，在施工過程中，很容易導(dǎo)致超重現(xiàn)象，長時(shí)間高強(qiáng)度的工作就會導(dǎo)致傳動齒輪出現(xiàn)問題，導(dǎo)致機(jī)器癱瘓，影響煤礦的施工作業(yè)，降低生產(chǎn)效率，甚至造成安全隱患。

1 傳動齒輪的工作環(huán)境及工作特點(diǎn)

煤礦的生產(chǎn)作業(yè)一般都是在礦井中進(jìn)行的，傳動齒輪的工作環(huán)境大多都是在地下進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，井下的環(huán)境比較復(fù)雜惡劣，所以傳動齒輪要適應(yīng)井下復(fù)雜的結(jié)構(gòu)情況，因此相對而言傳動結(jié)構(gòu)也復(fù)雜一點(diǎn)。由于煤礦是重型產(chǎn)業(yè)，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(qiáng)等特點(diǎn)，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(xiàn)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(gè)磨損是經(jīng)過時(shí)間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉(zhuǎn)動；對于中度磨損，這個(gè)要比正常的磨損速度快一點(diǎn)，在齒輪傳動工作的過程中，可能會發(fā)出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機(jī)械能，會降低齒輪工作的效率；破壞性磨損，這個(gè)磨損的程度就很大了，齒輪表面會形成嚴(yán)重的損傷，嚴(yán)重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結(jié)構(gòu)，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進(jìn)入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數(shù)，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現(xiàn)齒輪停止轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉(zhuǎn)動的過程中與周圍的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，發(fā)生了齒輪表面的腐蝕，嚴(yán)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(yīng)力的反復(fù)作用下，造成材料的疲勞，當(dāng)作用的應(yīng)力超出了材料的疲勞極限時(shí)，裂紋就會延伸擴(kuò)張，加速齒輪的損壞，出現(xiàn)齒輪失效。

2.3 傳動齒輪膠合失效

齒輪的轉(zhuǎn)動需要油的幫助，在強(qiáng)重力作用下，齒輪間的油不能及時(shí)的補(bǔ)充，造成兩個(gè)齒輪接觸面的油膜擠破，兩個(gè)金屬齒輪直接接觸在一起，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現(xiàn)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(fù)荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)裂痕，當(dāng)應(yīng)力超出了齒輪的疲勞極限時(shí)，裂痕繼續(xù)擴(kuò)張，導(dǎo)致斷裂；高負(fù)荷斷裂是指在高強(qiáng)度的作業(yè)狀態(tài)下，負(fù)荷已經(jīng)超出了齒輪的額定負(fù)荷導(dǎo)致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點(diǎn)出現(xiàn)點(diǎn)蝕，導(dǎo)致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經(jīng)過熱處理時(shí)產(chǎn)生了過大的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋，外界的壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生疲勞，當(dāng)超過它的疲勞極限時(shí)就會促使裂紋延伸，導(dǎo)致淬性斷裂，這種斷裂的特點(diǎn)就是初始斷裂的部位顏色會有點(diǎn)深，這是氧化的結(jié)果。

3 傳動齒輪出現(xiàn)失效的具體原因

設(shè)計(jì)階段：由于齒輪工作環(huán)境的特殊性，決定了煤礦機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)的特殊性，在設(shè)計(jì)階段，可能忽視了傳動齒輪在礦井工作的特殊性，按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強(qiáng)度，環(huán)境復(fù)雜的要求，達(dá)不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導(dǎo)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(shè)計(jì)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(zhì)量把控不嚴(yán)格，鍛造時(shí)化學(xué)成分超標(biāo)或者化學(xué)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(biāo)，就會增加齒輪的脆性，容易發(fā)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(dǎo)致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現(xiàn)偏差，影響整個(gè)傳動齒輪的安全，同時(shí)，傳動齒輪的工作需要油的不斷補(bǔ)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(dǎo)致傳動齒輪的失效。

4 避免傳動齒輪失效的有效措施

根據(jù)上述傳動齒輪出現(xiàn)時(shí)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(xiàn)。

4.1 齒輪設(shè)計(jì)階段控制

設(shè)計(jì)階段要充分的對煤礦齒輪的工作環(huán)境進(jìn)行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環(huán)境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設(shè)計(jì)。根據(jù)煤礦齒輪工作的特殊性，優(yōu)化齒輪的設(shè)計(jì)方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進(jìn)行精確的計(jì)算，在符合國家標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度，最好經(jīng)過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現(xiàn)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(zhì)量，要嚴(yán)格控制齒輪制造過程中的質(zhì)量，改善制造工藝，提高工藝質(zhì)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(gè)粗糙度應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)來確定，合理的控制粗糙度，將齒輪的性能提升到最佳狀態(tài)。

4.3 齒輪安裝階段控制

齒輪的安裝看起來很簡單，其實(shí)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)還很嚴(yán)格，稍微有一點(diǎn)偏差就會影響整體的性能，所以，在安裝階段應(yīng)該有專業(yè)人士來進(jìn)行指導(dǎo)，運(yùn)用專業(yè)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(hù)階段控制

在傳動齒輪的使用過程中，應(yīng)盡量不要超過傳動齒輪的額定負(fù)荷量，油也要及時(shí)補(bǔ)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(zhì)，保持純凈，雜質(zhì)進(jìn)入齒輪間會增大摩擦系數(shù)，影響齒輪的正常工作。設(shè)備的使用過程中應(yīng)該定期維護(hù)保養(yǎng)，并檢查傳動齒輪，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，對于可能發(fā)生的問題做到及早預(yù)防，防患于未然，防止出現(xiàn)傳動齒輪的失效問題。

5 結(jié)束語

煤礦產(chǎn)業(yè)是我國比較重要的一部分，煤礦的產(chǎn)量決定于煤礦機(jī)械的工作效率，影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳動齒輪在煤礦機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機(jī)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(jìn)行研究，找到避免失效的有效措施，每個(gè)階段嚴(yán)格把關(guān)，將失效概率降到最低，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

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[3]蔚海文.煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式及對措[J].山西焦煤科技，2011，

篇3

關(guān)鍵詞： 齒輪減速器；機(jī)械傳動；降噪問題；措施

Key words： gear reducer；mechanical transmission；noise reduction；measure

中圖分類號：TH132.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）29-0058-02

0 引言

在工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，齒輪傳動是齒輪減速器最主要的部分，也是系統(tǒng)功率傳遞的主要形式，因此齒輪作為機(jī)械傳動的主要角色，在整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，但是以往的對于齒輪傳動性能的評價(jià)只注重于傳動效率、平穩(wěn)性、可靠性等方面，忽略了齒輪傳動噪音的問題。隨著人們對于機(jī)械設(shè)備性能品質(zhì)要求的提高，對工作環(huán)境也有了很高的要求，從而使得減速器齒輪傳動噪音問題凸顯了出來，成為了機(jī)械傳動中急需解決的問題。

1 齒輪傳動中噪音產(chǎn)生機(jī)理

1.1 系統(tǒng)傳動誤差 在齒輪傳動中，一個(gè)整體機(jī)械系統(tǒng)其組成往往較為復(fù)雜，完整的齒輪箱作為復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，在力的各種形式轉(zhuǎn)化過程中，會產(chǎn)生高達(dá)幾十種的固有頻率，因此振動形式各式各樣。在物理學(xué)中我們知道，聲音是由振動產(chǎn)生的，任何系統(tǒng)傳動都會產(chǎn)生振動。在系統(tǒng)傳動中，振動是由系統(tǒng)誤差引起的，系統(tǒng)誤差是導(dǎo)致振動的主要原因。

1.2 齒輪傳動誤差 齒輪傳動中噪音主要產(chǎn)生原因是漸開線誤差或者齒輪間相鄰齒距誤差而造成的。而齒輪傳動中振動幅度和振動頻率是齒輪噪音大小的主要衡量因素，在噪音研究中有著重要的意義。但是在實(shí)際研究中齒輪系統(tǒng)機(jī)械響應(yīng)是非常復(fù)雜的，因此可以通過調(diào)整激勵來改變系統(tǒng)固有頻率?？偠灾X輪傳動誤差是作用在齒輪和整個(gè)系統(tǒng)的擾動因素并使之產(chǎn)生響應(yīng)，從而產(chǎn)生噪音通過空氣向外傳播。

2 齒輪減速器在機(jī)械傳動中噪音成因分析

2.1 參數(shù)因素 ①齒輪精度。齒輪精度是其設(shè)計(jì)和加工品質(zhì)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，高精度的齒輪在機(jī)械傳動過程中平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較少的噪音。但是在實(shí)際輪齒設(shè)計(jì)和加工中，出于經(jīng)濟(jì)性原因，為了降低成本，設(shè)計(jì)者往往在滿足基本強(qiáng)度要求下最大限度選用低精度齒輪等級，因此忽略了精度等級，低精度成為齒輪產(chǎn)生噪聲與側(cè)隙的主要因素，造成噪音增大。②齒輪寬度。在齒輪傳動允許的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，盡可能的增大從動齒輪齒寬，這樣可以增大接觸面積，不但能夠提高齒輪受載能力，還可以提高輪齒傳動的平穩(wěn)性，減少振動，達(dá)到降噪聲目的。③齒距和壓力角。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)減小齒距能夠增加輪齒嚙合數(shù)量，增加輪齒重合度，從而降低嚙合齒輪撓度，提高傳動效率，減少噪音的產(chǎn)生。此外，較小的壓力角可以使得齒輪接觸角和橫向重合度都增大，使得傳動平穩(wěn)，降低噪音、提高傳動精度。

2.2 精度因素 ①嚙合平穩(wěn)性精度。齒輪的工作平穩(wěn)性精度是指在齒輪傳動中對于齒輪瞬時(shí)速比的變化要求。在齒輪轉(zhuǎn)動一周時(shí)會多次出現(xiàn)的轉(zhuǎn)角誤差，在輪齒嚙合過程中瞬時(shí)傳動比的變化會使得齒輪產(chǎn)生多次撞擊形成振動，這樣使齒輪在傳動過程中產(chǎn)生噪音[1]。②齒輪接觸精度。齒輪接觸斑點(diǎn)大小是評價(jià)齒輪接觸精度好壞的主要指標(biāo)，接觸斑點(diǎn)過小勢必會造成齒輪傳動噪聲增大。齒輪接觸精度低是由于齒向誤差影響了輪齒橫向接觸面積，而輪齒基節(jié)偏差和齒形誤差都會對輪齒橫向接觸面積產(chǎn)生影響。③齒輪運(yùn)動精度。齒輪的運(yùn)動精度主要表征了運(yùn)動傳遞的準(zhǔn)確性，即齒輪在嚙合一個(gè)周期后轉(zhuǎn)角誤差最大限值。齒輪齒圈徑向跳動在齒輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的齒間累計(jì)誤差會產(chǎn)生低頻噪音，尤其當(dāng)齒間累計(jì)誤差逐漸增大時(shí)，會在齒輪嚙合時(shí)造成沖擊，從而導(dǎo)致角速度的變化，使得噪音顯著增大。

2.3 裝配因素 ①齒輪軸向裝配間隙過小。如果齒輪在裝配前沒有將其毛刺及時(shí)清除，將會導(dǎo)致齒輪端面與前后端蓋之間的滑動接合面在嚙合過程中造成接合面的損壞，使得齒輪運(yùn)動精度降低，產(chǎn)生噪音。②雜物影響。齒輪箱由于雜物進(jìn)入，造成輪齒間磨損加劇，齒輪在轉(zhuǎn)動過程中平穩(wěn)度降低，不但降低齒輪傳動效率，還會使得噪音增大。

3 齒輪減速器在機(jī)械傳動中的降噪措施

3.1 齒輪的參數(shù)合理優(yōu)化 ①適當(dāng)增大主動齒輪的螺旋角。因?yàn)楫?dāng)螺旋角增大時(shí)，齒輪重合度也會隨之加大，這樣會使得噪音大大降低。然后，當(dāng)螺旋角過大時(shí)，會導(dǎo)致齒輪加工和安裝可操作性變差，對安裝精度要求很高，如果達(dá)不到精度，就會使實(shí)際的重合度變小，其降噪效果反而比螺旋角較小時(shí)要差，因此要選擇合適的螺旋角。②增加從動齒輪齒面寬。齒寬適當(dāng)增加會使得輪齒嚙合度提高，從而使輪齒傳動平穩(wěn)性增強(qiáng)。所以齒輪的齒寬越大其平穩(wěn)性越好，降噪效果越好。③提高齒輪精度。齒輪精度的提高，將大大提高輪齒表面粗糙度，從而提高齒輪的運(yùn)動精度，有效的降低噪音。

3.2 合理選擇齒面硬度、齒輪側(cè)隙 通過實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：通常模數(shù)齒輪側(cè)隙小于0.04mm時(shí)，噪聲較低。所以在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)適當(dāng)減小齒輪側(cè)隙就可以降低噪音。此外，在相同材料和精度的情況下，軟齒面比硬齒面噪聲要小1.5-6dB，采用主動齒輪硬度比從動齒輪硬度高2-3HBC時(shí)取C，可有效降低噪聲。

3.3 對齒面進(jìn)行特殊處理 在齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)所允許的情況下，齒輪加工可以選用高阻尼鑄鐵或某些非金屬材料，也可以通過給齒面進(jìn)行涂鍍非金屬材料來進(jìn)行處理。因?yàn)檫x用具有良好塑性和韌性的材料可以減少齒輪嚙合沖力與節(jié)線撞擊，通過減少振動與撞擊的方法，就可以有效降噪。

3.4 改善齒輪條件 齒輪的要根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇適當(dāng)?shù)姆绞脚c油，這樣就可以有效的降低噪音。因此根據(jù)減速器的不同以及工作條件的差異來選擇合適的方式與劑。此外，對于在高溫環(huán)境下工作的減速器，僅通過油池將達(dá)不到潤和要求，因此要結(jié)合循環(huán)油等方式進(jìn)行。

3.5 合理設(shè)計(jì)減速箱箱體結(jié)構(gòu) 在減速器齒輪箱箱體設(shè)計(jì)過程中，合理的箱體結(jié)構(gòu)可以增加齒輪傳動箱的密封性，使其具有良好的降噪效果。因此齒輪設(shè)計(jì)時(shí)盡可能采用閉式結(jié)構(gòu)，同時(shí)箱體結(jié)合處要安裝減振裝置，同時(shí)將減速器安裝在固定的座體或支撐上，采用這些方法都能夠有效降低噪聲。此外，在對減速器噪音要求較高的情況下，可以在箱體表面設(shè)置阻尼材料層，如泡沫塑料等來降低減速器噪音的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

本文通過研究齒輪傳動噪音產(chǎn)生機(jī)理，分析了減速器齒輪傳動過程中噪聲的產(chǎn)生原因，提出了相應(yīng)的降噪方法。但是隨著人們生活水平的提高，對噪聲控制要求的不斷提升，對減速器降噪的研究需要進(jìn)一步加深，以便找到更有效的減速器降噪方法。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2017.05.067

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是機(jī)械專業(yè)學(xué)生的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題和創(chuàng)新能力的主干課程，是連接基礎(chǔ)理論知識和實(shí)踐的橋梁。機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合、解決分析問題的能力，同時(shí)它也是啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段。因其自身的基礎(chǔ)性和平臺作用，可以方便地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維訓(xùn)練和創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作。而機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要作用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是使學(xué)生在特定的環(huán)境下通過學(xué)生的主觀努力完成的教學(xué)過程，它在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面具有特定的優(yōu)勢，它的直觀性、實(shí)踐性、綜合性是理論教學(xué)不可替代的。學(xué)生通過實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)出來的綜合能力包括動手能力、觀察分析能力和勇于探索的創(chuàng)新精神。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生不僅可以學(xué)會選擇、正確使用各種儀器，而且可以驗(yàn)證所學(xué)的基本理論，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生鞏固理論知識、掌握實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)創(chuàng)新思維的重要環(huán)節(jié)，從某種意義上講，對啟發(fā)學(xué)生的想象思維和創(chuàng)新意識起著點(diǎn)石成金的作用。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是學(xué)生進(jìn)行機(jī)械綜合設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是工程意識訓(xùn)練的主要課程。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)必不可少的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它對實(shí)現(xiàn)理論課程教學(xué)目標(biāo)起著特別關(guān)鍵的作用。

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是高等工科院校課程教學(xué)改革的一個(gè)特別重要的方向。改革以往高校課程教學(xué)中重視理論知識，輕視實(shí)踐環(huán)節(jié)、忽略實(shí)際應(yīng)用的狀況；完成全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建；滿足社會對創(chuàng)新型人材培養(yǎng)的要求。為此目的，我們緊緊圍繞機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容與體系，對機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法進(jìn)行了改革探索，完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、改革了實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法。

2重視基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)大多屬于演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如機(jī)械認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、齒輪范成實(shí)驗(yàn)、帶傳動實(shí)驗(yàn)等，但這些實(shí)驗(yàn)對促進(jìn)學(xué)生理解課程內(nèi)容基本原理，掌握基本技能，消化吸收基本概念，鞏固基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)科學(xué)思維的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)起著直接的作用，是由感性認(rèn)識進(jìn)一步發(fā)展成理性認(rèn)識的過程。因此，如何最大限度發(fā)揮基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用，是廣大教師應(yīng)該深思的問題。我院結(jié)合機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室目前的具體情況，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)要求和方式上的進(jìn)行完善和改造，使其發(fā)揮更好的作用。

如在機(jī)械認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中，我們針對機(jī)械原理部分、機(jī)械設(shè)計(jì)部分分別配備了實(shí)驗(yàn)演示柜、實(shí)物展示柜和機(jī)械系統(tǒng)展示廳，組成了機(jī)械認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并有機(jī)地與工程訓(xùn)練中心、機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，充分做到可看、可記、可操作。在整個(gè)機(jī)械認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中，教師除了做認(rèn)真的講解外，允許學(xué)生隨時(shí)提問，鼓勵學(xué)生動手操作，引導(dǎo)學(xué)生開展討論，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生對機(jī)械認(rèn)知的興趣，培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，這樣的教學(xué)模式深受學(xué)生歡迎。

又如在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測L實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供大量的機(jī)構(gòu)模型，讓學(xué)生親手測量機(jī)構(gòu)尺寸，并按一定的比例關(guān)系繪制出合理的運(yùn)動簡圖，增強(qiáng)學(xué)生對理論教學(xué)內(nèi)容的理解，然后再對一臺真實(shí)的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行實(shí)際機(jī)構(gòu)的測繪，實(shí)驗(yàn)的難度逐步加大，鍛煉學(xué)生實(shí)際動手能力、發(fā)現(xiàn)問題、解決實(shí)際問題的能力。這些實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)有力開展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利有序的進(jìn)行提供了基本保障。

3更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力

提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，必須對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、手段、方法進(jìn)行更新，改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，提高實(shí)驗(yàn)教師水平。為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，必須改善現(xiàn)有的教學(xué)條件，為此，我們購置一些新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，編寫實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，開展應(yīng)用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)研究。

在JCY機(jī)械傳動性能綜合性實(shí)驗(yàn)臺上開設(shè)機(jī)械傳動性能綜合性實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可對齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、蝸桿傳動等機(jī)械傳動或上述組合的傳動系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能測試。實(shí)驗(yàn)突出了設(shè)計(jì)性、綜合性的特點(diǎn)。通過該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)學(xué)生掌握合理布置機(jī)械傳動的基本要求，機(jī)械傳動方案設(shè)計(jì)的一般方法，并利用機(jī)械傳動綜合實(shí)驗(yàn)臺對機(jī)械傳動系統(tǒng)組成方案的性能進(jìn)行測試，分析組成方案的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)滿足條件的機(jī)械傳動系統(tǒng)，完成傳動系統(tǒng)運(yùn)動參數(shù)和組成方案設(shè)計(jì)。掌握機(jī)械傳動系統(tǒng)性能測試的基本原理和方法，測試常用機(jī)械傳動裝置在傳遞運(yùn)動與動力過程中速度曲線、傳動比曲線、效率曲線等各種參數(shù)曲線。按照組成方案搭接機(jī)械傳動性能測試系統(tǒng)并進(jìn)行測試，完成組成方案的機(jī)械性能分析，樹立用實(shí)驗(yàn)手段來分析機(jī)械設(shè)計(jì)方案的思想，加深對常見機(jī)械傳動性能的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

在3DMC實(shí)驗(yàn)臺開展機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中所萌發(fā)的創(chuàng)造性思維可以從本實(shí)驗(yàn)臺上得以實(shí)現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)臺可拼裝連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、帶傳動、鏈傳動、蝸輪蝸桿傳動以及由它們組合成的性能各異、平面的、空間的機(jī)械傳動系統(tǒng)，培養(yǎng)了學(xué)生機(jī)械傳動方案的設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)臺可以測試原動件和執(zhí)行構(gòu)件以及中間任意構(gòu)件的位移、速度、加速度等參數(shù)，學(xué)生將測試的參數(shù)與設(shè)計(jì)結(jié)果及理論分析結(jié)果進(jìn)行比較，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)際動手能力。

軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)。軸系結(jié)構(gòu)是機(jī)械系統(tǒng)的重要組成部分，涵蓋了軸承、聯(lián)軸器、鍵聯(lián)接及螺紋聯(lián)接，轉(zhuǎn)子動力學(xué)等內(nèi)容。通過該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們掌握了軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)、功用、工藝要求和裝配關(guān)系；熟悉軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸承部件組合設(shè)計(jì)的基本要求，掌握軸及軸上零件的定位與固定方法；通過軸系部件的組裝與測繪，學(xué)會對現(xiàn)有機(jī)械部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。

4引入創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是指通過實(shí)驗(yàn)獲得的新的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明，獲得新的技術(shù)和方法，具有一定社會價(jià)值的原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)應(yīng)在分析、綜合性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，探索奧秘，獲取新數(shù)據(jù)、新理論和新方法。創(chuàng)新是人類文明進(jìn)步的原動力，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的重要方法之一。

在JPCC-II平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合及運(yùn)動參數(shù)分析實(shí)驗(yàn)臺開設(shè)平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合測試分析實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)是為本科生和研究生而設(shè)計(jì)的有關(guān)平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的綜合性、設(shè)計(jì)性、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?？蛇M(jìn)行基本平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、拼裝（本實(shí)驗(yàn)臺提供13種以上傳動方案）及進(jìn)行運(yùn)動、動力學(xué)分析，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力。

在JDT-A/I機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺開設(shè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可對機(jī)構(gòu)原動件及執(zhí)行構(gòu)件的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行測試和仿真，利用計(jì)算機(jī)軟件，角位移動傳感器，數(shù)據(jù)采集卡，觀察機(jī)構(gòu)的周期性速度波動現(xiàn)象和繪制測試和仿真曲線；利用飛輪的質(zhì)量變化，觀察分析速度波動變化情況；學(xué)生利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，獨(dú)立自主完成實(shí)驗(yàn)。

開設(shè)計(jì)算機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)測試綜合實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)通過計(jì)算機(jī)軟件對機(jī)構(gòu)的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行測試，計(jì)算機(jī)軟件對機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行動態(tài)仿真，凸輪可更換，配備8個(gè)不同運(yùn)動規(guī)律的平面凸輪和一種圓柱凸輪，還配備凸輪制圖軟件，可自行在線切割機(jī)上加工任意規(guī)律的凸輪實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)軟件具有多媒體教學(xué)功能，學(xué)生可自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。

5開放實(shí)驗(yàn)室，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力

針對學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)方面具備的基礎(chǔ)知識、實(shí)驗(yàn)技能、感性認(rèn)識，榕嘌提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們開放機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供工程實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)平臺。讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，發(fā)揮學(xué)生主體作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，把理論與實(shí)踐結(jié)合起來，提高學(xué)生的創(chuàng)造性綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作精神。

學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從課題選題、資料收集、申請立項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析到報(bào)告編寫、結(jié)題答辯，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)每個(gè)學(xué)生的特長，運(yùn)用所學(xué)的知識，分工合作，開展課題研究，將理論與實(shí)踐相結(jié)合。同學(xué)們克服了眼高手低、只說不做的通病，團(tuán)結(jié)合作精神得到加強(qiáng)，創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維得到拓展，實(shí)際動手能力、工程設(shè)計(jì)能力得到了全面鍛煉。

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一、引言

液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)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(tǒng)的工作特點(diǎn)，并進(jìn)一步探討了液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)和改造方向。

二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理

目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。

液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)：　(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)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(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)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(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進(jìn)行的。

綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)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(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。

在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)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(jì)算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。

三、液壓傳動帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

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(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)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(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。

3　傳遞運(yùn)動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，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(shí)自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實(shí)現(xiàn)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(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。

液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴(yán)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(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)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(fù)雜。液壓傳動要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。

總之，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。

四、機(jī)床數(shù)控改造方向

(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級?？傊呔鹊目刂葡到y(tǒng)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(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。

篇6

一、引言

液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)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(tǒng)的工作特點(diǎn)，并進(jìn)一步探討了液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)和改造方向。

二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理

目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。

液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)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(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)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(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進(jìn)行的。

綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)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(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。

在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)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(jì)算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。

三、液壓傳動帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

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(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)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(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。

3傳遞運(yùn)動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，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(shí)自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實(shí)現(xiàn)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(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。

液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴(yán)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(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)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(fù)雜。液壓傳動要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。

總之，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。

四、機(jī)床數(shù)控改造方向

(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級?？傊?，高精度的控制系統(tǒng)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(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。

篇7

液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)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(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)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(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進(jìn)行的。

綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)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(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。

在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)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(jì)算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。

2、液壓傳動帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

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(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)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(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。

3傳遞運(yùn)動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，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(shí)自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實(shí)現(xiàn)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(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。

液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴(yán)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(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)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(fù)雜。液壓傳動要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。

總之，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。

3、機(jī)床數(shù)控改造方向

(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級。總之，高精度的控制系統(tǒng)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(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。

(三)提高可靠性。數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機(jī)床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)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(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。

4、結(jié)語

篇8

引言

飛行員進(jìn)行飛行訓(xùn)練，人感系統(tǒng)對訓(xùn)練水平的影響很大，高逼真度的桿力特性模擬，可以使飛行員體會到與上天飛行中一樣的操縱“手感”，飛行員的操縱動作，駕駛技巧也能得到良好的鍛煉。相反，如果養(yǎng)成錯誤的操作習(xí)慣，不但沒有起到地面培訓(xùn)的效果，反而會在空中飛行中產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)隱患。

典型的負(fù)荷系統(tǒng)是由彈簧、阻尼筒組成的機(jī)械式系統(tǒng)，當(dāng)飛行員操縱駕駛桿產(chǎn)生位移時(shí)，彈簧拉伸或壓縮，反饋到駕駛桿的作用力，即為操縱桿力。選擇不同剛度的彈簧，即可改變操縱系統(tǒng)的桿力-桿位移梯度，而改變阻尼筒，即可改變駕駛桿自由運(yùn)動時(shí)的振蕩阻尼。電動負(fù)荷系統(tǒng)的電機(jī)代替了彈簧阻尼系統(tǒng)，由自動控制設(shè)備控制電機(jī)的力輸出，通過控制軟件的精心設(shè)計(jì)，可以模擬出彈簧阻尼系統(tǒng)的力學(xué)特性。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

直升機(jī)的機(jī)動飛行是繞著3條軸線來轉(zhuǎn)動的：橫軸、縱軸和立軸。它可以繞縱軸做橫滾運(yùn)動，繞橫軸做俯仰運(yùn)動，繞立軸做航向運(yùn)動[1]。同其他航空器一樣，直升機(jī)在正副駕駛位置也可以是雙套操縱裝置，而有些直升機(jī)的副駕駛操縱裝置還會被設(shè)計(jì)成可拆卸的，以便滿足飛行的需要（見圖1）。

電動負(fù)荷操縱系統(tǒng)主要包括機(jī)械、電氣兩大部分，如圖2所示。其中機(jī)械部分包括主動桿手柄、減速器、連桿、支撐件、外殼等；電氣部分包括控制器、電機(jī)、力傳感器和位移傳感器。力傳感器測量主動桿手柄上的飛行員操縱力，位移傳感器測量當(dāng)前主動桿手柄的位移及電機(jī)轉(zhuǎn)子位置?？刂破鞲鶕?jù)力和位移傳感器的反饋信號以及設(shè)定的系統(tǒng)模型參數(shù)控制電機(jī)的輸出扭矩，最終通過減速器給主動桿手柄提供相應(yīng)的動力或阻力?？刂破髋c主控平臺之間通過RS422總線通訊，實(shí)時(shí)收發(fā)系統(tǒng)指令及工作狀態(tài)[3]。

1.1 周期變距桿負(fù)荷系統(tǒng)

周期變距桿負(fù)荷系統(tǒng)俯仰姿態(tài)回路原理如圖3所示，電動負(fù)荷系統(tǒng)通過力傳感器、機(jī)械傳動裝置，與駕駛桿相連接。

周期變距桿負(fù)荷系統(tǒng)滾轉(zhuǎn)姿態(tài)回路原理如圖4所示，電動負(fù)荷系統(tǒng)通過力傳感器、機(jī)械傳動裝置，與駕駛桿相連接。

1.2總距桿負(fù)荷系統(tǒng)

總距桿負(fù)荷系統(tǒng)如圖5所示。

1.3 腳蹬負(fù)荷系統(tǒng)

腳蹬負(fù)荷系統(tǒng)如圖6所示。

2 各部件主要功能

2.1 加載系統(tǒng)

加載系統(tǒng)主要為駕駛桿上輸出桿力，使得飛行員感受到逼真的桿力特性。本論文研究的加載系統(tǒng)是以電能為能量源的力輸出系統(tǒng)，即核心為電機(jī)輸出的扭矩。因此，電機(jī)工作模式應(yīng)為力矩模式，產(chǎn)生的力矩通過鋼索滑輪組或減速器等傳動機(jī)構(gòu)后傳送至操縱桿端產(chǎn)生力反饋效果[4]。

2.2 控制器

控制器也稱為人感計(jì)算機(jī)，為嵌入式計(jì)算機(jī)。為實(shí)現(xiàn)桿力特性模擬的高逼真度，需要進(jìn)行高速迭代計(jì)算。相關(guān)研究論文表明，控制器的采樣頻率應(yīng)不小于2000Hz。

2.3 傳感器

電動式操縱負(fù)荷系統(tǒng)中傳感器主要包括力傳感器與位移傳感器。力傳感器主要用來測量負(fù)荷系統(tǒng)實(shí)際輸出的負(fù)載力信號，與人感計(jì)算機(jī)計(jì)算輸出理論力信號進(jìn)行比較，用來進(jìn)行力反饋控制，提高系統(tǒng)的力控精度。位移傳感器主要是測量飛行員操縱駕駛桿的位移行程，通過控制器采集來計(jì)算負(fù)荷系統(tǒng)輸出力的大小。

3 系統(tǒng)工作原理

下面描述一下該系統(tǒng)工作時(shí)的運(yùn)行原理：

如圖7所示，當(dāng)飛行員對駕駛桿施加操縱力時(shí)，駕駛桿產(chǎn)生位移，此時(shí)位移傳感器采得的即為飛行員操縱位移信號。人感計(jì)算機(jī)通過AD板卡采集位移信號，根據(jù)力函數(shù)模型，進(jìn)行桿力計(jì)算。計(jì)算得到的桿力，即作為力控信號進(jìn)入負(fù)荷系統(tǒng)，同時(shí)，電機(jī)輸出的力與力傳感器采集的力進(jìn)行反饋控制，即形成力跟蹤控制。輸出的力通過連桿機(jī)構(gòu)反饋到駕駛桿上，即給飛行員提供了模擬的桿力特性。同時(shí)操縱負(fù)荷系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)將操縱位移信號傳送給主仿真計(jì)算機(jī)，參與飛行動力學(xué)解算。

4結(jié)束語

直升機(jī)電動負(fù)荷操縱系統(tǒng)是現(xiàn)代先進(jìn)直升機(jī)模擬器的關(guān)鍵設(shè)備，利用該系統(tǒng)，可以模擬出不同類型直升機(jī)的人感特性，對行員訓(xùn)練，加深飛行員的感知有重要的提升作用。本文對直升機(jī)電動負(fù)荷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件和系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了介紹，該研究內(nèi)容對于今后的工程化研制有著指導(dǎo)作用，通過對該系統(tǒng)的深刻理解，為今后的設(shè)計(jì)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳康，劉建新.直升機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2007.

[2]高正，陳仁良.直升機(jī)飛行動力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

篇9

很多創(chuàng)新成果在取得以后回望，當(dāng)時(shí)的設(shè)想都是三個(gè)字――“不可能”。然而，機(jī)會往往就蘊(yùn)藏在這諸多“不可能”之中。趙亞平教授深知這一點(diǎn)。多年來，他鎖定新型環(huán)面蝸桿傳動、齒輪嚙合理論等方面進(jìn)行研究與開發(fā)，其創(chuàng)新成果應(yīng)用前景廣闊，深受學(xué)界好評。

二包環(huán)面蝸桿傳動具備一系列優(yōu)良特性，但是對各種誤差變形十分敏感，

限制了其推廣應(yīng)用。平面二包傳動，由于蝸桿邊齒變尖與根切的限制，使其無法應(yīng)用于蝸桿多頭數(shù)或小傳動比的場合。趙亞平據(jù)此提出了雙圓環(huán)面二包傳動這種新型環(huán)面蝸桿傳動裝置，克服了上述不足。他提出的兩點(diǎn)下山割線法（DPDS方法）是研究線共軛曲面嚙合特性的有力數(shù)學(xué)工具。在研究過程中，他不但注重考察誘導(dǎo)主曲率和滑動角等局部嚙合特性參數(shù)，而且注重考查蝸輪齒面共軛區(qū)范圍，蝸桿工作長度及瞬時(shí)接觸線的分布等全局嚙合特性，從而豐富發(fā)展了蝸桿副的嚙合幾何學(xué)。目前，雙圓環(huán)面二包傳動作為一種新型機(jī)械傳動裝置，已經(jīng)獲得多項(xiàng)專利授權(quán)。

業(yè)內(nèi)人士都知道，標(biāo)準(zhǔn)二包傳動，蝸輪齒面中部存在二次接觸區(qū)，瞬時(shí)接觸線相互交叉，接觸頻率高，容易發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，是蝸輪齒面的薄弱環(huán)節(jié)?？梢酝ㄟ^角修形，自然地切去蝸輪齒面的二次接觸區(qū)，使原接觸區(qū)和新接觸區(qū)都和蝸桿螺旋面密切，從而大幅度地提高二包傳動的嚙合質(zhì)量。趙亞平在此基礎(chǔ)上導(dǎo)出了一般化的角修形條件，指出了角修形的物理意義；數(shù)字化地論證了原接觸區(qū)和新接觸區(qū)都和蝸桿螺旋面密切，但密切的程度有所不同；闡述了角修形切除二次接觸區(qū)、同時(shí)使得蝸桿工作長度變短的機(jī)理。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國際期刊Science China Technological Sciences，審稿意見認(rèn)為：“論文主要內(nèi)容是對采用作者提出的角修正的雙圓環(huán)面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動齒面嚙合情況進(jìn)行分析。為此主要工作是建立傳動數(shù)學(xué)模型及其嚙合特性方程，并進(jìn)行實(shí)例分析。論文對于該種傳動性能研究具有重要的指導(dǎo)意義。有發(fā)表價(jià)值。雙圓環(huán)面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動屬尚未充分研究和開發(fā)的環(huán)面蝸桿傳動，開展相關(guān)研究，特別是采用修形技術(shù)提高其嚙合性能具有一定的理論意義。具有一定的理論價(jià)值。算例丙的蝸桿頭數(shù)達(dá)到12，遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破一般蝸桿傳動的情況?！毕嚓P(guān)論文獲得過湖北省、及湖北省機(jī)械工程學(xué)會的優(yōu)秀論文獎勵。目前，該研究已獲得角修正雙圓環(huán)面二包傳動及其制造方法的發(fā)明專利授權(quán)。

除此之外，針對標(biāo)準(zhǔn)傳動存在二次接觸區(qū)，嚙合性能有待進(jìn)一步提高和角修形傳動雖然嚙合性能優(yōu)良，但制造工藝比較復(fù)雜的問題，趙亞平提出了高度修形、中心距修形及傳動比修形等一系列制造工藝簡單且修形效果優(yōu)秀的修形方案，使得環(huán)面蝸桿副雙線接觸的機(jī)理有了清晰明確的解釋。同時(shí)，他還對環(huán)面蝸桿傳動特性進(jìn)行了研究，運(yùn)用彈流理論和齒輪嚙合理論，導(dǎo)出了任意嚙合點(diǎn)處，卷吸速度、角和彈流膜厚系數(shù)的計(jì)算公式。擺脫開材料、載荷等因素的影響，以角反映成膜條件，以彈流膜厚系數(shù)反映油膜厚度，便于衡量整個(gè)接觸區(qū)內(nèi)特性的差異，有利于分析工藝參數(shù)對蝸桿副性能的影響。有關(guān)結(jié)果曾經(jīng)在CIST2008&ITS-IFToMM2008（北京）學(xué)術(shù)會議上宣讀，并發(fā)表于國際期刊TribologyTransactions。

致力于解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題

出身工科背景，趙亞平一直希望自己的研究成果能夠得到推廣應(yīng)用，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。為此，他多方探索，并取得了一系列成果。

在生產(chǎn)過程中，由于能夠?qū)崿F(xiàn)多齒雙線接觸，各類環(huán)面蝸桿傳動對各種誤差變形都比較敏感。這是限制環(huán)面蝸桿傳動應(yīng)用推廣的主要問題，也是環(huán)面蝸桿傳動的主要不足之處。而解決這個(gè)問題辦法之一，是通過失配修形，使得蝸輪副變瞬時(shí)線接觸為瞬時(shí)的點(diǎn)接觸。當(dāng)然，這里的所謂點(diǎn)接觸是理論上的。實(shí)際上，由于齒面的彈性，受載之后，瞬時(shí)接觸點(diǎn)擴(kuò)展成瞬時(shí)接觸橢圓，沿接觸跡線眾瞬時(shí)接觸橢圓集成齒面上的接觸區(qū)。上述失配修形方法，早已成功應(yīng)用于錐齒輪傳動和準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動。但是對于環(huán)面蝸桿傳動，相關(guān)研究進(jìn)展比較緩慢，主要是因?yàn)?，環(huán)面蝸桿副的齒面非常復(fù)雜，沒有找到有效的方法計(jì)算瞬時(shí)接觸點(diǎn)。

趙亞平結(jié)合自己在相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，提出了兩階段下山割線法（TSDS方法），用于計(jì)算失配環(huán)面蝸桿傳動的瞬時(shí)接觸點(diǎn)。該法無需計(jì)算包含偏導(dǎo)數(shù)的Jacobi矩陣，對迭代初值的敏感性低，還能克服迭代過程中的奇異性，適宜用來求解復(fù)雜的非線性方程組；改進(jìn)了確定點(diǎn)接觸失配齒輪副瞬時(shí)接觸橢圓的局部綜合方法，使得瞬時(shí)接觸點(diǎn)鄰域內(nèi)曲率干涉的判別更為合理；發(fā)現(xiàn)以標(biāo)準(zhǔn)蝸桿和Ⅰ型蝸輪相配，組成的失配蝸輪副對各種裝配誤差均不敏感，能夠避免曲率干涉，實(shí)現(xiàn)較好的點(diǎn)接觸，而且蝸桿工作部分較長，具備可觀的承載能力；由具體算例計(jì)算出蝸輪轉(zhuǎn)角誤差曲線，表明了它具有近似拋物線形狀，說明所提出的失配方式，具有一定的減輕振動、吸收沖擊的效果。有關(guān)結(jié)果發(fā)表于國際期刊Computer-AidedDesign。

他的研究為失配環(huán)面蝸桿副的正確設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

篇10

數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、氣、光等為一體的自動化機(jī)床，經(jīng)各部分的執(zhí)行功能，最后共同完成機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動、轉(zhuǎn)動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)。工作時(shí)，各項(xiàng)功能相互結(jié)合，發(fā)生故障時(shí)也混在一起，故障現(xiàn)象和原因并非簡單一一對應(yīng)。一種故障現(xiàn)象可能有幾種不同的原因，大部分故障以綜合形式出現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床的爬行與振動就是一個(gè)明顯的例子。

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)所驅(qū)動的移動部件在低速運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)移動部件開始不能啟動，啟動后又突然作加速運(yùn)動，而后又停頓，繼而又作加速運(yùn)動，如此周而復(fù)始，這種移動部件忽停忽跳，忽快忽慢的運(yùn)動現(xiàn)象，稱為爬行；而當(dāng)其高速運(yùn)行時(shí)，移動部件又出現(xiàn)明顯的振動。這一故障現(xiàn)象就是典型的進(jìn)給系統(tǒng)的爬行與振動故障。

造成這類故障的原因有多種可能，可能是因?yàn)闄C(jī)械部分出現(xiàn)了故障所導(dǎo)致，也可能是進(jìn)給系統(tǒng)電氣部分出現(xiàn)了問題，還可能是機(jī)械部分與電氣部分的綜合故障所造成，甚至可能因編程有誤也會產(chǎn)生爬行故障。

一、分析機(jī)械部分原因與對策

因?yàn)閿?shù)控機(jī)床低速運(yùn)行時(shí)的爬行現(xiàn)象往往取決于機(jī)械傳動部分的特性，高速時(shí)的振動又通常與進(jìn)給傳動鏈中運(yùn)動副的預(yù)緊力有關(guān)，由此數(shù)控機(jī)床的爬行與振動故障可能會在機(jī)械部分。

如果在機(jī)械部分，首先應(yīng)該檢查導(dǎo)軌副。因?yàn)橐苿硬考艿哪Σ磷枇χ饕莵碜詫?dǎo)軌副，如果導(dǎo)軌副的動、靜摩擦系數(shù)大，且其差值也大，將容易造成爬行。盡管數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌副廣泛采用了滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌，如果導(dǎo)軌間隙調(diào)整不好，仍會造成爬行或振動。對于靜壓導(dǎo)軌副應(yīng)著重檢查靜壓是否到位，對于塑料導(dǎo)軌可檢查有否雜質(zhì)或異物阻礙導(dǎo)軌副運(yùn)動，對于滾動導(dǎo)軌則應(yīng)檢查預(yù)緊措施是否良好。關(guān)注導(dǎo)軌副的也有助于分析爬行問題，導(dǎo)軌副狀態(tài)不好，導(dǎo)軌的油不足夠，致使溜板爬行。這時(shí)，添加油，且采用具有防爬作用的導(dǎo)軌油是一種非常有效的措施。這種導(dǎo)軌油中有極性添加劑，能在導(dǎo)軌表面形成一層不易破裂的油膜，從而改善導(dǎo)軌的摩擦特性防止爬行。

其次，要檢查進(jìn)給傳動鏈。因?yàn)樵谶M(jìn)給系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動裝置到移動部件之間必定要經(jīng)過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會使工作臺在進(jìn)給運(yùn)動中出現(xiàn)爬行。通過調(diào)整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預(yù)緊力，調(diào)整松動環(huán)節(jié)，調(diào)整補(bǔ)償環(huán)節(jié)，都可有效地提高這一傳動鏈的扭轉(zhuǎn)和拉壓剛度（即提高其傳動剛度），對于提高運(yùn)動精度，消除爬行非常有益；另外傳動鏈太長，傳動軸直徑偏小，支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此，在檢查時(shí)也要考慮這些方面是否有缺陷，逐個(gè)排查。

二、分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)原因與對策

如果故障原因在進(jìn)給伺服系統(tǒng)，則需分別檢查伺服系統(tǒng)中各有關(guān)環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床的爬行與振動問題屬于速度問題，與進(jìn)給速度密切相關(guān)，所以也就離不開分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)的速度環(huán)，檢查速度調(diào)節(jié)器故障一是給定信號，二是反饋信號，三是速度調(diào)節(jié)器自身故障。根據(jù)故障特點(diǎn)（如振動周期與進(jìn)給速度是否成比例變化）檢查電動機(jī)或測速發(fā)電機(jī)表面是否光整；還可檢查系統(tǒng)插補(bǔ)精度是否太差，檢查速度環(huán)增益是否太高；與位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有無錯誤；伺服單元的短路棒或電位器設(shè)定是否正確；增益電位器調(diào)整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好，應(yīng)對這些環(huán)節(jié)逐項(xiàng)檢查、分類排除。

三、其它因素

有時(shí)故障既不是機(jī)械部分的原因，又不是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床在一次切削加工時(shí)出現(xiàn)過載爬行。經(jīng)過仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)故障引起過載，更換電動機(jī)過載消除，可爬行還是存在。先從機(jī)床著手尋找故障原因，結(jié)果核實(shí)傳動鏈沒問題，又查進(jìn)給伺服系統(tǒng)確認(rèn)無故障，隨后對加工程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)工件曲線的加工，采用細(xì)微分段圓弧逼近來實(shí)現(xiàn)，而在編程中用了G61指令，也即每加工一段就要進(jìn)行一次到位停止檢查，從而使機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，將G61改為G64指令連續(xù)切削，爬行消除。

如果故障既有機(jī)械部分的原因，又有進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，很難分辨出引起這一故障的主要矛盾，這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對這種情況，要進(jìn)行多方面的檢測，運(yùn)用機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識，采取綜合分析判斷，排除故障。

數(shù)控機(jī)床是技術(shù)密集和知識密集的設(shè)備，故障現(xiàn)象是多樣的，其表現(xiàn)形式也沒有簡單的規(guī)律可遵循，這就要求維修的技術(shù)人員要有電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、檢測技術(shù)、機(jī)械理論與實(shí)踐技術(shù)、液壓與氣動等較全面的綜合技術(shù)知識，還要求具有綜合分析和解決問題的能力。