導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇機(jī)械傳動(dòng)論文，它們將為您的寫(xiě)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(dòng)設(shè)計(jì)部分幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)方法

鏈傳動(dòng)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(dòng)這部分的教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)包括：鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、鏈傳動(dòng)的受力及失效形式、鏈傳動(dòng)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(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性講解過(guò)程中先結(jié)合鏈傳動(dòng)的動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生看清楚，鏈傳動(dòng)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(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動(dòng)很相似，邊長(zhǎng)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(guò)的長(zhǎng)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(dòng)的受力及失效形式講解鏈傳動(dòng)的受力分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合皮帶傳動(dòng)的受力分析講解。首先要說(shuō)明鏈傳動(dòng)與皮帶傳動(dòng)的不同在于，鏈傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，它不是靠摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(dòng)一樣，鏈傳動(dòng)也存在離心拉力，計(jì)算方法與皮帶傳動(dòng)的離心拉力完全一樣，離心拉力Fc的大小取決于每米鏈長(zhǎng)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(dòng)不同的是，鏈傳動(dòng)由于不需要很大的張緊力，所以松邊一般會(huì)有比較大的垂度，加之鏈的質(zhì)量較大，會(huì)產(chǎn)生垂度拉力Ff。這一定要結(jié)合圖3進(jìn)行講解。可以看出，這個(gè)力學(xué)模型是一個(gè)高度簡(jiǎn)化的處理方法，將鉸接的鏈節(jié)看作一個(gè)剛體，從中間對(duì)稱(chēng)斷開(kāi)，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(dòng)的參數(shù)選擇及確定方法這部分的講解要結(jié)合鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)滾子鏈時(shí)的原始數(shù)據(jù)為：傳動(dòng)的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）、原動(dòng)機(jī)種類(lèi)、載荷性質(zhì)及傳動(dòng)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(dòng)比i，確定鏈傳動(dòng)的型號(hào)，確定鏈節(jié)距，確定中心距和鏈長(zhǎng)，鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速，計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的力FQ等7個(gè)環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)說(shuō)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(dòng)比自然就同時(shí)產(chǎn)生了。要說(shuō)清楚小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少。過(guò)少時(shí)：1．增加傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；2．增加鏈節(jié)間的相對(duì)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(dòng)的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞?？梢钥闯?，若Δp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(lái)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(dòng)比的確定方法時(shí)，說(shuō)明鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)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(shuō)清楚傳動(dòng)比過(guò)大和過(guò)小會(huì)產(chǎn)生什么樣的問(wèn)題。比如傳動(dòng)比過(guò)大，則鏈包在小鏈輪上的包角過(guò)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(dòng)比過(guò)小則會(huì)使得傳動(dòng)的變速效果降低。設(shè)計(jì)時(shí)如何最終確定合適的傳動(dòng)比，一定要綜合考慮。鏈傳動(dòng)的型號(hào)確定很簡(jiǎn)單，就是根據(jù)額定功率和小鏈輪的轉(zhuǎn)速－功率曲線(xiàn)即可確定。但在確定過(guò)程中，教師一定要告訴學(xué)生，確定的型號(hào)并不是唯一的，可以根據(jù)自己面對(duì)的實(shí)際設(shè)計(jì)要求進(jìn)行一定的調(diào)整。比如說(shuō)，如果動(dòng)載荷不是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，希望鏈傳動(dòng)的鏈條數(shù)少一些，可以選擇上一級(jí)大型號(hào)的鏈傳動(dòng)；如果希望鏈的動(dòng)載荷小一些，可以選擇低一級(jí)的鏈傳動(dòng)型號(hào)。當(dāng)然，這時(shí)可能需要采用多排鏈傳動(dòng)。從而讓學(xué)生掌握如何靈活地在應(yīng)用中選擇鏈傳動(dòng)型號(hào)。鏈節(jié)距是鏈傳動(dòng)十分重要的參數(shù)。在講解過(guò)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(dòng)的速度不均勻性、動(dòng)載荷、噪聲等都將增加，并講清楚為什么會(huì)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(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動(dòng)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(guò)程，因?yàn)楫?dāng)鏈速不變，中心距小、鏈節(jié)數(shù)少的傳動(dòng)，在單位時(shí)間內(nèi)同一鏈節(jié)的屈伸次數(shù)勢(shì)必增多，因此會(huì)加速鏈的磨損。中心距大、鏈較長(zhǎng)，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(zhǎng)。但中心距如果太大，又會(huì)發(fā)生松邊上下顫動(dòng)的現(xiàn)象，使傳動(dòng)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(lèi)比法、實(shí)驗(yàn)法等以經(jīng)驗(yàn)為驅(qū)動(dòng)的方法，通過(guò)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(dòng)的動(dòng)載荷現(xiàn)象進(jìn)行講解，因?yàn)殒溗俚奶岣呤艿絼?dòng)載荷的限制，所以一般最好不超過(guò)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(guò)20m／s～30m／s。每一種型號(hào)的鏈都存在一個(gè)最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速，可以通過(guò)有關(guān)手冊(cè)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(duì)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(lái)。但要告訴學(xué)生，為了減少鏈傳動(dòng)過(guò)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(dòng)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(guò)程及每一步應(yīng)該解決的問(wèn)題。

篇2

在煤礦產(chǎn)業(yè)中，傳動(dòng)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(guò)程中，很容易導(dǎo)致超重現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的工作就會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)齒輪出現(xiàn)問(wèn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)齒輪要適應(yīng)井下復(fù)雜的結(jié)構(gòu)情況，因此相對(duì)而言傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)齒輪還要滿(mǎn)足體積小，抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，傳動(dòng)要求高效率，盡量減少過(guò)程中能量的損失。

2 傳動(dòng)齒輪失效的表現(xiàn)形式

2.1 傳動(dòng)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(huì)對(duì)齒輪的傳動(dòng)造成重大的影響，比如正常的磨損，這是齒輪傳動(dòng)過(guò)程中必然存在的，在齒輪的使用壽命中，不會(huì)造成齒輪失效，這個(gè)磨損是經(jīng)過(guò)時(shí)間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉(zhuǎn)動(dòng)；對(duì)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(dòng)工作的過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機(jī)械能，會(huì)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(huì)形成嚴(yán)重的損傷，嚴(yán)重影響傳動(dòng)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(huì)出現(xiàn)齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中與周?chē)幕瘜W(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(dòng)齒輪疲勞失效

在加工過(guò)程中，齒輪的表面肯定存在初始裂紋，加之傳動(dòng)齒輪工作的過(guò)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(huì)延伸擴(kuò)張，加速齒輪的損壞，出現(xiàn)齒輪失效。

2.3 傳動(dòng)齒輪膠合失效

齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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?jìng)鲃?dòng)齒輪經(jīng)過(guò)熱處理時(shí)產(chǎn)生了過(guò)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(guò)它的疲勞極限時(shí)就會(huì)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(huì)有點(diǎn)深，這是氧化的結(jié)果。

3 傳動(dòng)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(dòng)齒輪在礦井工作的特殊性，按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪，造成傳動(dòng)齒輪不能滿(mǎn)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(dòng)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(méi)有問(wèn)題，若在制造加工方面不合格，齒輪一樣會(huì)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(mǎn)足工作的需要。例如：在加工過(guò)程中C的含量超標(biāo)，就會(huì)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(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)齒輪的失效，安裝的位置出現(xiàn)偏差，影響整個(gè)傳動(dòng)齒輪的安全，同時(shí)，傳動(dòng)齒輪的工作需要油的不斷補(bǔ)充，一旦缺少油就會(huì)增大摩擦力，降低齒輪工作的效率，增加磨損，導(dǎo)致傳動(dòng)齒輪的失效。

4 避免傳動(dòng)齒輪失效的有效措施

根據(jù)上述傳動(dòng)齒輪出現(xiàn)時(shí)效的形式和失效的原因，制定防止傳動(dòng)齒輪失效的有效措施，避免失效問(wèn)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(duì)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(duì)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(mǎn)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(guó)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(guò)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(dòng)齒輪的質(zhì)量，要嚴(yán)格控制齒輪制造過(guò)程中的質(zhì)量，改善制造工藝，提高工藝質(zhì)量。傳動(dòng)齒輪的表面不能過(guò)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(zhǎng)，這個(gè)粗糙度應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(lái)很簡(jiǎn)單，其實(shí)有比較高的要求，對(duì)于傳動(dòng)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?chē)?yán)格，稍微有一點(diǎn)偏差就會(huì)影響整體的性能，所以，在安裝階段應(yīng)該有專(zhuān)業(yè)人士來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)，運(yùn)用專(zhuān)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(zhǎng)使用壽命。

4.4 齒輪使用及維護(hù)階段控制

在傳動(dòng)齒輪的使用過(guò)程中，應(yīng)盡量不要超過(guò)傳動(dòng)齒輪的額定負(fù)荷量，油也要及時(shí)補(bǔ)充，保證傳動(dòng)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(huì)增大摩擦系數(shù)，影響齒輪的正常工作。設(shè)備的使用過(guò)程中應(yīng)該定期維護(hù)保養(yǎng)，并檢查傳動(dòng)齒輪，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理問(wèn)題，對(duì)于可能發(fā)生的問(wèn)題做到及早預(yù)防，防患于未然，防止出現(xiàn)傳動(dòng)齒輪的失效問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

煤礦產(chǎn)業(yè)是我國(guó)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(dòng)齒輪在煤礦機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用，保證傳動(dòng)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(dòng)齒輪失效是齒輪常見(jiàn)的問(wèn)題，我們必須對(duì)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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篇3

關(guān)鍵詞： 齒輪減速器；機(jī)械傳動(dòng)；降噪問(wèn)題；措施

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TH132.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)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(dòng)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(duì)于齒輪傳動(dòng)性能的評(píng)價(jià)只注重于傳動(dòng)效率、平穩(wěn)性、可靠性等方面，忽略了齒輪傳動(dòng)噪音的問(wèn)題。隨著人們對(duì)于機(jī)械設(shè)備性能品質(zhì)要求的提高，對(duì)工作環(huán)境也有了很高的要求，從而使得減速器齒輪傳動(dòng)噪音問(wèn)題凸顯了出來(lái)，成為了機(jī)械傳動(dòng)中急需解決的問(wèn)題。

1 齒輪傳動(dòng)中噪音產(chǎn)生機(jī)理

1.1 系統(tǒng)傳動(dòng)誤差 在齒輪傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)，在力的各種形式轉(zhuǎn)化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生高達(dá)幾十種的固有頻率，因此振動(dòng)形式各式各樣。在物理學(xué)中我們知道，聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，任何系統(tǒng)傳動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。在系統(tǒng)傳動(dòng)中，振動(dòng)是由系統(tǒng)誤差引起的，系統(tǒng)誤差是導(dǎo)致振動(dòng)的主要原因。

1.2 齒輪傳動(dòng)誤差 齒輪傳動(dòng)中噪音主要產(chǎn)生原因是漸開(kāi)線(xiàn)誤差或者齒輪間相鄰齒距誤差而造成的。而齒輪傳動(dòng)中振動(dòng)幅度和振動(dòng)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(guò)調(diào)整激勵(lì)來(lái)改變系統(tǒng)固有頻率?？偠灾X輪傳動(dòng)誤差是作用在齒輪和整個(gè)系統(tǒng)的擾動(dòng)因素并使之產(chǎn)生響應(yīng)，從而產(chǎn)生噪音通過(guò)空氣向外傳播。

2 齒輪減速器在機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)過(guò)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(mǎn)足基本強(qiáng)度要求下最大限度選用低精度齒輪等級(jí)，因此忽略了精度等級(jí)，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(dòng)允許的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，盡可能的增大從動(dòng)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(dòng)的平穩(wěn)性，減少振動(dòng)，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(dòng)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(dòng)平穩(wěn)，降低噪音、提高傳動(dòng)精度。

2.2 精度因素 ①?lài)Ш掀椒€(wěn)性精度。齒輪的工作平穩(wěn)性精度是指在齒輪傳動(dòng)中對(duì)于齒輪瞬時(shí)速比的變化要求。在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)會(huì)多次出現(xiàn)的轉(zhuǎn)角誤差，在輪齒嚙合過(guò)程中瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化會(huì)使得齒輪產(chǎn)生多次撞擊形成振動(dòng)，這樣使齒輪在傳動(dòng)過(guò)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(píng)價(jià)齒輪接觸精度好壞的主要指標(biāo)，接觸斑點(diǎn)過(guò)小勢(shì)必會(huì)造成齒輪傳動(dòng)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(huì)對(duì)輪齒橫向接觸面積產(chǎn)生影響。③齒輪運(yùn)動(dòng)精度。齒輪的運(yùn)動(dòng)精度主要表征了運(yùn)動(dòng)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(dòng)在齒輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的齒間累計(jì)誤差會(huì)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(huì)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(guò)小。如果齒輪在裝配前沒(méi)有將其毛刺及時(shí)清除，將會(huì)導(dǎo)致齒輪端面與前后端蓋之間的滑動(dòng)接合面在嚙合過(guò)程中造成接合面的損壞，使得齒輪運(yùn)動(dòng)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(dòng)過(guò)程中平穩(wěn)度降低，不但降低齒輪傳動(dòng)效率，還會(huì)使得噪音增大。

3 齒輪減速器在機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)齒輪的螺旋角。因?yàn)楫?dāng)螺旋角增大時(shí)，齒輪重合度也會(huì)隨之加大，這樣會(huì)使得噪音大大降低。然后，當(dāng)螺旋角過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致齒輪加工和安裝可操作性變差，對(duì)安裝精度要求很高，如果達(dá)不到精度，就會(huì)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(dòng)齒輪齒面寬。齒寬適當(dāng)增加會(huì)使得輪齒嚙合度提高，從而使輪齒傳動(dòng)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(dòng)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(guò)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(dòng)齒輪硬度比從動(dòng)齒輪硬度高2-3HBC時(shí)取C，可有效降低噪聲。

3.3 對(duì)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(guò)給齒面進(jìn)行涂鍍非金屬材料來(lái)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(xiàn)撞擊，通過(guò)減少振動(dòng)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(lái)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(lái)選擇合適的方式與劑。此外，對(duì)于在高溫環(huán)境下工作的減速器，僅通過(guò)油池將達(dá)不到潤(rùn)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(guò)程中，合理的箱體結(jié)構(gòu)可以增加齒輪傳動(dòng)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(duì)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(lái)降低減速器噪音的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)研究齒輪傳動(dòng)噪音產(chǎn)生機(jī)理，分析了減速器齒輪傳動(dòng)過(guò)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(duì)噪聲控制要求的不斷提升，對(duì)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(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(zhuān)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(wèn)題和創(chuàng)新能力的主干課程，是連接基礎(chǔ)理論知識(shí)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(wèn)題的能力，同時(shí)它也是啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開(kāi)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(tái)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(guò)學(xué)生的主觀(guān)努力完成的教學(xué)過(guò)程，它在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面具有特定的優(yōu)勢(shì)，它的直觀(guān)性、實(shí)踐性、綜合性是理論教學(xué)不可替代的。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)出來(lái)的綜合能力包括動(dòng)手能力、觀(guān)察分析能力和勇于探索的創(chuàng)新精神。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生不僅可以學(xué)會(huì)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(shí)、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(duì)啟發(fā)學(xué)生的想象思維和創(chuàng)新意識(shí)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(shí)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(duì)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(shí)，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(mǎn)足社會(huì)對(duì)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(duì)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(dòng)實(shí)驗(yàn)等，但這些實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)，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(shí)進(jìn)一步發(fā)展成理性認(rèn)識(shí)的過(guò)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(wèn)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(duì)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(zhuān)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(wèn)，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生對(duì)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(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)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(cè)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(dòng)簡(jiǎn)圖，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的理解，然后再對(duì)一臺(tái)真實(shí)的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行實(shí)際機(jī)構(gòu)的測(cè)繪，實(shí)驗(yàn)的難度逐步加大，鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這些實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)有力開(kāi)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(duì)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(gòu)置一些新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，開(kāi)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(dòng)性能綜合性實(shí)驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)設(shè)機(jī)械傳動(dòng)性能綜合性實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可對(duì)齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)或上述組合的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)突出了設(shè)計(jì)性、綜合性的特點(diǎn)。通過(guò)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)學(xué)生掌握合理布置機(jī)械傳動(dòng)的基本要求，機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)的一般方法，并利用機(jī)械傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)組成方案的性能進(jìn)行測(cè)試，分析組成方案的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足條件的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，完成傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和組成方案設(shè)計(jì)。掌握機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)性能測(cè)試的基本原理和方法，測(cè)試常用機(jī)械傳動(dòng)裝置在傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力過(guò)程中速度曲線(xiàn)、傳動(dòng)比曲線(xiàn)、效率曲線(xiàn)等各種參數(shù)曲線(xiàn)。按照組成方案搭接機(jī)械傳動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)并進(jìn)行測(cè)試，完成組成方案的機(jī)械性能分析，樹(shù)立用實(shí)驗(yàn)手段來(lái)分析機(jī)械設(shè)計(jì)方案的思想，加深對(duì)常見(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)性能的認(rèn)識(shí)和理解，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

在3DMC實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)展機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)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(tái)上得以實(shí)現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)以及由它們組合成的性能各異、平面的、空間的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，培養(yǎng)了學(xué)生機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以測(cè)試原動(dòng)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(cè)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(shí)和實(shí)際動(dòng)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(dòng)力學(xué)等內(nèi)容。通過(guò)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(guò)軸系部件的組裝與測(cè)繪，學(xué)會(huì)對(duì)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(shí)

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是指通過(guò)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(huì)價(jià)值的原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)，這類(lèi)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(lèi)文明進(jìn)步的原動(dòng)力，是國(guó)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(dòng)參數(shù)分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)設(shè)平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合測(cè)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)。可進(jìn)行基本平面機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、拼裝（本實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供13種以上傳動(dòng)方案）及進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)分析，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力。

在JDT-A/I機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)設(shè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可對(duì)機(jī)構(gòu)原動(dòng)件及執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和仿真，利用計(jì)算機(jī)軟件，角位移動(dòng)傳感器，數(shù)據(jù)采集卡，觀(guān)察機(jī)構(gòu)的周期性速度波動(dòng)現(xiàn)象和繪制測(cè)試和仿真曲線(xiàn)；利用飛輪的質(zhì)量變化，觀(guān)察分析速度波動(dòng)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(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算機(jī)軟件對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，凸輪可更換，配備8個(gè)不同運(yùn)動(dòng)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(xiàn)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(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力

針對(duì)學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)方面具備的基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能、感性認(rèn)識(shí)，榕嘌提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們開(kāi)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(tái)。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(lái)，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(qǐng)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(xiě)、結(jié)題答辯，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)每個(gè)學(xué)生的特長(zhǎng)，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，分工合作，開(kāi)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(shuō)不做的通病，團(tuán)結(jié)合作精神得到加強(qiáng)，創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維得到拓展，實(shí)際動(dòng)手能力、工程設(shè)計(jì)能力得到了全面鍛煉。

篇5

一、引言

液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)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(dòng)化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國(guó)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(dòng)化程度的要求不斷提高，對(duì)液壓控制技術(shù)的要求也越來(lái)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(dòng)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(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移及力控制，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)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(dòng)，既以偏差來(lái)減小偏差?！?3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)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(dòng)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(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)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(hào)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(chē)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(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、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(hào)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(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

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

1　液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀(guān)大方。

2　液壓傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。

3　傳遞運(yùn)動(dòng)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(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)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(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)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(dòng)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(mǎn)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(dòng)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(dòng)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(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)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(cè)元件。所選擇的測(cè)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(jí)?？傊?，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)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(cè)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(cuò)。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(dòng)和液力傳動(dòng)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(dòng)化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國(guó)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(dòng)化程度的要求不斷提高，對(duì)液壓控制技術(shù)的要求也越來(lái)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(dòng)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(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移及力控制，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)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(dòng)，既以偏差來(lái)減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)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(dòng)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(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)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(hào)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(chē)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(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、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(hào)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(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

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

1液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀(guān)大方。

2液壓傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。

3傳遞運(yùn)動(dòng)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(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)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(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)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(dòng)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(mǎn)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(dòng)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(dòng)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(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)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(cè)元件。所選擇的測(cè)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(jí)?？傊?，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)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(cè)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(cuò)。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(dòng)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(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)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(dòng)，既以偏差來(lái)減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)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(dòng)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(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)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(hào)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(chē)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(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、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(hào)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(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

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

1液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀(guān)大方。

2液壓傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。

3傳遞運(yùn)動(dòng)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(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)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(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)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(dòng)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(mǎn)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(dòng)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(dòng)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(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)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(cè)元件。所選擇的測(cè)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(jí)。總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)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(cè)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(cuò)。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(dòng)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(píng)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(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，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(dòng)、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(yǔ)

篇8

引言

飛行員進(jìn)行飛行訓(xùn)練，人感系統(tǒng)對(duì)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(huì)到與上天飛行中一樣的操縱“手感”，飛行員的操縱動(dòng)作，駕駛技巧也能得到良好的鍛煉。相反，如果養(yǎng)成錯(cuò)誤的操作習(xí)慣，不但沒(méi)有起到地面培訓(xùn)的效果，反而會(huì)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(dòng)時(shí)的振蕩阻尼。電動(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)的電機(jī)代替了彈簧阻尼系統(tǒng)，由自動(dòng)控制設(shè)備控制電機(jī)的力輸出，通過(guò)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(dòng)飛行是繞著3條軸線(xiàn)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的：橫軸、縱軸和立軸。它可以繞縱軸做橫滾運(yùn)動(dòng)，繞橫軸做俯仰運(yùn)動(dòng)，繞立軸做航向運(yùn)動(dòng)[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(huì)被設(shè)計(jì)成可拆卸的，以便滿(mǎn)足飛行的需要（見(jiàn)圖1）。

電動(dòng)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(dòng)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(cè)量主動(dòng)桿手柄上的飛行員操縱力，位移傳感器測(cè)量當(dāng)前主動(dòng)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(hào)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(guò)減速器給主動(dòng)桿手柄提供相應(yīng)的動(dòng)力或阻力。控制器與主控平臺(tái)之間通過(guò)RS422總線(xiàn)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(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)通過(guò)力傳感器、機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)負(fù)荷系統(tǒng)通過(guò)力傳感器、機(jī)械傳動(dòng)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(guò)鋼索滑輪組或減速器等傳動(dòng)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(chēng)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(dòng)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(lái)測(cè)量負(fù)荷系統(tǒng)實(shí)際輸出的負(fù)載力信號(hào)，與人感計(jì)算機(jī)計(jì)算輸出理論力信號(hào)進(jìn)行比較，用來(lái)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(cè)量飛行員操縱駕駛桿的位移行程，通過(guò)控制器采集來(lái)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(duì)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(hào)。人感計(jì)算機(jī)通過(guò)AD板卡采集位移信號(hào)，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(hào)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(guò)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(hào)傳送給主仿真計(jì)算機(jī)，參與飛行動(dòng)力學(xué)解算。

4結(jié)束語(yǔ)

直升機(jī)電動(dòng)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(lèi)型直升機(jī)的人感特性，對(duì)行員訓(xùn)練，加深飛行員的感知有重要的提升作用。本文對(duì)直升機(jī)電動(dòng)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?jī)?nèi)容對(duì)于今后的工程化研制有著指導(dǎo)作用，通過(guò)對(duì)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(dòng)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(huì)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(lái)，他鎖定新型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、齒輪嚙合理論等方面進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)，其創(chuàng)新成果應(yīng)用前景廣闊，深受學(xué)界好評(píng)。

二包環(huán)面蝸桿傳動(dòng)具備一系列優(yōu)良特性，但是對(duì)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(dòng)，由于蝸桿邊齒變尖與根切的限制，使其無(wú)法應(yīng)用于蝸桿多頭數(shù)或小傳動(dòng)比的場(chǎng)合。趙亞平據(jù)此提出了雙圓環(huán)面二包傳動(dòng)這種新型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)裝置，克服了上述不足。他提出的兩點(diǎn)下山割線(xiàn)法（DPDS方法）是研究線(xiàn)共軛曲面嚙合特性的有力數(shù)學(xué)工具。在研究過(guò)程中，他不但注重考察誘導(dǎo)主曲率和滑動(dòng)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(zhǎng)度及瞬時(shí)接觸線(xiàn)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(dòng)作為一種新型機(jī)械傳動(dòng)裝置，已經(jīng)獲得多項(xiàng)專(zhuān)利授權(quán)。

業(yè)內(nèi)人士都知道，標(biāo)準(zhǔn)二包傳動(dòng)，蝸輪齒面中部存在二次接觸區(qū)，瞬時(shí)接觸線(xiàn)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)。可以通過(guò)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(dòng)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(zhǎng)度變短的機(jī)理。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國(guó)際期刊Science China Technological Sciences，審稿意見(jiàn)認(rèn)為：“論文主要內(nèi)容是對(duì)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(dòng)齒面嚙合情況進(jìn)行分析。為此主要工作是建立傳動(dòng)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(duì)于該種傳動(dòng)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(dòng)屬尚未充分研究和開(kāi)發(fā)的環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，開(kāi)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(dòng)的情況?！毕嚓P(guān)論文獲得過(guò)湖北省、及湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)的優(yōu)秀論文獎(jiǎng)勵(lì)。目前，該研究已獲得角修正雙圓環(huán)面二包傳動(dòng)及其制造方法的發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)。

除此之外，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)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(dòng)雖然嚙合性能優(yōu)良，但制造工藝比較復(fù)雜的問(wèn)題，趙亞平提出了高度修形、中心距修形及傳動(dòng)比修形等一系列制造工藝簡(jiǎn)單且修形效果優(yōu)秀的修形方案，使得環(huán)面蝸桿副雙線(xiàn)接觸的機(jī)理有了清晰明確的解釋。同時(shí)，他還對(duì)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)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(kāi)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(duì)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(huì)議上宣讀，并發(fā)表于國(guó)際期刊TribologyTransactions。

致力于解決生產(chǎn)實(shí)際中的問(wèn)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(huì)發(fā)展。為此，他多方探索，并取得了一系列成果。

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于能夠?qū)崿F(xiàn)多齒雙線(xiàn)接觸，各類(lèi)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)對(duì)各種誤差變形都比較敏感。這是限制環(huán)面蝸桿傳動(dòng)應(yīng)用推廣的主要問(wèn)題，也是環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的主要不足之處。而解決這個(gè)問(wèn)題辦法之一，是通過(guò)失配修形，使得蝸輪副變瞬時(shí)線(xiàn)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(xiàn)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(dòng)和準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)。但是對(duì)于環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，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(méi)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(xiàn)法（TSDS方法），用于計(jì)算失配環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的瞬時(shí)接觸點(diǎn)。該法無(wú)需計(jì)算包含偏導(dǎo)數(shù)的Jacobi矩陣，對(duì)迭代初值的敏感性低，還能克服迭代過(guò)程中的奇異性，適宜用來(lái)求解復(fù)雜的非線(xiàn)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(duì)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(zhǎng)，具備可觀(guān)的承載能力；由具體算例計(jì)算出蝸輪轉(zhuǎn)角誤差曲線(xiàn)，表明了它具有近似拋物線(xiàn)形狀，說(shuō)明所提出的失配方式，具有一定的減輕振動(dòng)、吸收沖擊的效果。有關(guān)結(jié)果發(fā)表于國(guó)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(dòng)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(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、夾緊、松開(kāi)、變速和換刀等各種動(dòng)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(jiǎn)單一一對(duì)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(dòng)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(dòng)的移動(dòng)部件在低速運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)移動(dòng)部件開(kāi)始不能啟動(dòng)，啟動(dòng)后又突然作加速運(yùn)動(dòng)，而后又停頓，繼而又作加速運(yùn)動(dòng)，如此周而復(fù)始，這種移動(dòng)部件忽停忽跳，忽快忽慢的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，稱(chēng)為爬行；而當(dāng)其高速運(yùn)行時(shí)，移動(dòng)部件又出現(xiàn)明顯的振動(dòng)。這一故障現(xiàn)象就是典型的進(jìn)給系統(tǒng)的爬行與振動(dòng)故障。

造成這類(lèi)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(wèn)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(huì)產(chǎn)生爬行故障。

一、分析機(jī)械部分原因與對(duì)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(dòng)部分的特性，高速時(shí)的振動(dòng)又通常與進(jìn)給傳動(dòng)鏈中運(yùn)動(dòng)副的預(yù)緊力有關(guān)，由此數(shù)控機(jī)床的爬行與振動(dòng)故障可能會(huì)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?dòng)部件所受的摩擦阻力主要是來(lái)自導(dǎo)軌副，如果導(dǎo)軌副的動(dòng)、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(dòng)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(huì)造成爬行或振動(dòng)。對(duì)于靜壓導(dǎo)軌副應(yīng)著重檢查靜壓是否到位，對(duì)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(dòng)，對(duì)于滾動(dòng)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(wèn)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(dòng)鏈。因?yàn)樵谶M(jìn)給系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)裝置到移動(dòng)部件之間必定要經(jīng)過(guò)由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動(dòng)副所組成的傳動(dòng)鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會(huì)使工作臺(tái)在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)爬行。通過(guò)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(dòng)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(dòng)鏈的扭轉(zhuǎn)和拉壓剛度（即提高其傳動(dòng)剛度），對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)精度，消除爬行非常有益；另外傳動(dòng)鏈太長(zhǎng)，傳動(dòng)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(duì)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(dòng)問(wèn)題屬于速度問(wèn)題，與進(jìn)給速度密切相關(guān)，所以也就離不開(kāi)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(hào)，二是反饋信號(hào)，三是速度調(diào)節(jié)器自身故障。根據(jù)故障特點(diǎn)（如振動(dòng)周期與進(jìn)給速度是否成比例變化）檢查電動(dòng)機(jī)或測(cè)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(wú)錯(cuò)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(wú)偏差以及速度控制單元的線(xiàn)路是否良好，應(yīng)對(duì)這些環(huán)節(jié)逐項(xiàng)檢查、分類(lèi)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(guò)載爬行。經(jīng)過(guò)仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)故障引起過(guò)載，更換電動(dòng)機(jī)過(guò)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(dòng)鏈沒(méi)問(wèn)題，又查進(jìn)給伺服系統(tǒng)確認(rèn)無(wú)故障，隨后對(duì)加工程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)工件曲線(xiàn)的加工，采用細(xì)微分段圓弧逼近來(lái)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(duì)這種情況，要進(jìn)行多方面的檢測(cè)，運(yùn)用機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識(shí)，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(shí)密集的設(shè)備，故障現(xiàn)象是多樣的，其表現(xiàn)形式也沒(méi)有簡(jiǎn)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(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械理論與實(shí)踐技術(shù)、液壓與氣動(dòng)等較全面的綜合技術(shù)知識(shí)，還要求具有綜合分析和解決問(wèn)題的能力。