机械传动论文范文

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第1篇

链传动这部分的教学目标应该是：学生掌握链传动的优缺点、应用范围、常见类型、套筒滚子链和套筒链的结构构成；掌握链传动速度不均匀性产生的原因、传动比计算方法、动载荷产生的原因；掌握链传动工作拉力、离心拉力、垂度拉力及轴上载荷的计算方法；掌握链传动主要参数的确定方法、参数大小对性能的影响过程；掌握链传动的设计过程和步骤；弄清链轮的结构特点、链传动的空间布置方法、方法、张紧方法；了解齿形链的设计方法。根据上述教学目标，笔者构建了链传动设计部分的教学逻辑：1．讲解链传动的优缺点。应明确链传动的优缺点是通过与皮带传动和齿轮传动相比较而得出的，链传动是典型的介于皮带传动和齿轮传动之间的一种传动形式；2．讲解链传动的结构构成特点。链的类型有三种，即传动链、起重链、曳引链三种。最常用的是传动链，传动链主要用来传递动力，传动链又可分为套筒链、套筒滚子链（简称滚子链）、齿形链和成型链。滚子链是最为常用的一种传动链，讲解其结构时要结合结构示意图进行讲解，并说明每一部分的功能；3．讲解链轮的结构。这里要分成滚子链链轮和齿形链链轮两种链轮来讲解。要结合链轮的结构图，说明滚子链轮的齿形为什么是“三圆弧一直线”结构，齿形链链轮为什么要做成直边的齿形，说清楚链轮的几个主要结构参数，以及如何计算这些几何参数，说清楚链和链轮的常用材料是什么；4．讲解链传动的运动特性。这部分要通过示意图和公式推导，证明链传动时为何会产生速度的变化、为何会产生加速度、为何会产生冲击载荷，以及这些参数的计算表达，进而揭示链传动规律性变化的运动特性本质；5．讲解链传动的受力分析。受力分析要结合前面的运动分析及前面的皮带传动的有关公式推导过程进行讲解，结合示意图，说清楚工作拉力、离心拉力、垂度拉力的产生原因及公式计算方法；6．讲解传动链的传动失效形式。这部分要结合链传动的过程中，各元件的运动方式、受力分析进行讲解，指出影响每一种失效形式的因素有哪些及如何影响；7．讲解功率曲线及链传动选型方法。这部分要结合链传动的失效形式进行讲解，说明功率曲线的由来，如何根据功率曲线进行实际选型，以及如何进行链传动的静强度计算；8．讲解链传动设计步骤。设计步骤其实就是最为重要的设计思想，是实际设计过程需要遵守的设计流程。这部分的讲解可以结合一个设计题目进行讲解，通过设计过程，让学生弄懂链传动的设计步骤。这部分的教学还要告诉学生如何选择诸如链轮齿数、传动比、链节距、中心距、链节数等参数，说明这些参数的数值过大或过小会产生什么样的性能影响；9．讲解链传动的布置和张紧。这部分要说明为什么链传动与带传动的布置方法会有所区别，讲清楚链传动的张紧意义与皮带传动的区别，讲解张紧方法及注意事项。按照上述的教学逻辑，教师将可以实现知识点上的教学连续性和相互关联性，便于实施层层递进的教学过程，方便学生的学习和掌握。

二、链传动设计部分几个重点内容的教学方法

链传动的教学内容虽然很多，但关键是要抓住最为关键的几部分，其他部分难度不大，可望迎刃而解。链传动这部分的教学难点和重点包括：链传动的运动特性、链传动的受力及失效形式、链传动的结构与参数选择。为了提高上述几个难点部分的教学效果，笔者采用了以下的教学方法。

（一）结合示意图和公式推导深入分析链传动的运动特性讲解过程中先结合链传动的动画，让学生看清楚，链传动是如何工作的。在此基础上，结合图2进行讲解。从图2可以看出，当链绕在链轮上时，这一段链条将曲折成正多边形的一部分。因此链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带传动很相似，边长相当于链节距p，边数相当于链轮齿数z。轮子每转一周，带子转过的长度应为np，当两链轮转速分别为n2和n3时，存在关系式。

（二）结合公式推导讲解链传动的受力及失效形式讲解链传动的受力分析时，应结合皮带传动的受力分析讲解。首先要说明链传动与皮带传动的不同在于，链传动是一种啮合传动，它不是靠摩擦力实现动力传递的。因此，它的工作拉力可以直接应用功率P（kW）和链速ν（m／s）进行计算。计算公式为。和皮带传动一样，链传动也存在离心拉力，计算方法与皮带传动的离心拉力完全一样，离心拉力Fc的大小取决于每米链长的质量q和链速ν，可以用下面的方程进行计算。和皮带传动不同的是，链传动由于不需要很大的张紧力，所以松边一般会有比较大的垂度，加之链的质量较大，会产生垂度拉力Ff。这一定要结合图3进行讲解。可以看出，这个力学模型是一个高度简化的处理方法，将铰接的链节看作一个刚体，从中间对称断开，而将链与链轮啮合处看作是自由铰接点，采用力矩平衡的方法建立力学平衡关系，并推导出垂度拉力的计算公式。该力学平衡关系。

（三）深入分析链传动的参数选择及确定方法这部分的讲解要结合链传动的设计步骤进行。一般来说，设计滚子链时的原始数据为：传动的功率、小链轮和大链轮的转速（或传动比）、原动机种类、载荷性质及传动用途等。设计步骤可以归纳为：选择链轮齿数z1、z2，确定传动比i，确定链传动的型号，确定链节距，确定中心距和链长，链速和链轮的极限转速，计算链传动作用在轴上的力FQ等7个环节。这些环节说到底就是确定有关参数。在讲解选择大小链轮齿数时，关键是小链轮齿数的选择，大链轮齿数根据传动比自然就同时产生了。要说清楚小链轮齿数对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响，链轮齿数不宜过多或过少。过少时：1．增加传动的不均匀性和动载荷；2．增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；3．增加铰链承压面间的压强（因齿数少时，链轮直径小，链的工作拉力将增加），从而加速铰链磨损等；4．增加链传动的圆周力，从而加速了链条和链轮的损坏。可以看出，若Δp不变（磨损量一定），则链轮齿数愈多，分度圆直径的增量Δd就愈大，所以链节愈向外移，链从链轮上脱落下来的可能性也就愈大，链的使用期限也就愈短。因此，链轮最多齿数限制。在讲解传动比的确定方法时，说明链传动的传动比一般i≤8，推荐i＝2～3．5，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到10（个别情况可到15）。要说清楚传动比过大和过小会产生什么样的问题。比如传动比过大，则链包在小链轮上的包角过小，啮合的齿数太少，这将加速轮齿的磨损，容易出现跳齿，破坏正常啮合，但传动比过小则会使得传动的变速效果降低。设计时如何最终确定合适的传动比，一定要综合考虑。链传动的型号确定很简单，就是根据额定功率和小链轮的转速－功率曲线即可确定。但在确定过程中，教师一定要告诉学生，确定的型号并不是唯一的，可以根据自己面对的实际设计要求进行一定的调整。比如说，如果动载荷不是一个关键的问题，希望链传动的链条数少一些，可以选择上一级大型号的链传动；如果希望链的动载荷小一些，可以选择低一级的链传动型号。当然，这时可能需要采用多排链传动。从而让学生掌握如何灵活地在应用中选择链传动型号。链节距是链传动十分重要的参数。在讲解过程中，教师要告诉学生，链节距越大，链和链轮齿各部分尺寸也愈大，链的拉曳能力也越大，但传动的速度不均匀性、动载荷、噪声等都将增加，并讲清楚为什么会有上述因果关系。要告诉学生，在设计时，在承载能力足够条件下，应选取较小节距的单排链，高速重载时，可选用小节距的多排链。一般，载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距多排链；速度不太高、中心距大、传动比小时选大节距单排链。中心距的选择同样也是一个权衡的过程，因为当链速不变，中心距小、链节数少的传动，在单位时间内同一链节的屈伸次数势必增多，因此会加速链的磨损。中心距大、链较长，则弹性较好，抗震能力较高，又因磨损较慢，所以链的使用寿命较长。但中心距如果太大，又会发生松边上下颤动的现象，使传动运行不平稳。因此，实际设计时，推荐的最适宜的中心距a＝（30～50）p。但要告诉学生，这样的确定方法只是一种近似的方法，关键是实际工作中要不断摸索。比如可以采用类比法、实验法等以经验为驱动的方法，通过实践逐渐掌握最佳的中心距确定方法。链速的确定要结合前面关于链传动的动载荷现象进行讲解，因为链速的提高受到动载荷的限制，所以一般最好不超过12m／s。如果链和链轮的制造质量很高，链节距较小，链轮齿数较多，安装精度很高，以及采用合金钢制造的链，则链速也允许超过20m／s～30m／s。每一种型号的链都存在一个最佳转速和极限转速，可以通过有关手册查到，告诉学生尽可能在最佳速度下设计，但不是绝对的。链轮轴上的受力FQ计算只要应用公式就可以算出来。但要告诉学生，为了减少链传动过程中链轮轴上的力，应该尽量减少链的松边垂度，并介绍减少垂度的有关方法。在上述有关设计步骤和参数确定方法讲完后，教师要结合一个链传动的设计例题进行强化，让学生真正掌握设计过程及每一步应该解决的问题。

三、结束语

第2篇

从客观现实来看，我国矿山机械事故的发生概率大，最根本的原因在于对齿轮机械的故障分析水平低。从另一方面来看，由于井下工程建设生产的环境十分恶劣，对工程生产会产生直接的影响，与此同时在生产的建设过程中，对人的身体也会产生直接伤害。在井下的生产中，机械的使用通常是在白天进行的，而工人也是以三班倒形式进行轮流工作，这些客观因素都会直接导致机械更容易出现故障，如果不能做到及时的维护，那么对日常工作将产生极其恶劣的影响。

1传动齿轮失效的成因分析

现代井下运输基本上都依靠齿轮运输作为主要的运输基础支持。而齿轮的常见性问题成因则主要分为以下几点。

1）磨损。井下煤矿运输，主要由于地质条件的影响，其工作量十分大，这样就导致齿轮经常处于高负荷状态下工作。而这些都会加重工作的负担，导致在生产中产生较大影响。而齿轮磨损，则成为了最主要的损伤形式之一。在进行基层生产的过程中，通过层面的生产使用方法，也会加重齿轮的使用寿命。而在运输中，过长的皮带运输机制，也大大加重了工作负担。因此在井下运输中，齿轮的消耗是十分快的，而在建设过程中，齿轮的磨损，也会直接影响到生产的可持续性。

2）表面金属疲劳。金属疲劳顾名思义是齿轮表面或内部出现的一种材料损伤情况，对于持续性的高效率生产，齿轮的金属内部构造会产生一定的拉伤，主要成因就是因为在生产的过程中，生产力超过了齿轮的额定荷载上线，从而导致内部出现裂纹，而生产过程中，这些裂纹就会导致齿轮的断裂，严重损害了井下生产传动系统的安全性。

3）塑性流动。塑性变形会导致严重的飞边现象产生，对周边的生产等也会产生影响。由于齿面失去了部分的作用效果，在使用中就会导致出现人字形的鱼尾状皱纹，并导致整体结构的滑动。

4）断裂问题。断裂意味齿轮都将失去使用作用。在生产中，齿轮发生断裂的原因有很多，断裂导致的问题则影响严重。其中最主要的断裂原因分别为疲劳损伤断裂、负荷断裂、磨损断裂以及淬炼断裂等。出现以上问题的主要因素在于，制造加工的过程中没有严格按照相关质量标准进行浇筑制造。导致在生产后，齿轮中出现较大的缺陷，在使用中引起了一系列的严重影响。其次在安装的使用过程中，没有选择较大的使用标准，导致在生产的过程中，齿轮长时间处于超高负荷的生产之中。

2提高矿用机械齿轮使用时间的主要措施

针对矿山机械的日常使用中，由于极易出现磨损问题，在日常的使用中，需要从以下几点进行注意，并在使用中进行及时维护，才能够确保安全生产。

1）应用短圆柱型的滚子，辅助齿轮进行传动运输，保证在齿轮的日常运行中，能够安全有效地进行生产，而在这一类的生产中，需要通过对技术上的科研改进，进而确保整体生产的有效性。在生产过程中，煤矿的机械齿轮其转动控制作用，对于缓解机械生产中的消耗，都有较高的减缓作用，这样对煤矿的日常生产都能够有效降低其生产的成本。在生产的过程中，通过对煤矿机械齿轮的有效控制，能够在现代技术的带动下，为工作提供有效的生产形势。

2）利用短圆柱滚子的结构特点，在使用转轮进行外圈固定的过程中，不仅能够有效增强滚柱的结构稳定性，同时也能够更好地促进柱子的良好性，而采取轮齿的钻孔排距，在运输的过程中，由于阻力的调控，也能够在一定的运输量上降低功率的损耗。这样不仅减少了对工程施工的施工要求，在电损耗上，也有效地减少了对齿轮的消耗。在减少齿轮损耗的过程中，采取有效的系统运输装置，能够在延续煤矿机械的运转中，提供更为有效的电能损耗减免效益，其减少的频率与安装调试过程中的使用情况呈现一定的正比例关系。在使用的过程中，从煤矿机械的齿轮油能否保证滚子顺畅性进行分析，内圈和轴距之间，其圆柱式滚子，能够更好地保证施工的质量标准。

3）煤矿运输机械的齿轮中短圆柱滚子的数量。在对煤矿机械的短圆柱滚子型号的确定过程中，针对运输的特点进行型号确定，其选择需要遵循以下几点。首先，煤矿机械的齿轮从短圆柱滚子的数量进行确定，归纳其中可能出现的诸多失误，并以此来完成整体机械的模型设计。在设计的过程中，分析煤矿机械的齿轮短圆柱滚子数量，以对其中的典型性进行确定。矿山机械的功率通常较高，所以在进行工作的运行过程中，其负荷也比较大，所以在进行型号的选择上，一般需要控制在k＝10的基础以上，其中k＝10是满足基本使用定律的根本。为保证在生产张轴承的承重效应符合工作需求，需要对不符合的零部件进行取缔。

4）针对机械齿轮的处理。不论在何种环境下使用大型机械，对齿轮的都是保证机械正常运行的根本所在。而针对煤矿井下操作环境中的恶劣性，对齿轮的更为重要，在进行齿轮的过程中，从齿轮和轴承的抗震性、抗冲击性、精准性等多个方面进行考虑后，方可进行精密，保证轴承的承受力，在日常的操作范围之内。井下作业过程中，由于大量的粉尘、潮湿空气，对金属元器件的损伤要远远高于地面。与此同时，地下的电离平衡与地面不同，这都会直接影响到工作面的生产作业，而在生产作业的过程中，恶劣的环境也会加重这一生产的机械部件。所以及时有效的工作，对机械零部件的使用寿命，以及井下生产都有不错的促进作用。大型矿井下，对机械工作量大的设备，应当保持其齿构件在生产工作中的结构稳定性，这样才能够确保生产工作的有序进行。

3结语

第3篇

关键词：煤矿机械；传动齿轮；失效；有效措施

在煤矿产业中，传动齿轮应用非常广泛，是煤矿机械的一个重要组成部分，但是煤矿的运输重量一般都很大，在施工过程中，很容易导致超重现象，长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题，导致机器瘫痪，影响煤矿的施工作业，降低生产效率，甚至造成安全隐患。

1传动齿轮的工作环境及工作特点

煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的，传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业，井下的环境比较复杂恶劣，所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况，因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业，要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能，矿井一般空间不是很大，所以传动齿轮还要满足体积小，抗冲击能力强等特点，传动要求高效率，尽量减少过程中能量的损失。

2传动齿轮失效的表现形式

2.1传动齿轮磨损失效

磨损的程度分为很多种，一般分为：正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响，比如正常的磨损，这是齿轮传动过程中必然存在的，在齿轮的使用寿命中，不会造成齿轮失效，这个磨损是经过时间慢慢磨损的，不影响齿轮的正常转动；对于中度磨损，这个要比正常的磨损速度快一点，在齿轮传动工作的过程中，可能会发出噪音，由于磨损的程度比较大，损失机械能，会降低齿轮工作的效率；破坏性磨损，这个磨损的程度就很大了，齿轮表面会形成严重的损伤，严重影响传动齿轮工作的效率，破坏了齿轮的结构，大大缩短齿轮的使用寿命；磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒，增大了齿轮间的摩擦系数，摩擦力增大，加速了齿轮的磨损，可能会出现齿轮停止转动的现象；腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应，发生了齿轮表面的腐蚀，严重影响齿轮的工作效率。

2.2传动齿轮疲劳失效

在加工过程中，齿轮的表面肯定存在初始裂纹，加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下，造成材料的疲劳，当作用的应力超出了材料的疲劳极限时，裂纹就会延伸扩张，加速齿轮的损坏，出现齿轮失效。

2.3传动齿轮胶合失效

齿轮的转动需要油的帮助，在强重力作用下，齿轮间的油不能及时的补充，造成两个齿轮接触面的油膜挤破，两个金属齿轮直接接触在一起，在高速运转的情况下，温度上升，可能造成齿轮的胶合，出现失效。

2.4传动齿轮断裂失效

齿轮的断裂意味着彻底不能工作，断裂分为疲劳断裂，高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下，出现裂痕，当应力超出了齿轮的疲劳极限时，裂痕继续扩张，导致断裂；高负荷断裂是指在高强度的作业状态下，负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂，或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀，导致断裂等；淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力，产生裂纹，外界的压应力与弯曲应力的作用下，产生疲劳，当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸，导致淬性断裂，这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深，这是氧化的结果。

3传动齿轮出现失效的具体原因

设计阶段：由于齿轮工作环境的特殊性，决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性，在设计阶段，可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性，按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮，造成传动齿轮不能满足矿井下高强度，环境复杂的要求，达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求，这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。齿轮的制造加工阶段：即使齿轮的设计没有问题，若在制造加工方面不合格，齿轮一样会失效，如果质量把控不严格，锻造时化学成分超标或者化学成分有残留，降低了齿轮的性能，不能满足工作的需要。例如：在加工过程中C的含量超标，就会增加齿轮的脆性，容易发生断裂，造成失效。齿轮的安装使用阶段：不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效，安装的位置出现偏差，影响整个传动齿轮的安全，同时，传动齿轮的工作需要油的不断补充，一旦缺少油就会增大摩擦力，降低齿轮工作的效率，增加磨损，导致传动齿轮的失效。

4避免传动齿轮失效的有效措施

根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因，制定防止传动齿轮失效的有效措施，避免失效问题的出现。

4.1齿轮设计阶段控制

设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察，只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要，才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性，优化齿轮的设计方案，满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求，进行精确的计算，在符合国家标准的前提下，选择适合煤矿特殊工作的材料，尤其是钢材的选用尤为重要，这直接影响着齿轮的强度，最好经过研究确定选材，确定油等，以免后期工作出现漏洞。

4.2齿轮工艺制造阶段控制

选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量，要严格控制齿轮制造过程中的质量，改善制造工艺，提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长，这个粗糙度应该根据实验来确定，合理的控制粗糙度，将齿轮的性能提升到最佳状态。

4.3齿轮安装阶段控制

齿轮的安装看起来很简单，其实有比较高的要求，对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的，而且这个标准还很严格，稍微有一点偏差就会影响整体的性能，所以，在安装阶段应该有专业人士来进行指导，运用专业的工具辅助安装，最大限度的减少齿轮间的摩擦，降低损耗，提高工作效率，延长使用寿命。

4.4齿轮使用及维护阶段控制

在传动齿轮的使用过程中，应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量，油也要及时补充，保证传动齿轮是在油的辅助下工作，此外，油不能掺入杂质，保持纯净，杂质进入齿轮间会增大摩擦系数，影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养，并检查传动齿轮，及时发现问题并处理问题，对于可能发生的问题做到及早预防，防患于未然，防止出现传动齿轮的失效问题。

5结束语

煤矿产业是我国比较重要的一部分，煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率，影响着经济的发展，传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用，保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提，传动齿轮失效是齿轮常见的问题，我们必须对其进行研究，找到避免失效的有效措施，每个阶段严格把关，将失效概率降到最低，提高生产效率。

参考文献

[1]张玉玉.分析煤矿机械传动齿轮失效形式[J].黑龙江科技信息，2015，23：80.

[2]刘颖.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].煤炭技术，2013，1：38-39.

[3]蔚海文.煤矿机械传动齿轮失效形式及对措[J].山西焦煤科技，2011，4：50-53.

第4篇

关键词 机械设计基础 实验教学 创新能力

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2017.05.067

“机械设计基础”是机械专业学生的主要技术基础课程之一，是培养学生分析、解决工程实际问题和创新能力的主干课程，是连接基础理论知识和实践的桥梁。机械基础实验教学不仅是培养学生理论与实践相结合、解决分析问题的能力，同时它也是启迪学生创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段。因其自身的基础性和平台作用，可以方便地指导学生进行发散思维训练和创新设计工作。而机械设计基础实验教学正是培养学生创新能力的一个重要环节。

1实验教学的重要作用

实验教学是使学生在特定的环境下通过学生的主观努力完成的教学过程，它在培养学生综合能力方面具有特定的优势，它的直观性、实践性、综合性是理论教学不可替代的。学生通过实践教学培养出来的综合能力包括动手能力、观察分析能力和勇于探索的创新精神。在实验的过程中，学生不仅可以学会选择、正确使用各种仪器，而且可以验证所学的基本理论，培养实事求是的科学态度。同时，实验教学是学生巩固理论知识、掌握实验技能、培养创新思维的重要环节，从某种意义上讲，对启发学生的想象思维和创新意识起着点石成金的作用。

机械设计基础课程是学生进行机械综合设计的基础课程，同时也是工程意识训练的主要课程。机械设计基础实验教学是一个必不可少的实践环节，它对实现理论课程教学目标起着特别关键的作用。

加强实践教学环节是高等工科院校课程教学改革的一个特别重要的方向。改革以往高校课程教学中重视理论知识，轻视实践环节、忽略实际应用的状况；完成全新的实验教学体系的构建；满足社会对创新型人材培养的要求。为此目的，我们紧紧围绕机械设计基础课程教学内容与体系，对机械设计基础实验教学的方法进行了改革探索，完善了实验教学体系、改革了实验教学手段和方法。

2重视基础性实验，培养学生的基本技能

基础性实验大多属于演示性和验证性实验，如机械认知实验、齿轮范成实验、带传动实验等，但这些实验对促进学生理解课程内容基本原理，掌握基本技能，消化吸收基本概念，巩固基础知识，培养科学思维的能力和严谨的工作作风起着直接的作用，是由感性认识进一步发展成理性认识的过程。因此，如何最大限度发挥基础性实验在教学中的作用，是广大教师应该深思的问题。我院结合机械原理及机械设计实验室目前的具体情况，在实验教学方法、实验要求和方式上的进行完善和改造，使其发挥更好的作用。

如在机械认知实验中，我们针对机械原理部分、机械设计部分分别配备了实验演示柜、实物展示柜和机械系统展示厅，组成了机械认知的实验教学体系，并有机地与工程训练中心、机电一体化实验室等相关专业实验室相结合，充分做到可看、可记、可操作。在整个机械认知实验中，教师除了做认真的讲解外，允许学生随时提问，鼓励学生动手操作，引导学生开展讨论，充分调动学生学习的积极性，激发学生对机械认知的兴趣，培养学生掌握实验操作技能，这样的教学模式深受学生欢迎。

又如在机构运动简图测L实验中，实验室提供大量的机构模型，让学生亲手测量机构尺寸，并按一定的比例关系绘制出合理的运动简图，增强学生对理论教学内容的理解，然后再对一台真实的内燃机进行实际机构的测绘，实验的难度逐步加大，锻炼学生实际动手能力、发现问题、解决实际问题的能力。这些实验为实验教学有力开展打下了坚实的基础，为实验教学顺利有序的进行提供了基本保障。

3更新实验教学内容，培养学生的综合能力

提高实验教学质量，培养学生的综合能力，必须对实验教学内容、手段、方法进行更新，改变实验教学环境，提高实验教师水平。为了培养学生的综合能力，必须改善现有的教学条件，为此，我们购置一些新的实验设备，编写实验大纲、实验指导书，开展应用性较强的设计性、综合性实验研究。

在JCY机械传动性能综合性实验台上开设机械传动性能综合性实验。该实验可对齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动等机械传动或上述组合的传动系统进行综合性能测试。实验突出了设计性、综合性的特点。通过该项实验学生掌握合理布置机械传动的基本要求，机械传动方案设计的一般方法，并利用机械传动综合实验台对机械传动系统组成方案的性能进行测试，分析组成方案的特点，设计满足条件的机械传动系统，完成传动系统运动参数和组成方案设计。掌握机械传动系统性能测试的基本原理和方法，测试常用机械传动装置在传递运动与动力过程中速度曲线、传动比曲线、效率曲线等各种参数曲线。按照组成方案搭接机械传动性能测试系统并进行测试，完成组成方案的机械性能分析，树立用实验手段来分析机械设计方案的思想，加深对常见机械传动性能的认识和理解，培养了学生的综合能力。

在3DMC实验台开展机构组合与创新实验。学生通过机械原理、机械设计学习中所萌发的创造性思维可以从本实验台上得以实现。该实验台可拼装连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动以及由它们组合成的性能各异、平面的、空间的机械传动系统，培养了学生机械传动方案的设计能力。实验台可以测试原动件和执行构件以及中间任意构件的位移、速度、加速度等参数，学生将测试的参数与设计结果及理论分析结果进行比较，增强了学生的创新意识和实际动手能力。

轴系结构设计与分析实验。轴系结构是机械系统的重要组成部分，涵盖了轴承、联轴器、键联接及螺纹联接，转子动力学等内容。通过该项实验，学生们掌握了轴及轴上零件的结构、功用、工艺要求和装配关系；熟悉轴的结构设计和轴承部件组合设计的基本要求，掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；通过轴系部件的组装与测绘，学会对现有机械部件进行结构分析，培养结构设计能力。

4引入创新性实验，培养学生的创新意识

创新性实验是指通过实验获得的新的发现与发明，获得新的技术和方法，具有一定社会价值的原创性实验，这类实验应在分析、综合性实验基础上，探索奥秘，获取新数据、新理论和新方法。创新是人类文明进步的原动力，是国民经济发展的基础。实验教学是培养学生实践能力及创新能力的重要方法之一。

在JPCC-II平面机构创新组合及运动参数分析实验台开设平面机构创新组合测试分析实验。该实验是为本科生和研究生而设计的有关平面机构创新设计的综合性、设计性、研究创新性实验。可进行基本平面机构的设计、拼装（本实验台提供13种以上传动方案）及进行运动、动力学分析，培养学生创新意识和工程实践能力。

在JDT-A/I机构系统动力学调速实验台开设机构系统动力学调速实验。该实验可对机构原动件及执行构件的动态参数进行测试和仿真，利用计算机软件，角位移动传感器，数据采集卡，观察机构的周期性速度波动现象和绘制测试和仿真曲线；利用飞轮的质量变化，观察分析速度波动变化情况；学生利用计算机程序进行设计，独立自主完成实验。

开设计算机凸轮机构仿真设计测试综合实验。该实验通过计算机软件对机构的动态参数进行测试，计算机软件对机构的运转进行动态仿真，凸轮可更换，配备8个不同运动规律的平面凸轮和一种圆柱凸轮，还配备凸轮制图软件，可自行在线切割机上加工任意规律的凸轮实验。计算机软件具有多媒体教学功能，学生可自主地进行实验，培养学生的独立工作能力。

5开放实验室，发挥学生的创新能力

针对学生在机械设计方面具备的基础知识、实验技能、感性认识，榕嘌提高学生的创新能力，我们开放机械创新实验室，为学生提供工程实验、工程设计平台。让学生走进实验室，组建创新团队，发挥学生主体作用，激发学生学习的积极性，把理论与实践结合起来，提高学生的创造性综合素质，培养学生团结合作精神。

学生创新团队从课题选题、资料收集、申请立项、实验方案设计、数据分析到报告编写、结题答辩，充分发挥团队每个学生的特长，运用所学的知识，分工合作，开展课题研究，将理论与实践相结合。同学们克服了眼高手低、只说不做的通病，团结合作精神得到加强，创新意识、创新思维得到拓展，实际动手能力、工程设计能力得到了全面锻炼。

学生在开放的实验室里，在老师的指导下完成了多项大学生创新项目，发表了科技论文，有的项目还申请了国家专利。通过参加创新项目，不但提高了学生的动手能力，而且对已学过的理论知识也起到了融会贯通的作用。在这个开放式教学平台上学生的想象力得到充分发挥，创新意识明显加强。同时实验室资源得到了充分利用。

第5篇

论文关键词数控液压伺服系统数控改造

论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言

液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述，液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中，控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件，常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

三、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：

1液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12％～13％。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1／10，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。3传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。

四、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时，应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，做到先易后难、先局部后整体，有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等，例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。

第6篇

关键词：开放式炼胶机，齿轮，修复

 

1 　概述

齿轮是机械传动的一个关键部件。科技论文。受材质、加工精度、热处理工艺、几何精度、状态及负荷、转速、环境等诸多因素的影响,齿轮会发生各种各样的损伤,如断齿、点蚀剥落、胶合或磨损,造成齿轮失效,至使齿轮的寿命差别很大,长则十几年,短则数十天。

在橡胶等行业常用的橡胶机械设备上,因受空间、重量等限制, 常采用制造简单、更换方便的开式齿轮传动。特别是开放式炼胶机的驱动齿轮由于负荷大, 受冲击严重, 转速低,不良, 而且工作环境恶劣，粉尘污染严重,齿面常发生剧烈磨损。其小齿轮长则使用十几个月,短则使用5 个月,其齿厚磨损量就已达到报废标准, 大齿轮寿命也只有2～3 年左右。频繁更换齿轮,不仅耗费了大量的人力、物力、财力,同时也常因检修而影响生产, 更重要的是因齿轮寿命不稳定,现场必须时时关注设备的安全运行问题,现场人员思想压力较大。科技论文。

2原用齿轮的磨损失效分析

由于开放式炼胶机作业区的空气中漂浮有大量粉尘, 这些微粒多为碳黑、钙、硅等元素的化合物,其中有些颗粒硬度超过齿轮齿面硬度,当这些颗粒落到齿面上, 则被油脂粘附在上面不易滑落,随着轮齿的相互啮合, 受强大压力作用, 较硬的粉尘颗粒被嵌入齿面;因为齿轮齿面间是滚滑混合运动,粉尘颗粒被挤搓前进,就会在齿面上划出一条条鳞刺状划痕;继续受压应力作用, 一个个鳞刺疲劳脱落, 就形成磨损颗粒。科技论文。随着磨粒越来越多, 齿面磨损会越来

越快,严重时会一层层剥下,或一条条撕脱。

3 开放式炼胶机驱动齿轮的修复方法

开放式炼胶机在橡胶混炼工艺中，因其负载高，操作环境差，因而造成驱动齿轮的主要失效形式是，齿轮齿面磨损。

以某厂炼胶车间XK560炼胶机为例，在大修理中出现以下情况，大小驱动齿轮磨损严重。实测数据为，小驱动齿轮齿根厚20mm，大驱动齿轮齿根厚28mm。

一、 修理方案的选择：1 更换新的大小驱动齿轮。

2复焊法修复大小驱动齿轮。

3大小驱动齿轮换位修复法。

二、 方案的比较：如果磨损后的齿根强度足够的话，第3种方案最为经济可靠，而且修理工艺简便易行。

三、 为防止磨损后的轮齿发生折断，对轮齿的弯曲强度进行如下校核，为安全起见，假定全部载荷都作用在一个轮齿齿顶上，轮齿根部受到弯矩最大，轮齿相当于一个悬臂梁，磨损后的齿根处是危险断面，其弯曲应力最大。在校对时应保证驱动齿轮σb不超过许用弯曲应力[σb]。

即

图 1

式中K…载荷系数.取K=1.3

T1…小驱动齿轮传动的扭矩. XK560开放式炼胶机 取8.562×106Nmm

αf…负荷线与O点速度方向之间的夹角.载荷作用角,取30°

Lf…危险截面与压力Ft的距离. 取Lf=34mm （实侧值）

b…齿轮工作宽度. 已知为270mm

d1…小驱动齿轮分度圆直径. 已知为288mm

α…齿轮压力角. 取α=20°

[σb]…许用弯曲应力. 查表计算得 152N／mm2

S1…磨损后的齿根危险截面宽度. Mm

计算结果

S1≥18.37mm

图2图 3

因为小驱动齿轮齿根厚实侧值为20mm，大驱动齿轮齿根厚实侧值28mm。

因此齿根危险截面实侧值均大于S1值。所以在此齿轮反面修复法对的弯曲

强度来讲是不存在问题的。但从结构方面来讲，小驱动齿轮可不经任何直接

反面装配。而大驱动齿轮的结构如图2，由于其台阶的影响不能直接反面配.

于是提出将齿轮台阶切断,将原大驱动齿轮结构分成2件,即圆套1齿轮将齿

轮2原斜键加工成与原斜度相反的键槽后反面装配的方案如图3.

这样键的工作长度减少了,需对它进行强度校核,楔件联接装配后的受力情况,如图4a所示,其主要失效形式是相互楔紧的工作面被压挤,故应校核各工作面的抗挤压强度.

当传递扭矩时(图4b) 为了简化把键和轴视为一体,并将下放分布在半圆柱面上径向压力集中力N代替,由于沿键的工作长度L及沿宽度b上的压力分布情况均较以前发生了变化,压力的合力N不再通过轴心.计算时假设沿键长均匀分布,沿键宽为三角形分布, 则整个工作面上压力合力N的最大许用值为

N ＝bL[σb]P／2

X ＝b／6 Y ＝d／2

取键与轮毂及键与键与轴槽面的摩擦系数f,则可近似求得允许的传递扭矩为:

T＝1／12bL（b﹢6fd）[σb]N㎜

修理后的楔键应满足下列关系

T＝1／12bL（b﹢6fd）[σb]≥T

式中 T--键传递的扭矩 Nmm

b--键宽. 已知b=70mm

L--键的工作长度 已知L=270mm

f--摩擦系数 0.15 (查表)

d--轴径 已知d=300mm

[σb]－许用挤压应力 90MPa

T1－工作扭矩 3.45×107 N㎜ （XK560开放式炼胶机计算值）

将以上数据代入(3)得

T＝4.82×107N㎜ ≥ T1

即键的工作长度虽然减少,但强度足够,证明该方案可行,根据以上计算结果,可采用换位修复法,此法维修工艺简单,维修费用低,比更换一对驱动齿轮节约费用20000元.

图 4a 图 4b

4 结论

但需要说明的一点是,采用此法,由于齿厚未恢复到原齿厚,同时轮齿在一个方向上作用负荷后又反方向作用时,其弯曲疲劳寿命、疲劳极限都将减少.因此,在使用寿命上不能达到原设计要求,此外,对装有反转点动及反接制动装置的开炼机,在反转时有较大的冲击,尽管如此,笔者认为,这种修复齿轮的实际生产中是确实可行的,特别对大驱动齿轮的修复效益是显著的.此法在该厂开炼机的大修中已多次使用过,如果能在齿厚磨损刚超过1/5齿厚时进行反面修复,效果更好,此法也同样适用于速比齿轮及其他传动齿轮的修复.

参考文献:

〔1〕橡胶工业手册第七分册 化学工业出版社，1982

〔2〕材料力学 浙江大学主编 人民教育出版社，1979

〔3〕机械设计手册（第三版） 化学工业出版社，1993

〔4〕实用机械传动设计手册 科学出版社。1994

〔5〕机械设备维修技术吴先文主编 人民邮电出版社，2008

第7篇

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述，液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中，控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件，常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

2、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：

1液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12％～13％。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1／10，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。

3、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时，应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，做到先易后难、先局部后整体，有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等，例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。

4、结语

液压技术在高、新、尖技术装备中有着举足轻重的作用，掌握液压控。

第8篇

关键词：数控机床、传动系统、故障

中图分类号：TG519文献标识码： A

1、引言

数控技术是现代化机械制造的基础，也是衡量一个国家工业发展的重要指标，数控机床传动系统主要有主传动系统和进给系统，但是由于数控传动系统结构复杂，容易出现故障，给加工制造带来消极的影响。我国的数控机床技术发展较晚，与国外的先进水平存在一定的差距，加工的精度、可靠性、稳定性等方面存在不足，限制了加工制造的优化升级，本文将针对数控机床传动系统故障进行分析，为相关的研究提供参考。

2、数控机床传动系统的分析

2.1主传动系统

主传动系统主要有四类：电主轴、带有变速齿轮的主传动、经过一级变速的主传动、电动机与主轴直联的主传动。电主轴惯性小，重量轻，结构紧凑，可以提高启动、停止的响应特性，一般装备在高速数控机床上，有利于控制噪声和振动，但制造难度大，维护的成本高，并且主轴容易发生热变形，影响加工精度。带有变速齿轮的主传动，通过少数几对齿轮降速，分段无级变速，长装备在大中型数控机床上，具有低速大转矩的特点。经过一级变速的主传动，多用同步带或V带实现变速，结构简单，调试方便，但主轴调速范围受电动机调速范围的约束。电动机与主轴直联的主传动，结构紧凑，其主轴钻速和转矩输出与电动机的一致，使用上受到限制。

2.2进给传动系统

进给系统由闭环控制，有驱动单元、位置比较、放大元件、检测装置和机械传动装置等部分，其中的机械传动装置是关键环节，作为一个机械传动链，有丝杠螺母副、齿轮装置等中间传动装置，进给传动系统的结构包括联轴器、减速结构、滚珠丝杠螺母副等。联轴器起回转移传递扭矩和运动的装置，有电磁式、液力式和机械式，机械式应用最为广泛，径向尺寸小，构造简单，但两轴要求严格对中，不允许有角度和径向偏差，使用受到一定限制。减速结构有同步齿形带和齿轮传动装置，同步齿形带利用带轮的轮齿和齿形带的齿形依次齿合传递动力和运动，具有齿轮传动、链传动和带传动的优点，并且传动的精度高、准确，无相对滑动，同步齿形带重量轻、强度高、厚度小，能用于高速传动；齿轮传动装置可以将高速的转矩的伺服电机的输出改变为低速大转矩的执行件的输入，如利用双片齿轮错齿法可以消除齿轮侧隙，与同步齿形带相比，在数控机床进给传动链系统中采用齿轮减速装置，能产生低频振荡，也常在减速机构中配置阻尼器来改善动态性能。滚珠丝杠螺母副可以提高进给系统的定位精度、灵敏度，防止爬行，行程不太长的直线云顶结构常采用滚珠丝杠副，传动效率高达85%-98%,摩擦角小于1度。

3、数控机床传动系统的故障研究

3.1数控机床主传动系统的故障诊断与维修

数控机床主传动系统的故障诊断分为故障调查、故障测试与排除。机械加工时，加工量不均匀、断续切削、运动部件不平衡等振动引起交变力和冲击力，导致主轴振动，影响加工精度，主轴受热发生热变形，降低了传动效率，破坏零部件之间的运动精度。主轴强力切削时导致传动带过松、停转主轴电动机等问题。主轴工作时由于部件平衡不良，振动过大，产生较大的噪声。主传动不良还会导致刀具无法夹紧，使主轴抓刀、夹紧装置无法到达正确位置；由于松刀液压缸压力和行程不足，刀具夹紧后不能松开。变档压力过大，轴承和齿轮损坏，齿轮受冲击产生破损要保持主轴部件具有较高的固有频率，可以进行循环，清洗主轴箱，更换轴承等可以减少回转时的阻力，加入油脂可以减少零部件的磨损。对于主轴出现强力切削导致振动和传动带过松等问题，可以用酒精和汽油进行擦洗，更换新的主轴传动带，调整离合器等加以排除。针对刀具无法夹紧的问题可以更换拉钉、碟形弹簧等加以排除。对于轴承和齿轮损坏，可以通过调整预紧力，并加以排除。

3.2数控机床进给传动系统的故障诊断与维修

数控机床进给传动系统的故障分为几种，过载：进给传动系统的载荷过大，传动链不良，频繁正反转，出现报警信息；超程，进给传动超过硬限位或软限位；窜动，接线接触不良、控制信号不稳定等导致窜动；振动，速度反馈存在故障、速度环增益过高，减速时间设定过小等会加剧振动；爬行，传动链的不良、负载过大、伺服系统的增益过低、联轴器松动等导致爬行异常；伺服电动机不转，电磁制动故障、驱动单元故障、冷却不满足条件、信号未接通等都会导致伺服电动机异常；漂移，当指令值为零时，坐标轴仍移动造成的位置误差等。对数控进给系统进行维修时，可以用模块交换法检查故障的转移情况，外接参考电压法确定伺服电机的故障等。

4、结束语

数控机床时机械加工的重要基础，研究传动系统中存在的故障，对于改善数控机床的传动系统具有重要的作用，相关的研究值得进一步的深入。

参考文献：

[1] 何纯. 数控机床主传动系统运行节能技术及应用研究[J]. 重庆大学. 2013-05-01.

[2] 宋江波;刘宏昭;原大宁;吴子英;王建平. 数控机床传动系统精度可靠性研究[J]. 中国机械工程. 2011-04-10.

第9篇

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述，液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中，控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件，常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

2、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：

1液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12％～13％。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1／10，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。

3、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时，应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，做到先易后难、先局部后整体，有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等，例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。

4、结语

第10篇

论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析，指出一些诊断排故的方法和策略

数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能，最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。工作时，各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因，大部分故障以综合形式出现，数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。

数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时，出现移动部件开始不能启动，启动后又突然作加速运动，而后又停顿，继而又作加速运动，如此周而复始，这种移动部件忽停忽跳，忽快忽慢的运动现象，称为爬行；而当其高速运行时，移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。

造成这类故障的原因有多种可能，可能是因为机械部分出现了故障所导致，也可能是进给系统电气部分出现了问题，还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成，甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。

一、分析机械部分原因与对策

因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性，高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关，由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。

如果在机械部分，首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副，如果导轨副的动、静摩擦系数大，且其差值也大，将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨，如果导轨间隙调整不好，仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位，对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动，对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题，导轨副状态不好，导轨的油不足够，致使溜板爬行。这时，添加油，且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂，能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜，从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。

其次，要检查进给传动链。因为在进给系统中，伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力，调整松动环节，调整补偿环节，都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度（即提高其传动刚度），对于提高运动精度，消除爬行非常有益；另外传动链太长，传动轴直径偏小，支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此，在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷，逐个排查。

二、分析进给伺服系统原因与对策

如果故障原因在进给伺服系统，则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题，与进给速度密切相关，所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环，检查速度调节器故障一是给定信号，二是反馈信号，三是速度调节器自身故障。根据故障特点（如振动周期与进给速度是否成比例变化）检查电动机或测速发电机表面是否光整；还可检查系统插补精度是否太差，检查速度环增益是否太高；与位置控制有关的系统参数设定有无错误；伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确；增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好，应对这些环节逐项检查、分类排除。

三、其它因素

有时故障既不是机械部分的原因，又不是进给伺服系统的原因，有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查，发现电动机故障引起过载，更换电动机过载消除，可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因，结果核实传动链没问题，又查进给伺服系统确认无故障，随后对加工程序进行检查，发现工件曲线的加工，采用细微分段圆弧逼近来实现，而在编程中用了G61指令，也即每加工一段就要进行一次到位停止检查，从而使机床出现爬行现象，将G61改为G64指令连续切削，爬行消除。

如果故障既有机械部分的原因，又有进给伺服系统的原因，很难分辨出引起这一故障的主要矛盾，这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况，要进行多方面的检测，运用机械、电气、液压等方面的综合知识，采取综合分析判断，排除故障。

数控机床是技术密集和知识密集的设备，故障现象是多样的，其表现形式也没有简单的规律可遵循，这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识，还要求具有综合分析和解决问题的能力。

参考文献：

第11篇

论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析，指出一些诊断排故的方法和策略

数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能，最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。工作时，各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因，大部分故障以综合形式出现，数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。

数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时，出现移动部件开始不能启动，启动后又突然作加速运动，而后又停顿，继而又作加速运动，如此周而复始，这种移动部件忽停忽跳，忽快忽慢的运动现象，称为爬行；而当其高速运行时，移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。

造成这类故障的原因有多种可能，可能是因为机械部分出现了故障所导致，也可能是进给系统电气部分出现了问题，还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成，甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。

一、分析机械部分原因与对策

因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性，高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关，由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。

如果在机械部分，首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副，如果导轨副的动、静摩擦系数大，且其差值也大，将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨，如果导轨间隙调整不好，仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位，对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动，对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题，导轨副状态不好，导轨的油不足够，致使溜板爬行。这时，添加油，且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂，能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜，从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。

其次，要检查进给传动链。因为在进给系统中，伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力，调整松动环节，调整补偿环节，都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度（即提高其传动刚度），对于提高运动精度，消除爬行非常有益；另外传动链太长，传动轴直径偏小，支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此，在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷，逐个排查。

二、分析进给伺服系统原因与对策

如果故障原因在进给伺服系统，则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题，与进给速度密切相关，所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环，检查速度调节器故障一是给定信号，二是反馈信号，三是速度调节器自身故障。根据故障特点（如振动周期与进给速度是否成比例变化）检查电动机或测速发电机表面是否光整；还可检查系统插补精度是否太差，检查速度环增益是否太高；与位置控制有关的系统参数设定有无错误；伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确；增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好，应对这些环节逐项检查、分类排除。

三、其它因素

有时故障既不是机械部分的原因，又不是进给伺服系统的原因，有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查，发现电动机故障引起过载，更换电动机过载消除，可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因，结果核实传动链没问题，又查进给伺服系统确认无故障，随后对加工程序进行检查，发现工件曲线的加工，采用细微分段圆弧逼近来实现，而在编程中用了G61指令，也即每加工一段就要进行一次到位停止检查，从而使机床出现爬行现象，将G61改为G64指令连续切削，爬行消除。

如果故障既有机械部分的原因，又有进给伺服系统的原因，很难分辨出引起这一故障的主要矛盾，这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况，要进行多方面的检测，运用机械、电气、液压等方面的综合知识，采取综合分析判断，排除故障。

数控机床是技术密集和知识密集的设备，故障现象是多样的，其表现形式也没有简单的规律可遵循，这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识，还要求具有综合分析和解决问题的能力。

参考文献：

第12篇

【关键词】普通车床 数控改造 步进电机 数控刀架

一、改造要求

CA6140车床主要用于对中小型轴类、盘类及螺纹零件的加工，加工这些零件工艺上要求机床应该满足以下要求：（一）能够控制主轴正反转，实现不同切削速度的主轴变速；（二）刀架能够实现纵向和横向的进给运动，并具有在换刀点自动改变四个刀位完成选择刀具的功能；（三）加工螺纹时，应保证主轴转一转，刀架移动一个加工螺纹的螺距或导程。

二、机械部分的改造

（一）降速比计算

（二）转动惯量计算

（三）刚度计算

三、安装调试

安装调试必须按照事先确定好步骤和要求进行，调试中首先测试安全哦保护系统的灵敏度，以防止人身和设备事故发生，调试现场必须要清理干净，各运动坐标拖板处于全行程的中心位置，先空载实验，然后加载实验。

四、结语

经过大量的实践证明，普通数控机床改造具有一定的可行性、实用性和稳定性，企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展，它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。

参考文献：

[1]余良英编著.床数控改造设计与实例.京：机械工业出版社；1998

第13篇

【关键词】TRIZ 液压与气压 教学模式 创新教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）22-0008-02

液压与气压传动技术是机械设备中发展速度最快的技术之一，与机械传动、电气传动并列为三种主要传动方式。液压与气压传动课程是机械类专业必修的专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程，其教学质量和学习效果直接影响学生的专业素质和专业能力的培养。

液压与气压传动课程教学中，主要存在学生重视程度不够、理论性较强、理解困难、考核方式单一及作业枯燥等问题，使得学生学习兴趣不高，疲于应付，学习效果不理想。为了提高教学质量，培养学生的学习兴趣，提高学生分析问题和解决问题的能力，在液压与气压传动教学中引入创新理论和创新方法教学是一种有效的途径。

TRIZ理论是一种发明问题的解决理论，其理论体系主要包括技术系统进化法则、40条创新原理、技术矛盾矩阵、物理矛盾的分离方法等。TRIZ理论已经广泛应用于机械、电子、管理、教育教学等各个领域，并且取得了较好的效果。在液压与气压传动教学中融入TRIZ理论，有助于提高学生发现问题、解决问题的能力及创新能力。

一 构建基于TRIZ理论的课程教学模式

液压与气压传动的教学环节主要包含理论教学和实践教学两大教学环节，实际操作中又可以划分为课堂教学、课后作业、实验教学和课程设计四部分。课堂教学主要以传授理论知识为主，注重学生对基础知识的掌握程度；课后作业重在对课堂教学的复习和预习，以巩固理论知识为主要目的；实验教学往往以理论教学的辅助手段出现，对于多数学生来说，还是为了加深对理论知识的了解；课程设计主要是培养学生对知识的综合运用能力。传统的教学模式更注重于各教学环节之间的融合，侧重学生学习能力和动手能力的培养，往往忽略了学生创新能力的培养。

创新能力是新世纪人才必须掌握的一种能力，创新人才的培养必须贯穿于高等教育全过程，在课程教学中融入创新能力的培养，在教学环节中增加创新教学环节是高校培养创新人才的重要组成部分。

创新教学环节以创新能力培养为主，重在培育学生的创新意识，提升开展研究性学习的创新素质。创新教学环节是理论教学与实践教学的深化与提高，有利于培养学生的创新精神，提高学生的创新能力。基于理论教学、实践教学和创新教学的课程教学模式，共同支撑起整个高校人才培养体系，贯穿于高校教育教学的全过程（见下图）。

二 TRIZ理论在液压与气压传动教学中的应用

1.TRIZ理论在课堂教学中的应用

在课堂教学中引入TRIZ理论，将TRIZ理论融合在课堂教学的各个环节中，有利于改善课堂教学环境，活跃课堂气氛，提高学生思考问题的能力。

技术系统进化论是TRIZ理论的重要理论之一，认为产品和生物系统一样是按照一定的规律在发展和进化的，与生物进化论和社会进化理论并称为三大进化理论。TRIZ理论总结处理了完备性法则、能量传递法则、动态性进化法则、提高理想度法则、子系统不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观和场应用进化法则及协调性法则等技术系统进化法则。

在教学中引导学生应用技术系统进化法则分析问题，可以帮助学生更好地了解产品及其技术系统的进化规律，预测产品未来的法则趋势。例如，在介绍液压与气压传动系统组成的时候引入完备性法则（一个完整系统必须由能源机构、执行机构、传动部件和控制装置组成，缺少一部分的系统是不完整系统，会被竞争者的产品所替代而不能长久地生存下去），进而提出“根据完备性法则，液压与气压传动系统能够由哪几部分组成”的问题，引导学生思考液压系统的组成并确定各组成元件。

在介绍液压与气压传动优缺点的时候，先引入向微观和场应用进化法则，讲解机械传动、流体传动、电气传动三种传动方式的进化发展，再引入能量传递法则（技术系统的进化应该沿着能量流动路径缩短的方向发展，以减少能量损失），与机械传动和电气传动相比较，引导学生分析液压与气压传动的优点。

2.TRIZ理论在课后作业中的应用

课后作业是课程教学中的重要组成部分，加深了学生对理论知识的掌握程度。但高校绝大部分学生对于课后作业有一种抵触情绪，认为是课堂教学的翻版，枯燥无味。在课后作业中引入TRIZ理论，鼓励学生结合创新方法开展课后作业，增加课后作业的多样性、趣味性，有利于提高学生的积极性，获得更丰富的知识。例如，在介绍液压与气动技术的发展过程中，要求学生完成“依据TRIZ理论八条技术系统进化法则，结合相关资料分析液压与气动技术未来的发展趋势”的作业，注重学生资料查询、理论应用等方面能力的培养。

在介绍液压泵、液压马达和液压控制阀过程中，引入基于技术系统进化法则的产品成熟度预测理论，要求学生分组以中国知识产权局专利库为基础进行产品技术成熟度预测，并且以论文的形式提交作业。既拓展了学生的知识面，又有助于学生培养检索能力，同时在分析专利的过程中，帮助学生了解产品的结构原理和产品未来的发展趋势。有效解决了传统课后习题作业枯燥乏味的问题。

3.TRIZ理论在课程设计中的应用

课程设计作为液压与气压传动课程必不可少的组成部分，是课程教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，主要考查学生对理论知识的综合分析和应用能力。在课程设计从选题、开题、结题到答辩的整个过程中，融入创新设计的理论方法有助于培养学生的创新能力和创新精神。

选题是整个课程设计过程中的首要环节，是做好课程设计的前提和基础，对课程设计的质量有直接的影响。鼓励学生应用创新方法参与选题，对提高学生的积极性有重要的帮助。如在选题中可以引导学生应用TRIZ理论的技术进化定律和需求进化定律，针对目前企业对液压与气压传动的要求进行选题，要求学生应用信息交合法拓展选题的多样性等。

在学生确定课程设计题目之后，可以鼓励学生应用TRIZ理论的功能模型分析系统所能实现的功能，研究系统中存在的诸如生产率和价格、物体产生的有害因素和装置的复杂程度等矛盾问题，并且用TRIZ解决矛盾的解决方法研究此类问题，以实现创新设计，提高课程设计的整体质量。

4.TRIZ理论在实验教学中的应用

实验教学是实践性教学环节中的重要组成部分，通过课程实验，可加深学生对课本概念和理论的理解与掌握，更重要的是培养学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力。

液压与气压传动课程的实验教学主要存在着实验教学内容和教学模式陈旧等问题，在实验教学中引入TRIZ理论有利于优化教学内容、改进教学方法。例如，在实验设计过程中，结合TRIZ理论的需求原理、进化原理和创新原理，讲解“组合式液压与气压传动综合教学实验台”的研制原理，鼓励学生在此基础上，根据传统的奥斯本检核表法和TRIZ理论的组合创新原理进行实验设计，并且用解决技术矛盾和物理矛盾的方法分析实验过程中出现的矛盾问题，寻找解决问题的方案。在实验教学中引入TRIZ理论，对培养学生的实践和创新精神具有巨大的促进作用，从根本上改变了液压实验课的教学方式，为培养复合型、创新型人才打下了坚实基础。

三 结论

TRIZ理论已经广泛应用于高等教育的各个领域，在高校创新人才培养、课程改革中起到了巨大的推动作用。以TRIZ理论为基础，把TRIZ理论的创新理论和创新方法引入到液压与气压传动课程教学的各个环节中，探索TRIZ理论在各教学环节中的应用，为学生提供思考的空间，让学生真正参与到教学过程的设计中来，为创新人才的培养提供了一种有效途径。构建的基于TRIZ理论将创新教学和理论教学、实践教学相融合的课程教学模式，可以推广到其他课程改革中，对整个机械类专业课程体系的改革具有重要的指导意义。

参考文献

[1]许福玲、陈晓明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2004

[2]韩彦良.基于TRIZ理论的创新人才培养模式研究[J].大众科技，2011（11）

第14篇

关键词：机械基础 教学方法 学习兴趣 教学手段 探索

《机械基础》课程是中等职业学校机械类及工程技术类相关专业的应用性强的一门重要技术基础课程。其任务是：使学生掌握必备的机械基本知识和基本技能，懂得机械工作原理，了解机械工程材料性能，正确操作和维护机械设备；培养学生分析问题和解决问题的能力，使其形成良好的学习习惯，具备继续学习专业技术知识的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。

学生对本课程的掌握情况和熟练程度，不仅关系到后续专业课程的学习，而且反映了学生的基础课理论水平及职业技术素质。在教学中要十分重视充分应用各种教学方法和手段，发挥不同教学方法的长处，以提高学生的学习热情和效率，提高教学效果。我在长期的教学工作中对《机械基础》进行了一系列教改探索。

1、激发学生的学习兴趣

心理学家调查：“学习成败的诸因素中，有无兴趣占30%。”教育心理学名言：“兴趣是最好的老师。”托尔斯泰指出：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”布鲁纳也说过：“学习的最好的刺激，乃是对所学材料的兴趣。”学习兴趣是学生学好一门课程的关键。为激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习主动性，教师首先是上好第一节课，收拢学生的心。接着是上好每一节课，除了收拢学生的心以外，还要用知识的力量、老师为人师表的言行去征服和感染学生的心。

2、贯彻理论联系实际的原则

与公共基础课程相比，本课程更加结合工程实际；与专业技能课程相比，本课程更具有普遍意义；与其他技能课程相比，本课程更突出综合性、实践性和创新性。教师在讲授中应贯彻理论联系实际的原则，注重讲练结合，注重理论与日常生活、生产的融合。要多注意列举一些与生产、生活实际密切相关的例子，如在讲平面四杆机构时，列举缝纫机、汽车前窗刮雨器、公交车门的启闭、折叠板凳、折叠推拉门，讲凸轮机构时，列举补鞋机，讲齿轮传动时，列举汽车的变速系统，讲带传动和链传动时，列举缝纫机、自行车和摩托车，讲蜗杆传动时，列举电梯、钓鱼行竿等等，这些实用性很强的实例对学生有很大的吸引力，使学生认识到本课程中所学知识可直接用于生产实际，服务于生活，就在自己的身边，让学生感到这门课有学头，而非“没用”。 工程中的问题需要综合运用所学的基本知识去加以解决，所以在教学过程中，有意识地引入一些工程中的问题。

3、重视实践教学环节

实践教学内容包括实验、实习、实训、社会实践、课程设计、毕业设计（论文）、学年论文等，也包括创业活动以及纳入教学计划的社会调查、科技制作、学科竞赛活动等。上述内容要形成科学合理的体系，对实现人才培养目标有重要作用。实践教学是评估中的关键性指标。实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。培养学生动手能力和操作基本技能是职业教育的重要环节之一。如组织学生到实习车间和生产企业中去参观，进行现场教学，使学生把所学知识系统地结合起来，达到不断深化以及灵活应用的目的，进而提高学生的感性认识。可以设置“齿轮参数测定”、“各种机械传动和减速器的装拆”、“轴承与齿轮的组合设计”等实训项目，通过实训来巩固和加深所学的理论知识，促进理论教学，提高教学效果。

4、教学方法和手段多样化

确定教学目的和相应的教学内容之后，如采用的教学方法和手段不适当，那要实现教学的目的仍然是一句空话。教学过程要本着学生为主体的思想，教法创新，由具体到抽象讲授知识。

4.1 引导学生进行对比

学生在感到惊讶、疑惑或者兴奋的时候，才能启迪思维，激发智力。积极采用启发式教学，引导学生逐步掌握知识和技能。运用相互联系、又容易混淆的事物和知识，引导学生进行对比，从而达到启发效果。比如：机器与机构，构件与零件，链传动与同步带传动，螺纹与蜗杆，零件强度与零件刚度等。

4.2 设置疑点

巴尔扎克说：“打开一切科学殿堂的钥匙毫无疑问是问号。”有效的提问不仅能激发学生的学习兴趣，同时还能启发思维，激励学生积极思考。课堂教学是师生情感交流的场所，教师要充分给予学生参与的权利和机会，充分体现教师的主导地位和学生的主体地位。教师善于提出问题，会影响学生养成“发现——提出”问题的好习惯，培养学生批判性思维，进而不断发现问题、提出问题。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题，鼓励学生发表意见，从而有效地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，提高教学效果。例如：V带传动中带与带轮之间产生的摩擦力越大越好吗？带轮和圆柱齿轮直径较大设计成腹板式、轮辐式有什么优势？铰链四杆机构中机架与其它三个活动构件有什么位置关系？常见的轴为什么设计阶梯形状？等。设置疑点的方式：自问自答，自己问，稍作停顿，自己回答；师问生答，老师问，引而不发，学生作答；只问不答，问而不答，让学生课后去思考。

4.3 充分运用实物、教具、挂图加强直观性教学力度

第15篇

论文摘要：本文介绍了电子标签及检测装置的发展历史、方向和前景。在了解检测装置的工作过程和原理的基础上分析了检测装置机械部分的结构，包括传动装置、剔除装置和分料装置。确定了设计的主要性能参数并分析了这些参数对完成正常工序的影响。，最后通过这些性能参数来控制电子标签检测速度，还对输送装置系统进行分析和梳理，最终完成电子标签检测装置机械部分的设计，并用 cad 软件来完成总体图的任务，最终通过与其它同学的合作完成整台检测装置的设计，我们的设计基本符合设计要求，对于该产品的设计开发有一定的指导意义。 此次设计的是电子标签检测装置的机械部分。

1绪论

1.1 引言 

电子标签是时下最为先进的非接触感应技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。电子标签是数据信息的载体，通常由耦合元件和用于存储有关应用标识信息的存储器及微电子芯片组成。目前我国电子标签每年的发行量超过了3000万张。根据初步测算，未来几年我国电子标签的年应用量将达到数十亿元以上，推动电子标签的应用和深入发展将是中国金卡工程的重点工作。

电子标签的质量关键是在电磁场中振荡的固有频率与品质因素。目前该产品的出厂性能检测主要依靠工人通过模拟方法逐个测量，产品的好坏依赖于检测人员的主观判断，没有定量的客观标准。不仅检验效率低，而且容易漏检与误检，影响产品的合格率。此次设计的电子标签检测装置是全自动的检测设备，能够对电子标签实现固有频率与品质因素的自动检测，并根据分析结果对产品进行自动的分选，保证出厂产品的质量，满足企业生产需求，其设计和应用具有相当的现实意义和经济效益。

1.2  本设计的主要任务与目标: 

设计一电子标签检测机械装置，实现如下主要功能：

1)可以不同速度传输电子标签；

2)当有废品信号时启动剔除装置剔除废品。

选择电子标签作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。

第2章  电子标签检测装置总体设计 

2.1 装置工作参数 

根据所需检测的标签实物和标性能检测装置，得到以下原始参数。

输送料：电子标签

装置输送速度：0.2～0.4m/s

2.2 电子标签检测装置的组成 

电子标签检测装置属于自动机范畴，通常包括动力系统、传动系统和执行系统等部分。针对本装置的具体特点和要求，将电子标签检测装置的机械系统分成下列组成部分。

 

图2.1     电子标签检测装置结构简图

2.2.1  电子标签的整理分料系统 

该系统是将电子标签整理排列,并逐个输送到预定工位的系统。本设计中的电子标签由供送系统定时定量整理发送至输送带。它可节省原料搬运的人力与时间以及生产现场原料堆放所占的空间，保证检测品平稳均量经过检测。

2.2.2  传送系统 

传动系统是机电系统中的重要组成部分之一。传动系统的设计就是以执行机构或执行构件的运动和动力要求为目标，结合所采用动力机的输出特性及控制方式，合理 选择并设计基本传动机构及其组合，使动力机与执行机构或执行构件之间在运动和动力方面得到合理的匹配。按工作原理可分为机械传动系统、流体（液体、气体）传动系统、电力传动系统三大类。该系统是将电子标签传送的系统，属于机械传动。采用普通输送平带带传送。延伸率较低，粘着性好。高温条件下变形较小，适合距离较短，输送物量较小的场合。使用电机采用减速电机，同时使用变速器，实现无级变速。传送系统是此次设计的重要部分，其中包括大量零件的选用计算，比如，电动机、输送带、联轴器、变速器、传动滚筒等。减速通过减速器将动力机的速度降低，变速在动力机速度一定的情况下，能获得多种输出速度，这种输入、输出速度关系可变的传动装置称为变速器。

2.2.3 电子标签剔除系统 

该系统是直接完成对不合格电子标签的剔除，分离不合格的电子标签。该系统采用气缸加推杆的剔除方式。首先是待检测品通过传送带，经过检测装置的检测，如果是合格品，检测装置将不会发出信号。如果是不合格品，检测装置将发出不合格品信号，通过控制系统控制推杆的运动，把不合格的电子标签推入传送带旁侧的滑槽内，进入不合格品收集箱。

2.2.4  动力机系统 

动力机是机械工作的原动力，在现代工业生产中通常为电动机，本设计的原动机采用减速电机。其中减速电机由一个普通电机和减速器构成。

2.2.5 控制系统 

控制系统是电子标签检测装置中的重要组成部分。在本装置中主要实现对传送过程、检测过程、剔除过程的控制。而设计自动控制系统，必须充分了解控制对象、执行机构及构成系统所有元件的运动规律，了解系统内外扰动的性质，提出控制系统设计的技术要求和性能指标，给出确定的动态参数和寻优目标。导出所有运动规律、扰动性质、性能指标、动态参数和寻优目标的数字表达式。 在设计控制系统中需要处理的物理现象主要有电、磁、光、热的传输，以及刚体、弹性体和流体的运动。这些物理现象的运动规律由物理学中的一些基本定律确定。应用这些物理学基本定律可以导出自动控制系统的数字表达式。控制系统的数学表达式可以用微分方程、积分方积或差分方程。是一项复杂的系统设计，我说设计的电子标签检测装置机械系统只是整个监测装置的一部分，所以整个装置是我和另一个做控制系统的同学合作完成的。

2.2.6  机身 

机身用于安装、固定、支承检测机所有的零部件，满足其相互运动和相互位置的要求。因此，机身必须具有足够的强度、刚度和稳定性。针对电子标签的体积、重量、检测方法等。我设计的机架是体形小，结构简单轻便，方便安装拆卸搬运的。

2.3  本章小结 

本章主要介绍了整个电子标签检测装置的各个组成部分。通过对各个部分的分析判断，确定设计中的要点和难点，从而有针对的对此次毕业设计展开工作。基于所有部分系统的分析，主要研究要点的是整个检测装置的机械部分的结构设计。关键点是就传动装置和剔除装置以及分料装置几个主要性能参数的确定和这些参数对整台检测装置完成正常工序的影响，最后通过这些性能参数来控制电子标签检测速度。难点是参数设定及其整个电子检测装置结构图的设计，对电子标签系统的供送系统、分料系统、剔除系统的统筹。

第3章  检测装置传动部分设计 

3.1  装置的机械传动方案及原始数据 

检测机械的传动系统，其主要作用是将动力按要求分配和传递到个工作执行件上，所以应该依据工作执行件的数目和它们对传动的要求制定传动方案。

带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由减速电动机、联轴器、传动滚筒、电子调速器组成。

本装置的原始数据如下：

1）所输送的物料是电子标签，宽度50mm左右，重量70g；

2）连续运传的输送带速度，其值可调，调节范围为0.2m/s-0.4m/s。

3.2  传动力和皮带张紧力确定 

3.2.1  传动力确定 

传动滚筒上所需圆周驱动力 为输送系统所有阻力之和。一般的情况下它应包括：主要阻力fh，附加阻力fn，特种主要阻力fs1，特种附加阻力fs2，倾斜fst。在五种阻力中， 、是所有输送机都有的，而其他三类阻力，则根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。

    对于大型的物料输送装置，其阻力计算是相当复杂的，考虑到本装置只是传送电子标签，而且工作环境良好，所以不再进行详细的计算，而是采用的估算的方法。通过实验分析得。传动带所需的工作拉力为30n。

3.2.2    输送带张力计算 

输送带张力在整个长度上是变化的，而且影响因素也很多。为保证输送机正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：

（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；

（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。

1．满足最大圆周力要求的皮带张力计算 

 

图3.1 作用于输送带的张力   

如图所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足 

 

传动滚筒传递的最大圆周力fmax=ka│f│。动载荷系数 ；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则，就应取较大值。取 1.5

 ——传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表3.2

表3.2 传动滚筒与输送带间的摩擦系数 

表3.2 传动滚筒与输送带间的摩擦系数

工作条件

光面滚筒

胶面滚筒

清洁干燥

0.25～0.03

0.40

环境潮湿

0.10～0.15

0.25～0.35

潮湿粘污

0.05

0.20

 

 

 

取=1.5，由式fmax=ka│f│得： 

  =1.5×30=45n

对常用                      c= =1.97

得: 

 

2．满足两组托辊间的垂度要求的皮带张力计算

1）传送带选择

根据电子标签的重量及体积参数，选用厚3mm，宽100mm的普通传送带，而因为传送带速度为0.2m/s—0.4m/s，为保证电子标签有足够时间空间经历检测和剔除过程，固传送带长度选用1000mm。

2）托辊间距确定

在带式输送系统总能耗中, 输送带与托辊挤压产生的能耗占总能耗的60% , 托辊能耗占10%。在初步确定电机功率、输送带宽度及型号后, 最大程度增大托辊间距, 减少托辊数量, 从而降低带式输送机的能耗, 降低整机的成本, 减小托辊的维修量。

输送带是一条均质性线, 物料在输送带上是均匀分布的, 可将输送带近似为抛物线,运输倾角为零时(见图3.2)

 

图3.2输送倾角为零时输送带断面状态

可得下列方程: 

s—输送带的张力

 —输送带在托辊处与水平线的夹角

q—输送带上面物料单位质量

 —输送带单位质量

l —托辊间距

y —最大垂度

综合上式得：  

 

如果把输送带看成梁，则根据材料力学， 

 

e—是输送带弹性模量；

i—输送带惯性距，（b输送带厚度）

输送带应满足垂度要求: 

 

综合上式，可得拖辊最大间距： 

 

代入数据得，  =342mm 设计中最终取l=250mm，符合要求。

    3）张力计算

由上式 

 

得： 

 

s=63.4n

根据上面的分析，取两者的大值为设计值。满足最大圆周力要求的皮带张力。为88.24n。

3.2.3    电动机的选择计算 

根据电子标签检测装置的需要，预先选用减速电机作为动力源。由生产要求所定传送带最快速度为0.4m／s，工作拉力设为30n

工作装置所需功率，由公式计算：

   

    式中， ，工作装置的效率本方案考虑胶带卷筒及轴承的效率取=0.8。代入上式得： 

 

电动机的输出功率po ,由公式计算： 

  kw

式中，为电动机轴至卷筒的传动装置总效率。 

 

查表，取v带传动效率，齿轮箱效率，

则 

 

故： 

 

因载荷平稳，电动机额定功率只需 大于  即可，查表中电动机技术数据，选电动机的额定功率 为0.025kw，选用厦门精研自动化元件有限公司80ys25gv22标准电机。频率50hz，额定转速1200r/min。

表3.3  电动机的选择                                                 

3.3          传动系统的变速方法 

电子标签检测装置以直角出轴减速电机为动力源，它的功率为0.025kw，采用220v.50hz 的交流电为电源，正常额定电流为0.25a，额定转速为1200 转/每分钟。它的低速以减速箱减速为主，还依靠附加在电机传动处的交流调速器加以无极变速。

3.3.1    电子调速器的选择 

电子交流调速器四位led直接显示经减速后的转速，减速比可修改。设定显示原理：取反馈线圈的脉冲数/减速比＝输出转速。减速比设定后，长期储存于微电脑芯片，每次使用无须重新设定。选用的是宁波市北仑减速调速电机厂jwf1型号。（如图3.4）适用于60w以下的电机。

图3.2    电子交流调速器  

3.3.2    减速箱的选择 

该类型电机配备专用减速箱。减速比从1：3——1：180。

表3.3  电机的减速箱

本装置中选用的传动滚筒直径

d=80mm,

滚筒周长： 

 

已知所需线速度

v=0.2m/s—0.4m/s

传动滚筒最高转速 

 

最低转速 

 

已知所选电机转速为1200r/min,最小减速比为

1200/95.54=12.56

选用表3.3中减速比为1:12.5的减速箱,则滚筒的线速度为

20/12.5c=0.402m/s  大于0.4 m/s

符合要求。当使用电子调速器时，减速比可以进一步变大，由于速度的减缓，电机功率也随之降低，亦能满足工作要求。       

第4章   电子标签剔除装置的设计 

电子标签的质量关键是在电磁场中振荡的固有频率与品质因素。目前该产品的出厂性能检测主要依靠工人通过模拟方法逐个测量，产品的好坏依赖于检测人员的主观判断，没有定量的客观标准。不仅检验效率低，而且容易漏检与误检，影响产品的合格率。此次设计的电子标签检测装置是全自动的检测设备，能够对电子标签实现固有频率与品质因素的自动检测，并根据分析结果对不合格昌平进行剔除，保证出厂产品的质量，满足企业生产需求。

4.1 剔除装置的组成 

4.1.1    气动推杆 

平板闸阀工作原理：气动推杆平板闸阀主要由框架、闸板、气缸等零件组成。工作时，由于气缸气体的压力变化，使用得活塞杆带动闸板作水平方向的往复运动，从而达到阀门的启闭目的。(如图4.1)

                       图4.1   气动推杆示意图

其中气动推杆前部安装的是一个大面积挡板，推动时，保证不会因为有误差而误推或漏退不合格的电子标签。

4.1.2 收集箱及滑槽 

当出现不合格品时，气动推杆收到控制信号，推动不合格品进入传送带侧方的滑槽，从而进入不合格品的收集箱。收集箱可以是普通的纸箱。滑槽宽度为150mm，保证物件平稳不漏滑入收集箱。

4.2   气动推杆的选择计算

4.2.1    气动推杆的选择 

在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅件连接起来。

在检测装置的设计中，已知电子标签检测速度是0.2m/s—0.4m/s,设计的皮带宽度为150mm。其中气缸的选择要点包括安装形式的选择，输出力的大小，气缸行程，气缸的运动速度。

安装形式，因为没有特殊要求，气缸选择 式，即轴向支座固定安装。

输出力的大小，由于电子标签的质量较轻，普通气缸的输出力都基本满足。