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機(jī)械傳動(dòng)論文:礦山機(jī)械中液壓機(jī)械傳動(dòng)應(yīng)用中的分析
【摘 要】液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。在無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)中，液壓傳動(dòng)以其能容量大、體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、操作靈活且能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)無(wú)級(jí)變速等特點(diǎn)。在礦山機(jī)械、農(nóng)用車(chē)輛等機(jī)械中得到了較為廣泛的應(yīng)用。隨著該種傳動(dòng)技術(shù)的不斷完善，液壓機(jī)械傳動(dòng)將逐漸成為礦山機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)模式。本文主要是通過(guò)對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)的主要特點(diǎn)、傳動(dòng)機(jī)理以及在礦山機(jī)械中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，明確其在礦山機(jī)械應(yīng)用中的作用，并提出了一些自我的看法。
【關(guān)鍵詞】礦山機(jī)械；液壓傳動(dòng)；應(yīng)用
1.液壓機(jī)械傳動(dòng)特點(diǎn)
現(xiàn)階段多數(shù)的大型礦山機(jī)械主要采用的是液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。為了有效提升系統(tǒng)工作效率，在實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的同時(shí)，提升機(jī)械的傳動(dòng)性能與操作靈活性，較為理想的方法是將傳統(tǒng)的有級(jí)變速發(fā)展成為無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。而液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用有效的提升了整個(gè)系統(tǒng)的操作性能，且傳動(dòng)效率較高，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)有級(jí)傳動(dòng)應(yīng)用過(guò)程中存在的不足，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)變速換擋。工作時(shí)平穩(wěn)性好，易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)和安全保護(hù)。液壓傳動(dòng)比機(jī)械傳動(dòng)操縱更簡(jiǎn)單而且省力，本身可以當(dāng)作潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑液壓元件各部位，延長(zhǎng)了元件的使用壽命，減輕了機(jī)械的維護(hù)與保養(yǎng)。
液壓傳動(dòng)也存在一些缺點(diǎn)：
在與零件或機(jī)件的結(jié)合處，液壓油的滲漏難以避免，會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，降低傳動(dòng)效率。漏油會(huì)引起能量的損失，是液壓傳動(dòng)的主要損失。當(dāng)液壓油受污染時(shí)，會(huì)堵塞液壓元件的通道，這是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。
2.液壓傳動(dòng)的基本原理
液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過(guò)液體壓力能的變化來(lái)傳遞能量，經(jīng)過(guò)各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件（液壓缸或馬達(dá)）把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似。
液壓機(jī)械系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。
3.液壓機(jī)械在應(yīng)用中的問(wèn)題以及解決措施
液壓系統(tǒng)由于具有動(dòng)力大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，因而，在礦山機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。由于礦山機(jī)械在使用過(guò)程中的液壓系統(tǒng)泵站集中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)點(diǎn)多面廣，系統(tǒng)壓力高、流量大、閥控制多，各機(jī)構(gòu)所處的環(huán)境受溫度、水蒸氣、粉塵和振動(dòng)的影響較大，故液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。若出現(xiàn)故障，將會(huì)直接影響其工作效率，且液壓系統(tǒng)的故障具有隱蔽性、交錯(cuò)性、隨機(jī)性和差異性等特點(diǎn)。因此，對(duì)礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查，梳理與總結(jié)，以及對(duì)故障診斷技術(shù)與方法的合理選用等，對(duì)液壓系統(tǒng)故障的快速診斷與維修顯得尤為重要。
3.1溫度過(guò)高
系統(tǒng)產(chǎn)生溫度過(guò)高的主要原因有：（1）冷卻器或吸油管路堵塞；（2）油粘度過(guò)高；（3）內(nèi)泄嚴(yán)重；（4）泵修理后性能差及油位低；（5）壓力調(diào)定過(guò)大；（6）摩擦損失大。相應(yīng)解決方法如為：1）對(duì)冷凝器或吸油管路選用合適的介質(zhì)進(jìn)行高溫、高壓清洗，沖洗過(guò)程中要用外力不斷反復(fù)錘打管壁、以便更好地震落除去殘留管壁的殘?jiān)㈦s物。2）排空油箱，根據(jù)工作情況，選用相應(yīng)對(duì)粘度液壓油。3）查尋油箱漏油處，可能是油位太低，應(yīng)把油位加到正常位置。4）如果是單向泵，則可能是由于接線錯(cuò)誤而導(dǎo)致泵的旋向不對(duì)，此時(shí)應(yīng)改變接線，調(diào)整泵的旋向。5）泵內(nèi)可能有沉渣，應(yīng)進(jìn)行清洗排渣。6）由于磨粒磨損、疲勞磨損、粘著磨損和腐蝕及侵蝕磨損而造成的泵元件嚴(yán)重磨損或損壞，此時(shí)應(yīng)更換泵元件或更換泵。
3.2油液泄漏
造成油液泄漏的主要原因有：（1）油溫、油壓過(guò)高；（2）接頭松動(dòng)或密封失效；（3）工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面過(guò)度磨損；（4）閥等元件失效。 相應(yīng)處理方法為：1）油溫過(guò)高參照上面介紹。2）擰緊油管接頭并檢查是否扣環(huán)或者更換密封。3）研磨修復(fù)磨損表面或者更換磨損嚴(yán)重的元件。4）更換閥等失效元件。
3.3振動(dòng)和噪聲
產(chǎn)生振動(dòng)或噪聲的主要原因有：（1）統(tǒng)進(jìn)入氣或出現(xiàn)空穴現(xiàn)象；（2）零部件出現(xiàn)松動(dòng)或磨損；（3）機(jī)械系統(tǒng)引起的振動(dòng)；（4）油流漩渦、油面過(guò)低；（5）元件堵塞或阻力太大；（6）壓力和流量脈動(dòng)大；（7）閥門(mén)和缸體收到堵塞，泵校正不當(dāng)或油粘度大。
3.4系統(tǒng)無(wú)壓力或者壓力不足
系統(tǒng)無(wú)壓力或者壓力不足，主要原因有：（1）油箱油位過(guò)低；（2）油液粘度過(guò)高；（3）油溫過(guò)高；（4）接頭或密封泄漏；（5）泵轉(zhuǎn)向不對(duì)；（6）電機(jī)故障；（7）主泵或馬達(dá)泄漏過(guò)大；（8）溢流閥調(diào)定值低或失效；（9）泵堵塞或損壞；（10）閥工作失效。
3.5壓力和流量的不穩(wěn)定
壓力和流量不穩(wěn)定的主要原因有：（1）個(gè)別葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)間隙大，高壓油向低壓腔流動(dòng)；（2）油液過(guò)臟，個(gè)別葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)卡住；（3）個(gè)別柱塞與缸體間隙大，漏油大；（4） 結(jié)構(gòu)因素；（5）供油波動(dòng)與吸氣現(xiàn)象。
3.6工作機(jī)構(gòu)動(dòng)作不穩(wěn)定
工作機(jī)構(gòu)動(dòng)作不穩(wěn)定產(chǎn)生的原因及處理辦法為：（1）空氣進(jìn)入系統(tǒng)。此時(shí)應(yīng)檢查油位與密封的完好性。（2）潤(rùn)滑不良，磨擦阻力增大，此時(shí)應(yīng)改善潤(rùn)滑條件，清除臟物。（3）壓力過(guò)低或系統(tǒng)壓力脈沖過(guò)大，不足以克服外界阻力，此時(shí)應(yīng)檢查溢流閥的調(diào)定值是否符合要求，不符合要求應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；節(jié)流管道壁上堆積油液雜質(zhì)或者節(jié)流閥的泄漏導(dǎo)致的不穩(wěn)定，此時(shí)應(yīng)清洗或修理節(jié)流閥。
3.7牽引力過(guò)小
液壓系統(tǒng)發(fā)生此故障的主要原因是主油路壓力低。檢查內(nèi)容及處理方法為：（1）檢查系統(tǒng)是否漏油，如漏油可擰緊接頭，更換密封件或管件。（2）馬達(dá)或主泵泄漏嚴(yán)重，可更換馬達(dá)或主泵。（3）冷卻不良致使油溫過(guò)高，須調(diào)整冷卻水量或水壓至定值。（4）安全閥調(diào)定值不能滿足工況，可重新調(diào)定。（5）補(bǔ)油量不足，可能是輔助泵泄漏量大，需更換新的。
4.在機(jī)械應(yīng)用中的故障診斷技術(shù)與方法
4.1主觀診斷技術(shù)
主觀診斷技術(shù)是目前解決液壓機(jī)械故障最有效、較常見(jiàn)的一種技術(shù)，主要包括：直接經(jīng)驗(yàn)法、邏輯分析法、參數(shù)測(cè)量法、故障樹(shù)分析法等。（1）直接經(jīng)驗(yàn)法。（2）邏輯分析法。（3）參數(shù)測(cè)量法。（4）故障樹(shù)分析法。
4.2儀器診斷技術(shù)
儀器診斷主要是根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、振動(dòng)、噪聲、油的污染、泄漏、執(zhí)行部件的速度、力矩等，通過(guò)儀器顯示或計(jì)算機(jī)運(yùn)算得出判斷結(jié)果。診斷儀器有通用型、專用型、綜合型，其發(fā)展方向是非接觸式、便攜式、多功能和智能化。包括鐵譜記錄法、振動(dòng)診斷法、聲學(xué)診斷法、熱力學(xué)診斷法等。
4.3數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)
數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)是指首先用一定的數(shù)學(xué)手段來(lái)描述系統(tǒng)某些特征量在頻率、相位、幅值及相關(guān)性上與故障之間的關(guān)系，然后通過(guò)測(cè)量、分析、處理這些信號(hào)來(lái)判斷故障源發(fā)生部位。其實(shí)質(zhì)是以動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)和傳感器技術(shù)為手段，以信號(hào)處理與建模處理為基礎(chǔ)的診斷技術(shù)。主要包括功能診斷法、信號(hào)時(shí)-頻域診斷法、隨機(jī)信號(hào)頻率響應(yīng)法等。
機(jī)械傳動(dòng)論文:信息化對(duì)工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的作用
【內(nèi)容摘要】在工業(yè)大環(huán)境下，信息技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為了極有利的競(jìng)爭(zhēng)手段，如何提高現(xiàn)有的生產(chǎn)水平使市場(chǎng)發(fā)展更具有號(hào)召力成為了許多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)需要思考的問(wèn)題，并試圖通過(guò)信息技術(shù)發(fā)展來(lái)強(qiáng)化工程技術(shù)水平，提升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率，幫助優(yōu)化工程配置。本文將主要闡述當(dāng)前工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的主要工作原理及其發(fā)展?fàn)顟B(tài)，結(jié)合現(xiàn)代信息化發(fā)展分析信息化對(duì)其產(chǎn)生推動(dòng)作用的具體表現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械傳動(dòng)技術(shù);信息化發(fā)展;推動(dòng)作用
當(dāng)前我國(guó)社會(huì)已經(jīng)走入新的階段，傳統(tǒng)技術(shù)開(kāi)始逐漸過(guò)渡到信息化科學(xué)技術(shù)，從一定程度上來(lái)說(shuō)技術(shù)手段的發(fā)展使得社會(huì)的各行各業(yè)都有了較大的改變，替換了原有的生產(chǎn)面貌，工程機(jī)械的運(yùn)作也有了較大的突破。而人類社會(huì)發(fā)展也對(duì)新時(shí)期的技術(shù)生產(chǎn)提出了更高的要求。工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)隨著時(shí)展不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善工作，信息化對(duì)其產(chǎn)生了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用，使得改變?cè)心Ｊ剑粩嗵岣吖ぷ餍剩瑤椭档湍茉吹睦速M(fèi)情況，為其提供了更多的應(yīng)用途徑。
一、工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的工作原理及發(fā)展?fàn)顟B(tài)
所謂的工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)就是說(shuō)利用齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和鏈條的銜接、液壓動(dòng)力來(lái)完成一系列的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。每一個(gè)部分都需要進(jìn)行動(dòng)力傳輸來(lái)幫助各個(gè)組成部位能夠隨之運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，并充分發(fā)揮不同的工作職能。工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)主要分為三個(gè)方面，包括機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)、電傳動(dòng)過(guò)程。及時(shí)種機(jī)械傳動(dòng)相對(duì)來(lái)說(shuō)工作原理較為簡(jiǎn)單，它是一種對(duì)動(dòng)力進(jìn)行直接傳遞的工作過(guò)程，各個(gè)動(dòng)力的傳輸需要依賴于齒輪的互相傳動(dòng)以及其他零部件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。第二種流體傳動(dòng)則與前者不同，它主要是通過(guò)液壓形成的動(dòng)力來(lái)完成能量轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程。第三種電傳動(dòng)相比前兩種類型，其應(yīng)用范圍較小，但往往能夠更有效地幫助遠(yuǎn)距離運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化過(guò)程，借助于電能來(lái)帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。在工程機(jī)械領(lǐng)域里，傳動(dòng)設(shè)備一直是核心工作，它能夠?yàn)樯a(chǎn)發(fā)展提供有利條件，創(chuàng)造更好的生產(chǎn)模式推動(dòng)工程發(fā)展。隨著信息技術(shù)在我國(guó)迅猛發(fā)展，工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)也開(kāi)始摒棄原有的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)模式，對(duì)其工作手段進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，充分結(jié)合計(jì)算機(jī)設(shè)備和相關(guān)電子動(dòng)力管理系統(tǒng)來(lái)完善工程技術(shù)，使得領(lǐng)域內(nèi)的生產(chǎn)發(fā)展有了很大的改變，加快了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)步伐。
二、信息化對(duì)工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的推動(dòng)作用
時(shí)代在進(jìn)步，生產(chǎn)發(fā)展也緊跟時(shí)代步伐不斷進(jìn)行創(chuàng)新改革，使其能夠順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展道路。對(duì)于工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)來(lái)說(shuō)也在不斷開(kāi)拓新的發(fā)展模式，力求通過(guò)信息化來(lái)提高工作效率。總體來(lái)說(shuō)，當(dāng)前信息化對(duì)工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的推動(dòng)作用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
(一)信息動(dòng)力閥控制技術(shù)。
在以往的工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)中大多依賴于滑閥對(duì)整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的動(dòng)力進(jìn)行監(jiān)管，從一定角度上來(lái)說(shuō)滑閥控制方式較為基礎(chǔ)，當(dāng)不同的組織部分進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)換過(guò)程時(shí)，滑閥能夠?qū)ζ溥M(jìn)行控制并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)調(diào)整。在早期的工業(yè)活動(dòng)中，滑閥應(yīng)用十分廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也存在著諸多不足之處，對(duì)部件運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程調(diào)控不夠精準(zhǔn)。隨著信息技術(shù)的多方位拓展，新的微電子動(dòng)力控制技術(shù)由此而生。它在原有的工作模式下提供了數(shù)據(jù)支撐作用，能夠在工作過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，使得動(dòng)力閥的控制能夠更加精準(zhǔn)，并開(kāi)始引進(jìn)脈沖開(kāi)關(guān)閥與電磁閥，對(duì)閥控制進(jìn)行了更高層次的升級(jí)過(guò)程，并開(kāi)始向各個(gè)工作環(huán)節(jié)滲透，影響至深。這一改變奠定了信息化在工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)中的重要地位，不僅簡(jiǎn)化了動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，還使得監(jiān)控管理更加精準(zhǔn)和直接。
(二)微機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
液力變矩器一直是流體傳動(dòng)技術(shù)最為關(guān)鍵的組成部分，它主要依賴于液體流動(dòng)通過(guò)渦輪等組織結(jié)構(gòu)來(lái)形成工作脈絡(luò)，并通過(guò)渦輪等組件的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程來(lái)推動(dòng)葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)，來(lái)完成不同程度的自動(dòng)變矩過(guò)程。從工作效率上來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)液力變矩器還存在許多缺陷，往往在工作過(guò)程中由于負(fù)荷較大，無(wú)法正常完成流動(dòng)過(guò)程影響工作流程。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)能量傳輸不充分的情況，最終導(dǎo)致能源損耗產(chǎn)生較大損失。然而，在信息手段的幫助下開(kāi)發(fā)而出的液力傳動(dòng)技術(shù)能夠很好地解決這些問(wèn)題，它能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)處理過(guò)程嵌入到變矩器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力過(guò)程的信息控制和監(jiān)管，來(lái)幫助更好地完成動(dòng)力轉(zhuǎn)換過(guò)程，提高機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)效率。譬如當(dāng)前行業(yè)內(nèi)運(yùn)用較為廣泛的混合動(dòng)力轉(zhuǎn)載機(jī)，大多已經(jīng)沒(méi)有再使用液力變矩器，而是采用一種電機(jī)與行星齒輪互相進(jìn)行轉(zhuǎn)換來(lái)推動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的方式。它能夠在負(fù)荷較大的情況下，實(shí)現(xiàn)二者的互相轉(zhuǎn)換協(xié)作過(guò)程，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效支撐，讓其能夠抵抗較大壓力來(lái)完成正常的變矩工作。除此之外，這類裝置還能夠儲(chǔ)備剎車(chē)帶來(lái)的動(dòng)能，在需要?jiǎng)幽軙r(shí)進(jìn)行能源補(bǔ)給，從而降低工作成本。
(三)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
目前來(lái)說(shuō)，電傳動(dòng)技術(shù)在實(shí)際工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用渠道較為狹窄，這是由于該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所需具備的電磁資源配置要求較高，往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)品質(zhì)配置。許多大型的采礦電輪車(chē)都需要采用電傳動(dòng)裝置。在現(xiàn)實(shí)工作流程中，電傳動(dòng)技術(shù)存在一定的電子技術(shù)基礎(chǔ)，使其能夠與之進(jìn)行有效融合貫通，可以充分簡(jiǎn)化能量轉(zhuǎn)化流程。由此產(chǎn)生的微電子信息處理技術(shù)相比原有的工業(yè)技術(shù)手段和配置上來(lái)說(shuō)有了很大的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)提升，使得運(yùn)用過(guò)程更加易操作，提高了便捷性。例如日本生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的混合型電動(dòng)挖掘機(jī)PC200－8改變了原有的液壓驅(qū)動(dòng)，以一種能量?jī)?chǔ)備手段實(shí)現(xiàn)在部件運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)設(shè)備剎車(chē)和流轉(zhuǎn)過(guò)程的能量進(jìn)行合理保存，這就是所謂的電驅(qū)動(dòng)技術(shù)。除此之外，近年來(lái)行業(yè)內(nèi)還開(kāi)始引進(jìn)和運(yùn)用到各種新型信息技術(shù)手段來(lái)幫助多方位控制作業(yè)流程，強(qiáng)化技術(shù)能力，提高工作效率，并降低了生產(chǎn)成本。無(wú)論是在交通運(yùn)輸行業(yè)還是風(fēng)力發(fā)電等方面都投入了廣泛應(yīng)用，幫助推動(dòng)現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程。
三、信息化工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的積極作用
無(wú)論是哪一種信息化傳動(dòng)技術(shù)，都使得落后的技術(shù)手段發(fā)生改變并提高了工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的可控性。一方面來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)代工業(yè)涉及領(lǐng)域較多，其生產(chǎn)形式和應(yīng)用渠道各種各樣，機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的提升意味著整體的生產(chǎn)水平都能夠上升到更好的層次，包括設(shè)備挖掘、器械打樁等制造方面，使得在實(shí)際的工業(yè)作業(yè)過(guò)程中相關(guān)工作人員能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的掌握，節(jié)省一定的人力物力，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)的發(fā)展，讓現(xiàn)代社會(huì)能夠更有利于人們的生存發(fā)展。另一方面來(lái)說(shuō)，信息化工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展大大地提升了工業(yè)作業(yè)的安全性，從一定程度上能夠有效節(jié)省能源，減少不必要的開(kāi)發(fā)浪費(fèi)，為后代的生存發(fā)展進(jìn)行資源儲(chǔ)備。另外信息化工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)可以適當(dāng)減少有害物質(zhì)的工業(yè)排放，幫助建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境，使得人與自然社會(huì)和諧統(tǒng)一。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，在實(shí)際工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)體系構(gòu)建過(guò)程中信息化的重要性不可忽視，它將直接關(guān)系到工程機(jī)械運(yùn)作過(guò)程中的成本、進(jìn)度及質(zhì)量和效率，乃至環(huán)境保護(hù)。信息化發(fā)展從很大程度來(lái)說(shuō)改變了原有的工業(yè)發(fā)展模式，不斷采用創(chuàng)新技術(shù)手段提高生產(chǎn)開(kāi)發(fā)效率，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的安全性工業(yè)生產(chǎn)。由于筆者自身專業(yè)知識(shí)的缺乏及相關(guān)技術(shù)掌握不夠成熟，該分析研究存在一定缺陷，希望可以為信息化工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展提供一定的理論參考。
作者:陳文旺 單位：唐山百川智能機(jī)器有限公司
機(jī)械傳動(dòng)論文:煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的改進(jìn)方法
1齒輪失效原因分析
1.1設(shè)計(jì)方面
對(duì)煤礦機(jī)械而言，其基本采用低速重載齒輪，此外，煤礦機(jī)械的工作條件以及工作環(huán)境都欠佳。煤礦機(jī)械結(jié)合自身長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，對(duì)齒輪提出了相應(yīng)的要求，然而，這都是齒輪設(shè)計(jì)工作還無(wú)法達(dá)到的。現(xiàn)實(shí)中齒輪的相關(guān)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)，還無(wú)法適用于煤礦機(jī)械，即該類齒輪無(wú)法勝任煤礦機(jī)械的要求。此外，部分齒輪零件指標(biāo)、運(yùn)算方式、準(zhǔn)則等還有待提高與統(tǒng)一。就像齒輪的某些指標(biāo)，如接觸疲勞強(qiáng)度等，對(duì)該強(qiáng)度的剖析運(yùn)算模式依舊采用過(guò)去的Hertz公式，該公式指的是，測(cè)試樣品在經(jīng)受交變應(yīng)力的前提下，根據(jù)其斷裂循環(huán)次數(shù)，最終經(jīng)分析而形成S－N曲線。疲勞設(shè)計(jì)以該曲線為根據(jù)，但是，現(xiàn)實(shí)中會(huì)有許多相關(guān)因素的干擾，這將導(dǎo)致試樣和產(chǎn)品的表面質(zhì)量存有質(zhì)的區(qū)別。
1.2制造加工方面
在制造加工方面也有一定的問(wèn)題，如制造出來(lái)的齒輪質(zhì)量無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)。在制造大齒輪的時(shí)候，成品可能存有許多方面的缺陷，如砂眼、化學(xué)成分偏析以及氣孔等。鍛造比是齒輪鍛造時(shí)需要十分注意的問(wèn)題，因?yàn)槠渲苯雨P(guān)系到材質(zhì)的性能。此外，沒(méi)有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行恰到好處的熱處理，齒面硬度也由于調(diào)質(zhì)處理方面的欠缺，使產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如一些成品的硬度只有HB17O～HB2O0上下的水平。對(duì)齒輪進(jìn)行淬火處理時(shí)，由于其齒面并沒(méi)有統(tǒng)一的硬度且淬硬層不深，這將導(dǎo)致淬火裂紋，同時(shí)存有一定的內(nèi)應(yīng)力。就采掘機(jī)械來(lái)說(shuō)，其采用的齒輪普遍具有以下特點(diǎn)：一是滲碳層不深，不同部位的硬度差別大；二是加工精度欠佳，在加工較大模數(shù)齒輪的時(shí)候，會(huì)有齒形超差與徑向跳動(dòng)的情況產(chǎn)生，此外，齒面的粗糙水平超出了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這些因素的綜合作用將令齒輪的接觸精度降低；另一方面，其對(duì)齒輪的使用年限與承載性能也有較大的影響。
1.3安裝使用方面
大部分的煤礦現(xiàn)場(chǎng)都欠缺完善的機(jī)械安裝準(zhǔn)則與技術(shù)，其極大程度地依賴于經(jīng)驗(yàn)施工。此外，測(cè)量?jī)x器有所欠缺，這就無(wú)法實(shí)現(xiàn)安裝質(zhì)量的平穩(wěn)，從技術(shù)層次來(lái)看，齒輪的安裝情況不容樂(lè)觀，其體現(xiàn)在齒輪接觸面積、軸中心線、中心距、水平度和輪齒嚙合間隙等方面。新的齒輪安裝以后，因?yàn)闊o(wú)法較大限度地實(shí)現(xiàn)跑合，此外，因?yàn)闀r(shí)間有限，跑合趨于表面流程，即倘若有運(yùn)行的聲響，就可以拿來(lái)運(yùn)用了，不能實(shí)現(xiàn)跑合的規(guī)范與目的，沒(méi)有對(duì)齒輪與減速箱進(jìn)行規(guī)定時(shí)間間隔的清潔，造成潤(rùn)滑油脂的使用與選取不當(dāng)以及缺油等。如采掘機(jī)械，經(jīng)常有雜質(zhì)、煤粉等物質(zhì)進(jìn)入該機(jī)械的減速器內(nèi)，一些違規(guī)操作使機(jī)械運(yùn)行功率超過(guò)了限額，齒輪無(wú)法承受更大的力矩。
2改進(jìn)途徑
2.1設(shè)計(jì)方面
在限定煤礦機(jī)械齒輪大小與形狀的前提下，怎樣提升該機(jī)械的使用年限以及增加其強(qiáng)度，這是令許多學(xué)者與工人困擾的難題。改進(jìn)齒輪對(duì)煤礦機(jī)械，尤其是采掘運(yùn)輸機(jī)械來(lái)說(shuō)，顯得非常重要。采掘運(yùn)輸機(jī)械由于自身的工作特點(diǎn)，造成了其齒輪要有巨大的承載能力與足夠強(qiáng)的抵抗沖擊載荷的能力，如該齒輪要經(jīng)受住1600MPa的接觸耐久性極限強(qiáng)度，1200MPa的彎曲極限應(yīng)力強(qiáng)度。因此，齒輪設(shè)計(jì)所需的技術(shù)含量逐步提升，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)齒輪顯得尤為關(guān)鍵。關(guān)于優(yōu)化設(shè)計(jì)，其涵蓋了優(yōu)化選材、先進(jìn)的加工技術(shù)、載荷的精準(zhǔn)運(yùn)算、提高齒輪表層光潔水平、有效的潤(rùn)滑參數(shù)、優(yōu)化齒形結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度計(jì)算公式的修正以及提升整體化、標(biāo)準(zhǔn)化水平等內(nèi)容。
2.2選擇材料方面
選取材料來(lái)制作齒輪的時(shí)候，先得合理分析該材料是否能滿足相關(guān)的工藝指標(biāo)以及強(qiáng)度要求等。借鑒工業(yè)水平先進(jìn)的其他國(guó)家并與自身實(shí)際情況相結(jié)合，得出我國(guó)可以選用低碳合金滲碳鋼來(lái)當(dāng)作制造齒輪的材料。倘若齒輪要經(jīng)受沖擊與承載，那么應(yīng)該選取含有鎳元素的鋼材，該類鋼材的成分基本為Ni-Cr－Mo與Ni－Cr的合金滲碳鋼；倘若齒輪所需承載的負(fù)荷沒(méi)有太大的波動(dòng)，或者是模數(shù)與功率都不大的齒輪，其選用的材料可以是無(wú)Ni－Mn鋼。該類滲碳合金鋼都具有較低的碳含量，其均值不超過(guò)0．2%，在材料所含有的化學(xué)元素中，Ni可以增加鋼的韌性，Cr可以使鋼在耐磨與淬透這兩方面的性能得到提升，而Mo、Mn都可以提升鋼的淬透性。要探究與開(kāi)發(fā)出具有良好淬透性的滲碳齒輪鋼，其淬透性比較緊密，能夠?qū)崿F(xiàn)其在不發(fā)生較大變形的前提下而生成一定的芯部硬度。要盡可能采用冶金性能優(yōu)越的質(zhì)量好的電渣重熔合金鋼以及真空脫氣精煉鋼，該類材料含有的雜質(zhì)少，整體致密度比較良好，韌性與塑性也相當(dāng)優(yōu)越。此外，其還在一定程度降低了機(jī)械性能，提升了各向同性水準(zhǔn)。選取該類材料來(lái)制造齒輪，其性能會(huì)超出一般齒輪，就像在齒輪極限負(fù)荷與接觸疲勞壽命方面，特殊材質(zhì)的齒輪性能會(huì)比一般齒輪強(qiáng)數(shù)倍甚至數(shù)10倍。
2.3加工工藝方面
對(duì)滾輪進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候，不可將精、粗滾工序混在一起，而是應(yīng)該分別處理，即在滾刀作用下進(jìn)行粗切應(yīng)放在前面的工序，接著進(jìn)行精滾齒，該過(guò)程是為了確保滾刀能有較小的誤差，此外，該過(guò)程應(yīng)用的工具是專用滾刀，對(duì)于切齒的深度，要求在零位左后。此外，切齒深度是通過(guò)百分表來(lái)調(diào)控的，該過(guò)程所使用的精滾齒滾刀，其齒形有相應(yīng)的要求，即誤差要在0.03mm以下。通常情況下，齒形加工不得低于9級(jí)精度。對(duì)齒輪的齒面也有相應(yīng)要求，如其粗糙度要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)齒輪進(jìn)行打磨之后，緊接著進(jìn)行拋光工序，通常情況下，使用的是振動(dòng)拋光或者是電拋光，該工序能夠提升表面粗糙度，倘若表面粗糙度不夠良好，那么該齒輪的使用年限要比粗糙度優(yōu)越的齒輪壽命少18倍左右。
2.4熱處理方面
齒輪芯部過(guò)渡區(qū)至表層的剪切強(qiáng)度與其表面硬度，這兩方面直接與煤礦機(jī)械齒輪的承載能力相掛鉤。倘若要提升該類齒輪的硬度，最有效的方式就是采用深層滲碳淬火，該方法能夠使齒輪芯部的硬度得到相當(dāng)大的提升。此外，其還可以使齒輪的硬化層達(dá)到足夠的深度，且在過(guò)渡區(qū)也不會(huì)有過(guò)大的殘余拉應(yīng)力。齒輪表面的碳含量也有相應(yīng)的指標(biāo)，通常情況下，要求在0.8%~1%這個(gè)區(qū)間，此外，齒輪內(nèi)部到表層的硬度要逐步過(guò)渡，不能有較大的跨度。回火以及淬火都是滲碳齒輪要經(jīng)歷的工序，這些工序能夠讓齒輪表層有HRC58～62的硬度，并能在一定程度上降低甚至消除齒輪內(nèi)存有的殘余內(nèi)應(yīng)力。氮、碳共滲工藝具有突出的優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行該工藝的時(shí)候要對(duì)氮量進(jìn)行一定的調(diào)控，即其滲人深度應(yīng)小于0.2mm，這不僅有壓應(yīng)力生成，且可以令表層得到硬化。經(jīng)該工序處理的齒輪要比普通滲碳齒輪性能優(yōu)越很多。由于人工時(shí)效處理通常會(huì)安排在熱處理之后，以進(jìn)一步提升成品性能。
2.5表面強(qiáng)化處理
在一般情況下，齒輪經(jīng)受的一道工序就是齒根與齒面的噴丸強(qiáng)化處理，磨齒以及滲碳淬火工序一般在該工序之前進(jìn)行。當(dāng)齒輪表層經(jīng)受細(xì)微型的球形彈丸的沖擊時(shí)，在齒輪次表層就會(huì)有一薄層出現(xiàn)，且該薄層具有相當(dāng)高的殘余壓應(yīng)力，這使齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度提升了數(shù)10倍，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度也得到緩解，這有助于抑制裂紋延展。該工序可以提升齒輪的潤(rùn)滑性能；可以提高齒輪的沖擊抵抗能力；能夠消除齒輪由于加工所導(dǎo)致的表面缺陷以及相關(guān)應(yīng)力；可以降低點(diǎn)蝕，提升齒輪的耐久性能。通過(guò)相關(guān)資料可知，沒(méi)有經(jīng)過(guò)噴丸處理的齒輪，其使用壽命要比經(jīng)噴丸處理的齒輪短近6倍。
3結(jié)語(yǔ)
我國(guó)常見(jiàn)的煤礦機(jī)械設(shè)備事故已經(jīng)成為妨礙我國(guó)煤礦挖掘和運(yùn)輸?shù)闹匾蛩兀渲袀鲃?dòng)齒輪失效是造成煤礦機(jī)械設(shè)備事故的重要誘因。因此，對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備中傳動(dòng)齒輪失效的形式及原因進(jìn)行研究，有助于降低煤礦機(jī)械設(shè)備事故率，保障煤礦從業(yè)人員的人身安全。
作者：張金萍單位：白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械傳動(dòng)論文:煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪質(zhì)量及使用壽命
1齒輪失效的具體原因分析
（1）初始設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致不能很好地實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。煤礦機(jī)械工作環(huán)境的特殊性，決定了煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)與其他傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)原則不同。如果在設(shè)計(jì)齒輪過(guò)程中，沒(méi)有考慮煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪工作環(huán)境的特殊性以及使用條件，仍然按照過(guò)去那種設(shè)計(jì)理念和方法去進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏針對(duì)性的相關(guān)研究與試驗(yàn)，那么就會(huì)造成設(shè)計(jì)的齒輪參數(shù)達(dá)不到技術(shù)要求，就不能與不同煤礦機(jī)械的實(shí)際工況和條件緊密結(jié)合，比如說(shuō)設(shè)計(jì)齒輪在選擇材料時(shí)輪齒材料硬度不夠，就很容易出現(xiàn)點(diǎn)蝕，導(dǎo)致明顯的齒面損傷。
（2）在加工制造過(guò)程中，制造工藝如果存在缺陷，也會(huì)使齒輪質(zhì)量達(dá)不到相應(yīng)的技術(shù)要求，甚至出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量低劣。比如說(shuō)在鍛造齒輪過(guò)程中，不注意齒輪材料的一些缺陷，如氣孔和砂眼等，或者是齒輪模數(shù)不足，都會(huì)導(dǎo)致材質(zhì)性能下降，還有就是熱處理工藝質(zhì)量不過(guò)關(guān)，齒面硬度難以達(dá)到技術(shù)要求，淬火處理硬度不均以及加工精度偏低，這些都會(huì)影響齒輪的精度，直接影響齒輪的承載能力及使用壽命。
（3）在安裝使用的過(guò)程中，如果安裝不規(guī)范，就無(wú)法保障安裝度，造成安裝質(zhì)量不穩(wěn)定的情況發(fā)生，達(dá)不到齒輪安裝技術(shù)要求以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。齒輪在安裝過(guò)程中，要考慮多方面的因素，比如說(shuō)齒輪軸中心線的平行度、水平度、接觸面積以及輪齒嚙合間隙等，這都會(huì)影響齒輪的工作壽命。如果安裝以后，沒(méi)能經(jīng)過(guò)一定工作量的跑合過(guò)程，過(guò)早投入使用，會(huì)使齒輪提前達(dá)到疲勞強(qiáng)度，這就大大縮短了齒輪的使用壽命。還有如果安裝以后工作的過(guò)程中，不能及時(shí)地更換潤(rùn)滑油脂，或者油脂達(dá)不到技術(shù)要求，甚至因?yàn)椴唤?jīng)常檢查機(jī)械設(shè)備造成漏油、缺油的情況發(fā)生。還有就是不能定期清洗減速箱和齒輪，使減速器內(nèi)混入一些煤粉及其他雜物，或者是操作不規(guī)范，這些情況都會(huì)使機(jī)械超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使齒輪超出其承載能力，縮短齒輪的使用壽命。
2提高齒輪質(zhì)量及使用壽命的途徑
（1）從設(shè)計(jì)上著手在不改變齒輪外形尺寸的前提下，如何提高齒輪的強(qiáng)度和壽命是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題。煤礦機(jī)械由于其工作條件的特殊性，首先要從設(shè)計(jì)上入手，改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)要求，增大齒輪應(yīng)力極限強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度等，這就需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)一步突破科研技術(shù)的限制。一般情況下，優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有強(qiáng)度計(jì)算公式的修正、齒輪載荷的計(jì)算、優(yōu)化齒形結(jié)構(gòu)、合理選擇材料、提高表面光滑度、有效的潤(rùn)滑度以及合理的硬度和裝配要求等。比如說(shuō)在閉式齒輪傳動(dòng)中，通常要保障齒面接觸疲勞強(qiáng)度，對(duì)于齒面硬度很高、齒芯強(qiáng)度低的齒輪或者是材質(zhì)較脆的齒輪，通常要優(yōu)先保障齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度。功率較大的傳動(dòng)，齒輪發(fā)熱量較大，易于導(dǎo)致潤(rùn)滑不良及輪齒的膠合損傷，為了控制溫度的過(guò)快升高，應(yīng)該進(jìn)行散熱能力的計(jì)算。對(duì)于開(kāi)式傳動(dòng)齒輪，可以視具體需要適當(dāng)增加模數(shù)。表1列舉了幾種比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。
（2）材料的選擇方面由輪齒一般的失效形式可以知道，設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)該保障齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合以及抗塑性形變的能力，而齒根必須要有高的疲勞強(qiáng)度，也就是說(shuō)要有較高的抗折斷能力。所以說(shuō)，對(duì)齒輪材料的基本要求就是齒輪的齒面要硬，而齒芯要有較好的韌性。一般而言，礦山機(jī)械設(shè)備的齒輪傳動(dòng)功率很大，工作速度較低，周?chē)h(huán)境中煤炭粉塵含量較高，根據(jù)這一具體使用環(huán)境，煤礦機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)齒輪往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料，當(dāng)然這也要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。比如說(shuō)用冶金質(zhì)量好的真空脫氣精煉鋼以及電渣重熔合金鋼來(lái)制造出的齒輪具有較高的純度和較好的致密度，塑性和韌性都非常好，含有的氮、氧及其他雜質(zhì)很少，這就有效減少了材料機(jī)械性能的各向異性，使齒輪接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度大大增加，使齒輪使用壽命增加。試驗(yàn)表明：用電渣重熔鋼制造的齒輪在過(guò)載區(qū)內(nèi)的壽命比普通電爐鋼制造的齒輪壽命平均提高6倍,而用精煉鋼則提高4倍。表1齒輪斷裂、點(diǎn)蝕、剝落影響因素表注:↗代表增加；↗↗代表明顯增加；代表下降；代表明顯下降。
（3）從加工工藝和熱處理方面入手提高齒輪加工精度以及表面硬度，還要注重表面的強(qiáng)化處理。為了減少齒輪在傳動(dòng)中的磨損現(xiàn)象，一般是降低齒輪的表面粗糙度和提高加工精度。在進(jìn)行齒輪加工時(shí)，每一步工序都應(yīng)該按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作，要分清粗滾、精滾工序的流程，先用滾刀進(jìn)行粗切，然后再用專用的滾刀進(jìn)行精加工，保持滾刀精度并用百分表來(lái)控制切齒深度，誤差控制在零位附近，確保加工精度。還有就是齒輪的表面粗糙度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，通常情況下采用研磨、磨削以及拋光等工藝手段可以改善齒輪齒面的粗糙度，有利于增加齒輪的使用壽命。另外就是對(duì)齒面的修形、齒形修緣等，能減輕嚙合過(guò)程中偏載現(xiàn)象，提高齒輪承載能力。要提高齒輪的表面硬度，可以采用各種滲入工藝，比如可以采用滲碳淬火的熱處理工藝使齒面獲得較高的硬度，而齒芯仍然硬度較低，保持了良好的韌性，由齒輪表面到齒芯的硬度梯度要緩和，以適應(yīng)傳動(dòng)機(jī)械設(shè)備的工作要求。經(jīng)過(guò)滲碳淬火或者磨齒后，尚需對(duì)齒輪做的強(qiáng)化處理，主要是采用噴丸強(qiáng)化的方式，噴丸強(qiáng)化表面的電拋光或者是振動(dòng)拋光可以去除一定的表面層厚度并降低表面粗糙度，有效地抵抗破壞性的沖擊，減少齒輪點(diǎn)蝕，增大耐久極限。任意尺寸的齒輪都可以采用噴丸強(qiáng)化處理的方式來(lái)增強(qiáng)齒輪齒根的抗彎曲疲勞性能，提高齒輪疲勞壽命，齒輪噴丸與不噴丸相比壽命可提高6倍。
（4）安裝齒輪要進(jìn)行正確的安裝運(yùn)行，才能提高使用壽命。經(jīng)過(guò)一定的試驗(yàn)表明，安裝齒輪時(shí)，正確調(diào)整齒輪兩軸間的平行度和垂直度，可以有效避免間隙過(guò)大、過(guò)小以及扭斜等問(wèn)題的產(chǎn)生，使齒輪的嚙合間隙合適，另外提高減速器齒輪副的安裝精度對(duì)提高齒輪的承載能力、減少磨損以及提高使用壽命有著很大的影響，不管是新安裝、檢修或者更換安裝，都應(yīng)該嚴(yán)格遵守安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。新齒輪在安裝使用時(shí)，首先要進(jìn)行充分的跑合，達(dá)到一種的工作狀態(tài)，要注意的是為保障安裝精度及正常的嚙合，齒輪更換時(shí)應(yīng)該成對(duì)進(jìn)行更換，然后要進(jìn)行科學(xué)地維護(hù)管理，定期進(jìn)行檢測(cè)，了解齒輪的磨損狀況，開(kāi)展故障診斷，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行處理。還要定時(shí)檢查減速箱的工作情況，及時(shí)更換油脂，防止其他異物進(jìn)入，一旦發(fā)現(xiàn)，及時(shí)清掃，改善減速器密封性，防止漏油情況的發(fā)生，最重要的是要嚴(yán)格按照規(guī)則進(jìn)行操作，不能超負(fù)荷工作。
（5）加強(qiáng)齒輪潤(rùn)滑性能，防止磨損過(guò)快齒輪的潤(rùn)滑應(yīng)該引起足夠的重視，應(yīng)按照理論規(guī)律進(jìn)行齒輪潤(rùn)滑參數(shù)設(shè)計(jì)，同時(shí)要根據(jù)不同的齒輪材質(zhì)，選用不同的油脂，一般對(duì)于傳遞負(fù)荷較輕的齒輪，應(yīng)該選用純礦物油，而對(duì)于傳遞負(fù)荷較大，且所處工作環(huán)境較為復(fù)雜的齒輪，應(yīng)該選用極壓齒輪油。潤(rùn)滑油粘度選擇的主要依據(jù)是齒輪的切線速度，對(duì)于速度不高的齒輪，宜選用黏度高一些油來(lái)潤(rùn)滑，對(duì)速度較高的齒輪傳動(dòng)，要用噴油潤(rùn)滑，宜選用黏度低的潤(rùn)滑油。齒輪的潤(rùn)滑效果會(huì)影響齒輪的齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合以及塑性變形的狀況，所以應(yīng)該根據(jù)各類潤(rùn)滑工況對(duì)齒面強(qiáng)度的影響進(jìn)行具體分析,結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法，從而提高齒輪使用壽命。
3結(jié)語(yǔ)
煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪是整個(gè)傳動(dòng)設(shè)備的核心部件，所以說(shuō)它的使用壽命就決定著整個(gè)機(jī)械設(shè)備的使用壽命。煤炭的開(kāi)采關(guān)乎著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，要從根本上著手，不斷結(jié)合實(shí)際情況，去探索提高齒輪質(zhì)量和使用壽命的有效途徑，減少煤礦安全事故，增大產(chǎn)出，為國(guó)家的建設(shè)貢獻(xiàn)出更大的力量。
作者：韓蕓芳單位：吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械傳動(dòng)論文:機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展探索
1機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的萌芽
因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)是機(jī)械不可缺少的組成部分，所以傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械是同時(shí)產(chǎn)生的，甚至可以說(shuō)，因?yàn)橛辛藗鬟\(yùn)裝置，機(jī)械才得以產(chǎn)生。比如，我國(guó)春秋時(shí)期即已經(jīng)廣泛使用的桔槔，便可以視為簡(jiǎn)單的機(jī)械，其中，最為智慧的，就是杠桿原理的運(yùn)用，而這里的杠桿，恰恰就是傳動(dòng)系統(tǒng)，可見(jiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械中的重要作用，同時(shí)也說(shuō)明，對(duì)于機(jī)械的不自覺(jué)使用，早在春秋時(shí)期，智慧的先人就已經(jīng)開(kāi)始了。另外，指南車(chē)是展示我國(guó)先人智慧的又一發(fā)明，這是利用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和離合裝置來(lái)指示方向的車(chē)輛。關(guān)于指南車(chē)的記載，雖有神話成分，或存在史實(shí)上的矛盾，但《宋史?輿服志》記載的指南車(chē)結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)范，尤其是齒輪大小和齒數(shù)的詳細(xì)記載，不僅證明指南車(chē)在我國(guó)古代確實(shí)存在，也顯示了我國(guó)古代機(jī)械制造的高超水平。另?yè)?jù)考證，早在戰(zhàn)國(guó)到西漢之間，機(jī)械傳動(dòng)的重要標(biāo)志——齒輪，就已經(jīng)誕生了，另參酌其他古籍，當(dāng)可推知，指南車(chē)的發(fā)明，肯定早于宋代，中國(guó)古代科技史學(xué)家王振鐸認(rèn)為，三國(guó)時(shí)[期的馬鈞發(fā)明了指南車(chē)，頗為可信。放眼國(guó)外，關(guān)于機(jī)械的記載與使用也比較早。早在古希臘時(shí)期，就有機(jī)械傳動(dòng)的記載。羅馬時(shí)代，則發(fā)明了水力驅(qū)動(dòng)，木制齒輪傳動(dòng)的“谷物碾磨機(jī)”，后來(lái)，瑞典人在谷物磨中率先采用了斜齒輪傳動(dòng)，在傳動(dòng)技術(shù)史上稱得上是突破，只不過(guò)，這種斜齒輪是由石頭制成的，在材料上顯得過(guò)于原始。進(jìn)入14世紀(jì)，以時(shí)鐘的發(fā)明為標(biāo)志，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)飛躍。因?yàn)闀r(shí)鐘比較精細(xì)，傳動(dòng)齒輪自然也需要精密化、小巧化，于是，人們開(kāi)始研究金屬齒輪。先人的智慧值得景仰，但在工業(yè)革命之前，各類傳動(dòng)系統(tǒng)也和機(jī)械本身一樣，處于原始階段。直到18世紀(jì)初，蒸汽機(jī)進(jìn)入實(shí)用，相續(xù)在礦井排水、鐵路機(jī)車(chē)、加工制造等領(lǐng)域大顯身手，現(xiàn)代意義的機(jī)械才得以產(chǎn)生。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，蒸汽機(jī)是機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)，它的飛躍對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)自然提出了更高的需求，從那以后，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的金屬齒輪傳動(dòng)得到了極大應(yīng)用。
2機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展
19世紀(jì)末，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)獲得廣泛使用，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)提出了更高要求，到20世紀(jì)初期，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)有了很大發(fā)展，直齒輪、斜齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)相繼問(wèn)世，性能、精度及耐久性方面都有了很大發(fā)展，基本上可以滿足機(jī)械工業(yè)的需要。20世紀(jì)40年代后，齒輪幾何學(xué)逐漸發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，齒形、嚙合及齒輪之間的展成關(guān)系，可以通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)化，這使得機(jī)械傳動(dòng)真正成為一門(mén)科學(xué)。在計(jì)算的支撐下，研究人員逐步掌握了齒輪傳動(dòng)的表面接觸強(qiáng)度及輪齒彎曲強(qiáng)度，基于動(dòng)載荷的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)也初步成型，并應(yīng)用于高速重載的汽輪發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。這期間，研究人員還提出了齒輪齒廓和齒向修形設(shè)計(jì)的方法，以提高承載能力。進(jìn)入20世紀(jì)60年代，肇端于美國(guó)的宇航技術(shù)取得突破性進(jìn)展，導(dǎo)航系統(tǒng)、火箭助推器對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求非常高，不僅要求傳動(dòng)系統(tǒng)體積小、承載能力強(qiáng)，性更成為首要的考量標(biāo)準(zhǔn)。為此，研究人員不遺余力，對(duì)直齒、斜齒、錐齒的表面疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了深入研究，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男栽鲩L(zhǎng)試驗(yàn)，通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的原材料和齒輪的嚙合性不僅關(guān)乎其承載能力，也與其性密切相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)促成了非金屬材料（如高強(qiáng)度塑料）齒輪的產(chǎn)生。進(jìn)入70年代后，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更有了飛躍式的發(fā)展，空間嚙合理論成為這一時(shí)期的亮點(diǎn)，研究人員相繼推出曲線錐齒輪、環(huán)面蝸桿、點(diǎn)接觸蝸桿及圓弧齒輪等新式傳動(dòng)系統(tǒng)，極大推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。值得一提的是，我國(guó)正是在這一時(shí)期，在機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家，達(dá)到了世界先進(jìn)國(guó)家的水平。20世紀(jì)80年代以后，隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更是突飛猛進(jìn)，在空間嚙合理論的推動(dòng)下，少齒差行星傳動(dòng)、變型伺服傳動(dòng)、新型蝸桿傳動(dòng)等新型傳動(dòng)系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，彈性變形理論、制造誤差的嚙合理論、局部共軛理論及失配嚙合理論，都達(dá)到很高水平，齒間載荷分配和應(yīng)力分析也得到廣泛應(yīng)用。這期間，傳動(dòng)系統(tǒng)減振降噪研究，也成為一個(gè)熱點(diǎn)，并獲得諸多成果，輪齒三維任意可控修形設(shè)計(jì)便是其中最為重要的創(chuàng)舉，根據(jù)輪齒修形的要求，多自由度數(shù)控齒輪加工機(jī)床紛紛問(wèn)世。傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究更為深入，研究人員提出了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷、狀態(tài)監(jiān)控和失效預(yù)警的思路，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)控與診斷軟件，用于冶金、船舶、電廠等大型關(guān)鍵設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)，使之走上了智能化的臺(tái)階，取得了較好的效果。同時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的研究由微觀返向宏觀，即傳動(dòng)系統(tǒng)的研究并不單純以傳動(dòng)系統(tǒng)為對(duì)象，而是把機(jī)械作為一個(gè)整體來(lái)研究，傳動(dòng)系統(tǒng)與整機(jī)的匹配、協(xié)調(diào)，越來(lái)越受到重視。
3機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的展望
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)的模式早已不再局限于齒輪、鏈條等接觸式傳動(dòng)，通過(guò)電磁感應(yīng)原理來(lái)傳遞動(dòng)力的非接觸傳動(dòng)（如電磁軸承、電磁傳動(dòng)等）已進(jìn)入實(shí)用，與傳統(tǒng)的接觸式傳動(dòng)相比，非接觸傳動(dòng)具有無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，傳統(tǒng)的軸承等接觸式傳動(dòng)，仍大有用武之地。今后，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的研究，應(yīng)在優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，探尋創(chuàng)新型傳動(dòng)模式，在一段時(shí)間內(nèi)，研究重點(diǎn)仍然是前者。大體來(lái)說(shuō)，機(jī)械傳動(dòng)的研究方向主要有以下幾點(diǎn)：
3.1提高機(jī)械傳動(dòng)的信息化、智能化水平信息化和智能化是現(xiàn)代社會(huì)的重要特征之一，涉及到生產(chǎn)、生活的方方面面，機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域也不能例外。機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息化和智能化，即根據(jù)原動(dòng)力系統(tǒng)的效率特征和執(zhí)行系統(tǒng)的功能要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)功率和速比的實(shí)時(shí)控制，從而使原動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)趨于匹配與融合，這一研究也是機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的重要基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)科研人員的不懈努力，傳動(dòng)系統(tǒng)的信息化與智能化，以至于機(jī)械裝備的信息化和智能化，已經(jīng)獲得重大進(jìn)展，在汽車(chē)、工程機(jī)械和軍工機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，自動(dòng)變速傳動(dòng)是最為主要的信息化、智能化傳動(dòng)模式，一般來(lái)說(shuō)，包括三種形式，即機(jī)械自動(dòng)變速ASM（Automaticshiftmanualtransmisson）、液力機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)AT（Automatictransmission）和無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)CVT（Continuouslyvariabletransmission），這三種傳動(dòng)形式的技術(shù)已相當(dāng)成熟，代表著傳動(dòng)技術(shù)信息化、智能化的主流。但在國(guó)內(nèi)，相對(duì)而言，AT、CVT技術(shù)還存在較大差距，應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)。
3.2傳動(dòng)系統(tǒng)新材料的突破現(xiàn)代材料科學(xué)肇端于20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星之后，人們認(rèn)識(shí)到，先進(jìn)材料對(duì)于高科技的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，此后，材料科學(xué)成為人們耳熟能詳?shù)臒衢T(mén)詞匯。在傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，新材料的運(yùn)用也方興未艾，比如梯度材料、陶瓷材料、納料材料、高分子聚合物、智能材料、表面涂層及自修復(fù)材料等，均以其鮮明而獨(dú)特的性能特點(diǎn)，推動(dòng)著機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和性能的提高。材料科學(xué)是多學(xué)科交叉與結(jié)合的結(jié)晶，是一門(mén)與工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué)，我國(guó)材料科學(xué)的研究水平位居世界前列，有些領(lǐng)域甚至居于世界經(jīng)驗(yàn)豐富水平，我們應(yīng)保持并發(fā)揮這一優(yōu)勢(shì)，將其擴(kuò)展到機(jī)械傳動(dòng)等生產(chǎn)領(lǐng)域，為國(guó)民生產(chǎn)提供科學(xué)技術(shù)支持。
3.3提升機(jī)械傳動(dòng)的適應(yīng)性現(xiàn)代機(jī)械工程的發(fā)展日新月異，對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，比如，宇宙空間的高真空、微重力、大溫差，海洋環(huán)境下的海水腐蝕，以及強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)強(qiáng)電場(chǎng)等特殊（極端）環(huán)境下的機(jī)械，就需要與該環(huán)境相適應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。這類特殊（極端）環(huán)境下的傳統(tǒng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及其適應(yīng)性研究，以及傳動(dòng)系統(tǒng)在該環(huán)境下的服役特性研究，也是我們下一步研究的重點(diǎn)。此外，微機(jī)械中的微型傳動(dòng)系統(tǒng)，也是一個(gè)重要的研究方向。因?yàn)槌叨刃?yīng)的影響，微型傳動(dòng)系統(tǒng)與普通機(jī)械傳動(dòng)的工作原理和性能特征均有很大不同，當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸小到微米或納米級(jí)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很多新的科學(xué)問(wèn)題。比如傳動(dòng)副元件的表面積與體積之比增大，表面力學(xué)、表面物理效應(yīng)將起主導(dǎo)作用，同時(shí)微傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦學(xué)、熱傳導(dǎo)與常規(guī)尺度的傳動(dòng)系統(tǒng)不同，這就需要加大研究力度。
4結(jié)語(yǔ)
本文回顧了機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程，并對(duì)其研究方向作了簡(jiǎn)要的展望。傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械的重要組成部分，是決定機(jī)械發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著科技的發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)也與原動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。總體來(lái)說(shuō)，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展是朝著高效率、重荷載、低噪音，適用性強(qiáng)且成本低的方向發(fā)展，并特別強(qiáng)調(diào)傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)境意識(shí)。
作者：張森單位：晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械傳動(dòng)論文:煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效問(wèn)題及處理
摘要：煤礦工作一般都是比較嚴(yán)謹(jǐn)和危險(xiǎn)的工作，煤礦機(jī)械故障不僅影響著工程的進(jìn)度，降低生產(chǎn)效率，也影響著施工人員的生命安全，而傳動(dòng)齒輪的失效問(wèn)題是煤礦機(jī)械最為常見(jiàn)的問(wèn)題，所以加強(qiáng)對(duì)傳動(dòng)齒輪失效問(wèn)題的研究具有重要的意義，文章先分析傳動(dòng)齒輪失效的表現(xiàn)形式，進(jìn)而探索出現(xiàn)這些問(wèn)題的原因，經(jīng)過(guò)研究得出避免傳動(dòng)齒輪失效的有效措施。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；傳動(dòng)齒輪；失效；有效措施
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，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)需要潤(rùn)滑油的幫助，在強(qiáng)重力作用下，齒輪間的潤(rùn)滑油不能及時(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，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)齒輪的工作需要潤(rùn)滑油的不斷補(bǔ)充，一旦缺少潤(rùn)滑油就會(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，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進(jìn)行的計(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，好經(jīng)過(guò)研究確定選材，確定潤(rùn)滑油等，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障傳動(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)該有專業(yè)人士來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)，運(yùn)用專業(yè)的工具輔助安裝，較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，潤(rùn)滑油也要及時(shí)補(bǔ)充，保障傳動(dòng)齒輪是在潤(rùn)滑油的輔助下工作，此外，潤(rùn)滑油不能摻入雜質(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，保障傳動(dòng)齒輪的正常工作是保障煤礦機(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)，將失效概率降到低，提高生產(chǎn)效率。
作者：王凱 單位：四川省煤炭設(shè)計(jì)研究院
機(jī)械傳動(dòng)論文:煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效問(wèn)題及對(duì)策
引言
從客觀現(xiàn)實(shí)來(lái)看，我國(guó)礦山機(jī)械事故的發(fā)生概率大，最根本的原因在于對(duì)齒輪機(jī)械的故障分析水平低。從另一方面來(lái)看，由于井下工程建設(shè)生產(chǎn)的環(huán)境十分惡劣，對(duì)工程生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生直接的影響，與此同時(shí)在生產(chǎn)的建設(shè)過(guò)程中，對(duì)人的身體也會(huì)產(chǎn)生直接傷害。在井下的生產(chǎn)中，機(jī)械的使用通常是在白天進(jìn)行的，而工人也是以三班倒形式進(jìn)行輪流工作，這些客觀因素都會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)械更容易出現(xiàn)故障，如果不能做到及時(shí)的維護(hù)，那么對(duì)日常工作將產(chǎn)生極其惡劣的影響。
1傳動(dòng)齒輪失效的成因分析
現(xiàn)代井下運(yùn)輸基本上都依靠齒輪運(yùn)輸作為主要的運(yùn)輸基礎(chǔ)支持。而齒輪的常見(jiàn)性問(wèn)題成因則主要分為以下幾點(diǎn)。
1）磨損。井下煤礦運(yùn)輸，主要由于地質(zhì)條件的影響，其工作量十分大，這樣就導(dǎo)致齒輪經(jīng)常處于高負(fù)荷狀態(tài)下工作。而這些都會(huì)加重工作的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致在生產(chǎn)中產(chǎn)生較大影響。而齒輪磨損，則成為了最主要的損傷形式之一。在進(jìn)行基層生產(chǎn)的過(guò)程中，通過(guò)層面的生產(chǎn)使用方法，也會(huì)加重齒輪的使用壽命。而在運(yùn)輸中，過(guò)長(zhǎng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)制，也大大加重了工作負(fù)擔(dān)。因此在井下運(yùn)輸中，齒輪的消耗是十分快的，而在建設(shè)過(guò)程中，齒輪的磨損，也會(huì)直接影響到生產(chǎn)的可持續(xù)性。
2）表面金屬疲勞。金屬疲勞顧名思義是齒輪表面或內(nèi)部出現(xiàn)的一種材料損傷情況，對(duì)于持續(xù)性的高效率生產(chǎn)，齒輪的金屬內(nèi)部構(gòu)造會(huì)產(chǎn)生一定的拉傷，主要成因就是因?yàn)樵谏a(chǎn)的過(guò)程中，生產(chǎn)力超過(guò)了齒輪的額定荷載上線，從而導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，而生產(chǎn)過(guò)程中，這些裂紋就會(huì)導(dǎo)致齒輪的斷裂，嚴(yán)重?fù)p害了井下生產(chǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)的安全性。
3）塑性流動(dòng)。塑性變形會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的飛邊現(xiàn)象產(chǎn)生，對(duì)周邊的生產(chǎn)等也會(huì)產(chǎn)生影響。由于齒面失去了部分的作用效果，在使用中就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)人字形的魚(yú)尾狀皺紋，并導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)。
4）斷裂問(wèn)題。斷裂意味齒輪都將失去使用作用。在生產(chǎn)中，齒輪發(fā)生斷裂的原因有很多，斷裂導(dǎo)致的問(wèn)題則影響嚴(yán)重。其中最主要的斷裂原因分別為疲勞損傷斷裂、負(fù)荷斷裂、磨損斷裂以及淬煉斷裂等。出現(xiàn)以上問(wèn)題的主要因素在于，制造加工的過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行澆筑制造。導(dǎo)致在生產(chǎn)后，齒輪中出現(xiàn)較大的缺陷，在使用中引起了一系列的嚴(yán)重影響。其次在安裝的使用過(guò)程中，沒(méi)有選擇較大的使用標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在生產(chǎn)的過(guò)程中，齒輪長(zhǎng)時(shí)間處于超高負(fù)荷的生產(chǎn)之中。
2提高礦用機(jī)械齒輪使用時(shí)間的主要措施
針對(duì)礦山機(jī)械的日常使用中，由于極易出現(xiàn)磨損問(wèn)題，在日常的使用中，需要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行注意，并在使用中進(jìn)行及時(shí)維護(hù)，才能夠確保安全生產(chǎn)。
1）應(yīng)用短圓柱型的滾子，輔助齒輪進(jìn)行傳動(dòng)運(yùn)輸，保障在齒輪的日常運(yùn)行中，能夠安全有效地進(jìn)行生產(chǎn)，而在這一類的生產(chǎn)中，需要通過(guò)對(duì)技術(shù)上的科研改進(jìn)，進(jìn)而確保整體生產(chǎn)的有效性。在生產(chǎn)過(guò)程中，煤礦的機(jī)械齒輪其轉(zhuǎn)動(dòng)控制作用，對(duì)于緩解機(jī)械生產(chǎn)中的消耗，都有較高的減緩作用，這樣對(duì)煤礦的日常生產(chǎn)都能夠有效降低其生產(chǎn)的成本。在生產(chǎn)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)煤礦機(jī)械齒輪的有效控制，能夠在現(xiàn)代技術(shù)的帶動(dòng)下，為工作提供有效的生產(chǎn)形勢(shì)。
2）利用短圓柱滾子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在使用轉(zhuǎn)輪進(jìn)行外圈固定的過(guò)程中，不僅能夠有效增強(qiáng)滾柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)也能夠更好地促進(jìn)柱子的潤(rùn)滑良好性，而采取輪齒的鉆孔排距，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，由于阻力的調(diào)控，也能夠在一定的運(yùn)輸量上降低功率的損耗。這樣不僅減少了對(duì)工程施工的施工要求，在電損耗上，也有效地減少了對(duì)齒輪的消耗。在減少齒輪損耗的過(guò)程中，采取有效的系統(tǒng)運(yùn)輸裝置，能夠在延續(xù)煤礦機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)中，提供更為有效的電能損耗減免效益，其減少的頻率與安裝調(diào)試過(guò)程中的使用情況呈現(xiàn)一定的正比例關(guān)系。在使用的過(guò)程中，從煤礦機(jī)械的齒輪潤(rùn)滑油能否保障滾子順暢性進(jìn)行分析，內(nèi)圈和軸距之間，其圓柱式滾子，能夠更好地保障施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
3）煤礦運(yùn)輸機(jī)械的齒輪中短圓柱滾子的數(shù)量。在對(duì)煤礦機(jī)械的短圓柱滾子型號(hào)的確定過(guò)程中，針對(duì)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)進(jìn)行型號(hào)確定，其選擇需要遵循以下幾點(diǎn)。首先，煤礦機(jī)械的齒輪從短圓柱滾子的數(shù)量進(jìn)行確定，歸納其中可能出現(xiàn)的諸多失誤，并以此來(lái)完成整體機(jī)械的模型設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，分析煤礦機(jī)械的齒輪短圓柱滾子數(shù)量，以對(duì)其中的典型性進(jìn)行確定。礦山機(jī)械的功率通常較高，所以在進(jìn)行工作的運(yùn)行過(guò)程中，其負(fù)荷也比較大，所以在進(jìn)行型號(hào)的選擇上，一般需要控制在k＝10的基礎(chǔ)以上，其中k＝10是滿足基本使用定律的根本。為保障在生產(chǎn)張軸承的承重效應(yīng)符合工作需求，需要對(duì)不符合的零部件進(jìn)行取締。
4）針對(duì)機(jī)械齒輪的潤(rùn)滑處理。不論在何種環(huán)境下使用大型機(jī)械，對(duì)齒輪的潤(rùn)滑都是保障機(jī)械正常運(yùn)行的根本所在。而針對(duì)煤礦井下操作環(huán)境中的惡劣性，對(duì)齒輪的潤(rùn)滑更為重要，在進(jìn)行齒輪的潤(rùn)滑過(guò)程中，從齒輪和軸承的抗震性、抗沖擊性、精準(zhǔn)性等多個(gè)方面進(jìn)行考慮后，方可進(jìn)行精密潤(rùn)滑，保障軸承的承受力，在日常的操作范圍之內(nèi)。井下作業(yè)過(guò)程中，由于大量的粉塵、潮濕空氣，對(duì)金屬元器件的損傷要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地面。與此同時(shí)，地下的電離平衡與地面不同，這都會(huì)直接影響到工作面的生產(chǎn)作業(yè)，而在生產(chǎn)作業(yè)的過(guò)程中，惡劣的環(huán)境也會(huì)加重這一生產(chǎn)的機(jī)械部件。所以及時(shí)有效的潤(rùn)滑工作，對(duì)機(jī)械零部件的使用壽命，以及井下生產(chǎn)都有不錯(cuò)的促進(jìn)作用。大型礦井下，對(duì)機(jī)械工作量大的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)保持其齒構(gòu)件在生產(chǎn)工作中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，這樣才能夠確保生產(chǎn)工作的有序進(jìn)行。
3結(jié)語(yǔ)
在機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)下的煤礦井下生產(chǎn)中，皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用是必然的結(jié)果。在皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用中，齒輪的使用是最為普遍的一種形式。滾筒形式，以及轉(zhuǎn)軸和軸承結(jié)構(gòu)都使用了大量的金屬設(shè)備，這些設(shè)備在井下作業(yè)中，由于受到惡劣環(huán)境的影響，其使用壽命受到了極大的威脅，同時(shí)也給井下生產(chǎn)的安全進(jìn)行，產(chǎn)生了極大影響。只有有效地減少此類機(jī)械的失效故障，才能夠保障生產(chǎn)的有序進(jìn)行，同時(shí)才能夠確保井下工作人員的生命安全。
作者：張建靜 單位：太原理工大學(xué) 同煤集團(tuán)安全監(jiān)管五人小組
機(jī)械傳動(dòng)論文:工程機(jī)械中液壓機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)用
一、工程機(jī)械中液壓機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)用
一是運(yùn)用于主要負(fù)責(zé)鏟裝砂石、煤炭、土壤等散狀物料以及輕度鏟挖硬土、礦石的裝載機(jī)。通常裝載機(jī)變速器包括液壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)和動(dòng)力合成，其中機(jī)械傳動(dòng)涉及4個(gè)行星排和制動(dòng)器，以及1個(gè)離合器，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的組合元件狀態(tài)、轉(zhuǎn)速關(guān)系、輸出構(gòu)件、效率等指標(biāo)可以判斷出其有2個(gè)行星排負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向，2個(gè)行星排負(fù)責(zé)變速；針對(duì)涵蓋變量馬達(dá)和變量泵的液壓傳動(dòng)部分，主要是在伺服閥的控制下變化斜盤(pán)角度，進(jìn)而達(dá)到機(jī)械無(wú)級(jí)變速的目的；動(dòng)力合成中，當(dāng)裝載機(jī)處于I、III檔時(shí)，e、f行星排會(huì)形成差動(dòng)輪系，并經(jīng)構(gòu)件7和8分別負(fù)責(zé)輸入機(jī)械和液壓兩大傳動(dòng)動(dòng)力，然后經(jīng)10輸出；若裝載機(jī)處于n檔，此時(shí)f為差動(dòng)輪系，8和9分別負(fù)責(zé)輸入液壓和機(jī)械兩大傳動(dòng)動(dòng)力，且經(jīng)合成后也經(jīng)10輸出；后根據(jù)科學(xué)公式計(jì)算和運(yùn)動(dòng)分析后得知，當(dāng)液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為零時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，此時(shí)裝載機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)將功率全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)功率較大化，而且換擋更加便捷，微動(dòng)性能較好，燃料更加經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行更加平穩(wěn)，足以見(jiàn)得，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在裝載機(jī)中的應(yīng)用效果較為理想。
二是運(yùn)用于主要負(fù)責(zé)安裝作業(yè)和裝卸物料的汽車(chē)起重機(jī)，而液壓機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)用效果通常體現(xiàn)在起重機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)中。如用于車(chē)身支承和穩(wěn)定，即基于合理的進(jìn)油路和回油路，促使前后腿液壓缸伸出活塞，用于支承車(chē)身，而伸出穩(wěn)定器位置的液壓缸活塞時(shí)，則用于剛性連接后橋與車(chē)體進(jìn)而起到穩(wěn)定的效用；在吊臂伸縮、變幅中，主要基于液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，完成伸縮、變幅、起升、回轉(zhuǎn)等任意機(jī)構(gòu)組合的動(dòng)作，進(jìn)而提高工作效率，但為避免吊臂因重力荷載而自由下降，分別在伸縮與變幅回路中增設(shè)了平衡閥，并用于對(duì)液壓缸進(jìn)行單向鎖閉，以此支承吊臂[3]；針對(duì)吊重升降動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，也離不開(kāi)液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，如對(duì)于起升吊重，可通過(guò)操縱換向閥促使泵油進(jìn)入制動(dòng)液壓缸，然后經(jīng)換向閥和平衡閥進(jìn)入起升馬達(dá)機(jī)構(gòu)，此時(shí)起升馬達(dá)便會(huì)在機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)力的作用下回轉(zhuǎn)卷筒完成吊重上升，而在下降吊重時(shí)則會(huì)促使起升馬達(dá)進(jìn)行反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)結(jié)合回油路，吊重穩(wěn)定下落；是通過(guò)液壓馬達(dá)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)吊重回轉(zhuǎn)，同時(shí)為保護(hù)液壓元件免受損傷，故為液壓泵中的排油回路增設(shè)了濾油器，而在調(diào)節(jié)工作機(jī)構(gòu)的速度時(shí)，往往需要改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)合手工調(diào)節(jié)換向閥，以此實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在起重機(jī)吊重回轉(zhuǎn)中的作用。
二、結(jié)束語(yǔ)
總之，液壓機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械高效運(yùn)作、平穩(wěn)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)便捷有著顯著的推動(dòng)作用，其中在礦山機(jī)械、工程車(chē)輛等領(lǐng)域中已經(jīng)被應(yīng)用廣泛。不但如此，其仍然有著良好的提升空間，這就要求我們予以深入研究和實(shí)踐檢驗(yàn)，以此提高其綜合性能，進(jìn)而更好地服務(wù)于工程機(jī)械事業(yè)的發(fā)展。
作者：周懿俊 單位：五糧液集團(tuán)公司普什重機(jī)有限公司
機(jī)械傳動(dòng)論文:機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程與展望
1機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的萌芽
因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)是機(jī)械不可缺少的組成部分，所以傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械是同時(shí)產(chǎn)生的，甚至可以說(shuō)，因?yàn)橛辛藗鬟\(yùn)裝置，機(jī)械才得以產(chǎn)生。比如，我國(guó)春秋時(shí)期即已經(jīng)廣泛使用的桔槔，便可以視為簡(jiǎn)單的機(jī)械，其中，最為智慧的，就是杠桿原理的運(yùn)用，而這里的杠桿，恰恰就是傳動(dòng)系統(tǒng)，可見(jiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械中的重要作用，同時(shí)也說(shuō)明，對(duì)于機(jī)械的不自覺(jué)使用，早在春秋時(shí)期，智慧的先人就已經(jīng)開(kāi)始了。另外，指南車(chē)是展示我國(guó)先人智慧的又一發(fā)明，這是利用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和離合裝置來(lái)指示方向的車(chē)輛。關(guān)于指南車(chē)的記載，雖有神話成分，或存在史實(shí)上的矛盾，但《宋史?輿服志》記載的指南車(chē)結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)范，尤其是齒輪大小和齒數(shù)的詳細(xì)記載，不僅證明指南車(chē)在我國(guó)古代確實(shí)存在，也顯示了我國(guó)古代機(jī)械制造的高超水平。另?yè)?jù)考證，早在戰(zhàn)國(guó)到西漢之間，機(jī)械傳動(dòng)的重要標(biāo)志——齒輪，就已經(jīng)誕生了，另參酌其他古籍，當(dāng)可推知，指南車(chē)的發(fā)明，肯定早于宋代，中國(guó)古代科技史學(xué)家王振鐸認(rèn)為，三國(guó)時(shí)期的馬鈞發(fā)明了指南車(chē)，頗為可信。放眼國(guó)外，關(guān)于機(jī)械的記載與使用也比較早。早在古希臘時(shí)期，就有機(jī)械傳動(dòng)的記載。羅馬時(shí)代，則發(fā)明了水力驅(qū)動(dòng)，木制齒輪傳動(dòng)的“谷物碾磨機(jī)”，后來(lái)，瑞典人在谷物磨中率先采用了斜齒輪傳動(dòng)，在傳動(dòng)技術(shù)史上稱得上是突破，只不過(guò)，這種斜齒輪是由石頭制成的，在材料上顯得過(guò)于原始。進(jìn)入14世紀(jì)，以時(shí)鐘的發(fā)明為標(biāo)志，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)飛躍。因?yàn)闀r(shí)鐘比較精細(xì)，傳動(dòng)齒輪自然也需要精密化、小巧化，于是，人們開(kāi)始研究金屬齒輪。先人的智慧值得景仰，但在工業(yè)革命之前，各類傳動(dòng)系統(tǒng)也和機(jī)械本身一樣，處于原始階段。直到18世紀(jì)初，蒸汽機(jī)進(jìn)入實(shí)用，相續(xù)在礦井排水、鐵路機(jī)車(chē)、加工制造等領(lǐng)域大顯身手，現(xiàn)代意義的機(jī)械才得以產(chǎn)生。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，蒸汽機(jī)是機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)，它的飛躍對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)自然提出了更高的需求，從那以后，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的金屬齒輪傳動(dòng)得到了極大應(yīng)用。
2機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展
19世紀(jì)末，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)獲得廣泛使用，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)提出了更高要求，到20世紀(jì)初期，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)有了很大發(fā)展，直齒輪、斜齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)相繼問(wèn)世，性能、精度及耐久性方面都有了很大發(fā)展，基本上可以滿足機(jī)械工業(yè)的需要。20世紀(jì)40年代后，齒輪幾何學(xué)逐漸發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，齒形、嚙合及齒輪之間的展成關(guān)系，可以通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)化，這使得機(jī)械傳動(dòng)真正成為一門(mén)科學(xué)。在計(jì)算的支撐下，研究人員逐步掌握了齒輪傳動(dòng)的表面接觸強(qiáng)度及輪齒彎曲強(qiáng)度，基于動(dòng)載荷的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)也初步成型，并應(yīng)用于高速重載的汽輪發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。這期間，研究人員還提出了齒輪齒廓和齒向修形設(shè)計(jì)的方法，以提高承載能力。進(jìn)入20世紀(jì)60年代，肇端于美國(guó)的宇航技術(shù)取得突破性進(jìn)展，導(dǎo)航系統(tǒng)、火箭助推器對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求非常高，不僅要求傳動(dòng)系統(tǒng)體積小、承載能力強(qiáng)，性更成為首要的考量標(biāo)準(zhǔn)。為此，研究人員不遺余力，對(duì)直齒、斜齒、錐齒的表面疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了深入研究，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男栽鲩L(zhǎng)試驗(yàn)，通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的原材料和齒輪的嚙合性不僅關(guān)乎其承載能力，也與其性密切相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)促成了非金屬材料（如高強(qiáng)度塑料）齒輪的產(chǎn)生。進(jìn)入70年代后，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更有了飛躍式的發(fā)展，空間嚙合理論成為這一時(shí)期的亮點(diǎn)，研究人員相繼推出曲線錐齒輪、環(huán)面蝸桿、點(diǎn)接觸蝸桿及圓弧齒輪等新式傳動(dòng)系統(tǒng)，極大推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。值得一提的是，我國(guó)正是在這一時(shí)期，在機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家，達(dá)到了世界先進(jìn)國(guó)家的水平。20世紀(jì)80年代以后，隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更是突飛猛進(jìn)，在空間嚙合理論的推動(dòng)下，少齒差行星傳動(dòng)、變型伺服傳動(dòng)、新型蝸桿傳動(dòng)等新型傳動(dòng)系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，彈性變形理論、制造誤差的嚙合理論、局部共軛理論及失配嚙合理論，都達(dá)到很高水平，齒間載荷分配和應(yīng)力分析也得到廣泛應(yīng)用。這期間，傳動(dòng)系統(tǒng)減振降噪研究，也成為一個(gè)熱點(diǎn)，并獲得諸多成果，輪齒三維任意可控修形設(shè)計(jì)便是其中最為重要的創(chuàng)舉，根據(jù)輪齒修形的要求，多自由度數(shù)控齒輪加工機(jī)床紛紛問(wèn)世。傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究更為深入，研究人員提出了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷、狀態(tài)監(jiān)控和失效預(yù)警的思路，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)控與診斷軟件，用于冶金、船舶、電廠等大型關(guān)鍵設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)，使之走上了智能化的臺(tái)階，取得了較好的效果。同時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的研究由微觀返向宏觀，即傳動(dòng)系統(tǒng)的研究并不單純以傳動(dòng)系統(tǒng)為對(duì)象，而是把機(jī)械作為一個(gè)整體來(lái)研究，傳動(dòng)系統(tǒng)與整機(jī)的匹配、協(xié)調(diào)，越來(lái)越受到重視。
3機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的展望
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)的模式早已不再局限于齒輪、鏈條等接觸式傳動(dòng)，通過(guò)電磁感應(yīng)原理來(lái)傳遞動(dòng)力的非接觸傳動(dòng)（如電磁軸承、電磁傳動(dòng)等）已進(jìn)入實(shí)用，與傳統(tǒng)的接觸式傳動(dòng)相比，非接觸傳動(dòng)具有無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，傳統(tǒng)的軸承等接觸式傳動(dòng)，仍大有用武之地。今后，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的研究，應(yīng)在優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，探尋創(chuàng)新型傳動(dòng)模式，在一段時(shí)間內(nèi)，研究重點(diǎn)仍然是前者。大體來(lái)說(shuō)，機(jī)械傳動(dòng)的研究方向主要有以下幾點(diǎn)：
3.1提高機(jī)械傳動(dòng)的信息化、智能化水平
信息化和智能化是現(xiàn)代社會(huì)的重要特征之一，涉及到生產(chǎn)、生活的方方面面，機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域也不能例外。機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息化和智能化，即根據(jù)原動(dòng)力系統(tǒng)的效率特征和執(zhí)行系統(tǒng)的功能要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)功率和速比的實(shí)時(shí)控制，從而使原動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)趨于匹配與融合，這一研究也是機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的重要基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)科研人員的不懈努力，傳動(dòng)系統(tǒng)的信息化與智能化，以至于機(jī)械裝備的信息化和智能化，已經(jīng)獲得重大進(jìn)展，在汽車(chē)、工程機(jī)械和軍工機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，自動(dòng)變速傳動(dòng)是最為主要的信息化、智能化傳動(dòng)模式，一般來(lái)說(shuō)，包括三種形式，即機(jī)械自動(dòng)變速ASM（Automaticshiftmanualtransmisson）、液力機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)AT（Automatictransmission）和無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)CVT（Continuouslyvariabletransmission），這三種傳動(dòng)形式的技術(shù)已相當(dāng)成熟，代表著傳動(dòng)技術(shù)信息化、智能化的主流。但在國(guó)內(nèi)，相對(duì)而言，AT、CVT技術(shù)還存在較大差距，應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)。
3.2傳動(dòng)系統(tǒng)新材料的突破
現(xiàn)代材料科學(xué)肇端于20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星之后，人們認(rèn)識(shí)到，先進(jìn)材料對(duì)于高科技的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，此后，材料科學(xué)成為人們耳熟能詳?shù)臒衢T(mén)詞匯。在傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，新材料的運(yùn)用也方興未艾，比如梯度材料、陶瓷材料、納料材料、高分子聚合物、智能材料、表面涂層及自修復(fù)材料等，均以其鮮明而獨(dú)特的性能特點(diǎn)，推動(dòng)著機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和性能的提高。材料科學(xué)是多學(xué)科交叉與結(jié)合的結(jié)晶，是一門(mén)與工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué)，我國(guó)材料科學(xué)的研究水平位居世界前列，有些領(lǐng)域甚至居于世界經(jīng)驗(yàn)豐富水平，我們應(yīng)保持并發(fā)揮這一優(yōu)勢(shì)，將其擴(kuò)展到機(jī)械傳動(dòng)等生產(chǎn)領(lǐng)域，為國(guó)民生產(chǎn)提供科學(xué)技術(shù)支持。
3.3提升機(jī)械傳動(dòng)的適應(yīng)性
現(xiàn)代機(jī)械工程的發(fā)展日新月異，對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，比如，宇宙空間的高真空、微重力、大溫差，海洋環(huán)境下的海水腐蝕，以及強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)強(qiáng)電場(chǎng)等特殊（極端）環(huán)境下的機(jī)械，就需要與該環(huán)境相適應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。這類特殊（極端）環(huán)境下的傳統(tǒng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及其適應(yīng)性研究，以及傳動(dòng)系統(tǒng)在該環(huán)境下的服役特性研究，也是我們下一步研究的重點(diǎn)。此外，微機(jī)械中的微型傳動(dòng)系統(tǒng)，也是一個(gè)重要的研究方向。因?yàn)槌叨刃?yīng)的影響，微型傳動(dòng)系統(tǒng)與普通機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械管理開(kāi)發(fā)的工作原理和性能特征均有很大不同，當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸小到微米或納米級(jí)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很多新的科學(xué)問(wèn)題。比如傳動(dòng)副元件的表面積與體積之比增大，表面力學(xué)、表面物理效應(yīng)將起主導(dǎo)作用，同時(shí)微傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦學(xué)、熱傳導(dǎo)與常規(guī)尺度的傳動(dòng)系統(tǒng)不同，這就需要加大研究力度。
4結(jié)語(yǔ)
本文回顧了機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程，并對(duì)其研究方向作了簡(jiǎn)要的展望。傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械的重要組成部分，是決定機(jī)械發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著科技的發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)也與原動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。總體來(lái)說(shuō)，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展是朝著高效率、重荷載、低噪音，適用性強(qiáng)且成本低的方向發(fā)展，并特別強(qiáng)調(diào)傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)境意識(shí)。
作者：張森 單位：晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械傳動(dòng)論文:液壓機(jī)械傳動(dòng)控制在機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用
一、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的原理
液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的原理:保持系統(tǒng)內(nèi)各處壓強(qiáng)相等，即保持在系統(tǒng)中的液體能夠靜止。對(duì)不同大小的活塞進(jìn)行控制，根據(jù)不同大小的活塞本身受力能力的差異來(lái)調(diào)整各處壓力，使得小活塞壓力相對(duì)小一點(diǎn)，大活塞壓力則相對(duì)大一點(diǎn)，即可保障系統(tǒng)內(nèi)各處壓強(qiáng)相對(duì)平衡，液體在系統(tǒng)內(nèi)能夠維持靜止不動(dòng)的狀態(tài)。通過(guò)液體作為介質(zhì)進(jìn)行傳遞來(lái)達(dá)到能量變換的目的。整個(gè)變換過(guò)程需要液壓控制閥作為控制元件、液壓泵作為動(dòng)力元件、液壓馬達(dá)等作為液壓執(zhí)行元件、管道等作為液壓輔助性元件等共同完成。液壓泵是一種常用的動(dòng)力元件又稱容積液壓泵，能夠在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中提供運(yùn)行所需要的動(dòng)力，工作原理是容量的變化產(chǎn)生壓力的差異。注意事項(xiàng)是，在選擇液壓泵時(shí)應(yīng)注意液壓效率以及能量的消耗問(wèn)題。液壓馬達(dá)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中充當(dāng)執(zhí)行元件，與液壓泵的作用剛好相反，其作用是將容積液壓泵提供的液壓轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，達(dá)到液壓對(duì)外做功的目的。液壓控制系統(tǒng)以及一些輔助性的元件的作用則是建設(shè)液壓回路，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的液體進(jìn)行控制，保障系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)計(jì)需要的效果，從而達(dá)到滿足工作需求的目的。
二、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和缺陷
1.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
（1）高壓、高速、高效率。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在控制元件、動(dòng)力元件、液壓執(zhí)行元件以及液壓輔助性元件的共同作用下，使得液壓機(jī)械傳動(dòng)的功率較傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)要大。同時(shí)，系統(tǒng)與微電子技術(shù)相結(jié)合，使得系統(tǒng)本身高度集成化，能夠?qū)崿F(xiàn)小空間內(nèi)對(duì)功率的控制。（2）小型化、輕量化、反應(yīng)快、慣性小。由于液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)本身又具有高度集成化的特點(diǎn)，所以系統(tǒng)具有輕量化、小型化、運(yùn)動(dòng)慣性小等特征。此外，各種元件的相互協(xié)調(diào)配合，能夠使得系統(tǒng)操作靈活簡(jiǎn)單，系統(tǒng)內(nèi)的控制元件可以對(duì)載荷做適當(dāng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速換擋。并且整個(gè)系統(tǒng)與電液聯(lián)合控制，將會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械高程度的自動(dòng)化控制，能滿足人們?cè)絹?lái)越高的需求，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。
2.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷
（1）液壓系統(tǒng)漏油影響系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和正確性。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)存在漏油的缺陷會(huì)導(dǎo)致液壓機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比率不能得到保存，導(dǎo)致液壓傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和正確性受到影響，使得液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性和性降低，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行以及運(yùn)行的效果極為不利，進(jìn)而影響到企業(yè)輸出產(chǎn)品的質(zhì)量。（2）溫度的變化會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生改變。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)溫度要求比較嚴(yán)格，當(dāng)溫度較高時(shí)，會(huì)改變系統(tǒng)中液體的黏性，從而使得液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生改變，造成工作的穩(wěn)定性受到影響。因此，在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)格外注意溫度的變化，避免運(yùn)行結(jié)果因?yàn)闇囟鹊淖兓a(chǎn)生偏差。（3）故障的檢查和排除工作不易進(jìn)行。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因?yàn)橐簤涸倪\(yùn)作產(chǎn)生一定量的金屬粉末對(duì)機(jī)器設(shè)備造成污染容易發(fā)生故障。同時(shí)，一些外部環(huán)境的灰塵粉也極易吸附到機(jī)器設(shè)備上，從而對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的運(yùn)行產(chǎn)生影響。而這些在系統(tǒng)運(yùn)行中都是不可避免的，又比較復(fù)雜對(duì)故障的檢查和排除會(huì)造成很大麻煩。（4）系統(tǒng)運(yùn)行前需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的清掃。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行前首先需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多方位的嚴(yán)格清掃，較大限度的避免系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一些外界因素可能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果產(chǎn)生影響。
三、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的具體應(yīng)用
液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)利用其自身系統(tǒng)的高度集成化能夠滿足各個(gè)領(lǐng)域中企業(yè)建設(shè)對(duì)一些大型的工程裝備的需要、較大功率的需求、精度和工作效率較高的需求等。同時(shí)，由于其自身兼具慣性小、輕量化、小型化、反應(yīng)快等特點(diǎn)，使得操作靈活簡(jiǎn)單，適應(yīng)各種施工環(huán)境和施工條件。在一些自主研發(fā)的機(jī)械的設(shè)計(jì)及制造中，液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠充分的發(fā)揮作用。機(jī)械設(shè)計(jì)可以跟液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理相適應(yīng)，借助系統(tǒng)自身的各種優(yōu)勢(shì)不僅能彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)的缺陷，而且將二者結(jié)合起來(lái)以后對(duì)機(jī)械制造的難度的降低，精準(zhǔn)度的提高以及工作效率的大幅度提升都有促進(jìn)作用。此外，液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，將其引入到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的應(yīng)用中，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化進(jìn)程，對(duì)機(jī)械業(yè)的發(fā)展具有極其重要的意義，是未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展方向，能夠較大的改善產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，促進(jìn)產(chǎn)品功能的高效，有效的滿足人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品越來(lái)越高的要求。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國(guó)防建設(shè)和現(xiàn)代建設(shè)中機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造中了。
四、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的應(yīng)用中存在的問(wèn)題
隨著液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的提出和發(fā)展，液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并為人們的生活帶來(lái)了極大的便利。但是，在目前的系統(tǒng)中仍然存在著一些缺陷。一個(gè)突出的表現(xiàn)就是，我國(guó)目前液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中使用的一些動(dòng)力元件、控制元件、輔助性元件、執(zhí)行元件等都需要從國(guó)外進(jìn)口，并且在國(guó)際范圍和其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比有明顯的差異。根據(jù)液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理以及一些重要元件在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中充當(dāng)?shù)慕巧匾谙到y(tǒng)運(yùn)行中的重要性可想而知，重要元件的水平直接影響著液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的完善性以及功能的高低。因此，要想機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造業(yè)能夠自主創(chuàng)新穩(wěn)固的發(fā)展，應(yīng)該重點(diǎn)彌補(bǔ)液壓系統(tǒng)中重要元件存在的缺陷，學(xué)習(xí)借鑒并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，提高液壓元件的功能和適應(yīng)性以及液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。只有這樣，才能從根本上發(fā)展我國(guó)的液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，并提高其在機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造上的應(yīng)用，帶動(dòng)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的共同發(fā)展進(jìn)步。
五、總結(jié)
液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種新型的技術(shù)，能克服傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)的缺陷，運(yùn)用液壓使能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的原理，并通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行一系列的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，對(duì)各類需要大型設(shè)備的企業(yè)建設(shè)具有重要作用。將其運(yùn)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造中能提高工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量，更好的滿足人們的需求。但其在發(fā)展過(guò)程中，仍然存在一些不足，尚需進(jìn)一步的改善和發(fā)展。
作者：王磊 陳瑜 單位：空軍南京航空四站裝備修理廠
機(jī)械傳動(dòng)論文:機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的評(píng)判方法研究
[摘 要]機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇會(huì)直接影響整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程。本文對(duì)四種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論述，包括支持向量機(jī)法、未確知測(cè)度模型、三級(jí)模糊綜合評(píng)判法以及基于熵權(quán)的模糊AHP法，對(duì)比了不同評(píng)判方法所具備的特點(diǎn)，為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
[關(guān)鍵詞]機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方案；評(píng)判
0 引言
在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)研究過(guò)程中，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)力要求的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)要求，通過(guò)不同傳動(dòng)原理進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，初步從知識(shí)庫(kù)當(dāng)中選擇幾種不同的傳動(dòng)方案。再根據(jù)這些設(shè)計(jì)方案，確定哪種方案可以滿足要求，從而對(duì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行適當(dāng)評(píng)價(jià)，確定方案，這一過(guò)程對(duì)于整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)說(shuō)，雖然相對(duì)比較困難，但是卻非常重要，過(guò)程的好壞直接影響到設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、合理性以及性。由于一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)有限的傳動(dòng)件組成，并且每個(gè)傳動(dòng)件各不相同，都有各自不同的特征，若選擇傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，免不了要進(jìn)行大量復(fù)雜的計(jì)算分析過(guò)程，因?yàn)橛?jì)算所產(chǎn)生的累積誤差，這就有可能導(dǎo)致做出的評(píng)價(jià)和實(shí)際情況存在一定的差別，令確定的方案不是方案。基于此，本文對(duì)支持向量機(jī)法、三級(jí)模糊綜合評(píng)判法、未確知測(cè)度模型以及基于熵權(quán)的模糊AHP法等方法進(jìn)行介紹。
1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)概述
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)就是指將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳輸至機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，其不僅可以改變運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)大小及確保機(jī)械系統(tǒng)中的全部執(zhí)行構(gòu)件工作部分的協(xié)調(diào)性和配合性，另外，一定要將發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩傳至相應(yīng)的執(zhí)行構(gòu)件，進(jìn)而克服生產(chǎn)形成的阻力。
2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的評(píng)判方法
2.1 支持向量機(jī)法
支持向量機(jī)指的是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論而發(fā)展起來(lái)的一種方法。若樣本有限，支持向量機(jī)法可以構(gòu)建一套規(guī)范完整的機(jī)器學(xué)習(xí)理論及方法，該設(shè)計(jì)可以有效克服隨意性等缺點(diǎn)，現(xiàn)如今，支持向量機(jī)方法已廣泛應(yīng)用于模式識(shí)別與函數(shù)逼近、概率密度估計(jì)以及降維等眾多領(lǐng)域，并且在這些領(lǐng)域中，支持向量機(jī)方法處理相關(guān)問(wèn)題的能力也不斷提高。
機(jī)械傳動(dòng)方案決策系統(tǒng)在建模時(shí)，普遍采用支持向量機(jī)法的多類分類算法。如今選擇支持向量機(jī)法解決多類分類問(wèn)題的基本方法包括“一對(duì)一”以及“一對(duì)其它”兩種方法。具體的問(wèn)題舉例如下：假設(shè)給定屬于k類的m個(gè)訓(xùn)練樣本（x1，y1）， （x2，y2），…， （xi，yi），其中xi（i=1，2，…，m） 代表系統(tǒng)的特征因素集，比如{μc1（u），μc2（u），μc3（u），μc4（u），μc5（u）}，yi？{1，2，…，k}代表分類標(biāo)志，其中k=4。需要通過(guò)上述練樣本建立分類函數(shù)f，確保未知樣本x進(jìn)行分類過(guò)程中錯(cuò)誤率可以達(dá)到最小化。通常情況下，每一個(gè)樣集均有k（k-1）/2個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)，學(xué)習(xí)過(guò)程要選擇“較大贏分”的模式。若此時(shí)學(xué)習(xí)機(jī)的訓(xùn)練結(jié)論表示測(cè)試樣本x是屬于第i類的滿意度，那么對(duì)于第i類滿意度的分?jǐn)?shù)要加1；否則便對(duì)第j類的滿意度分?jǐn)?shù)加上1，的結(jié)論要通過(guò)具有較大分?jǐn)?shù)類為x的滿意度進(jìn)行決定。
因?yàn)橹С窒蛄繖C(jī)法是通過(guò)靈活地引入了核函數(shù)從而達(dá)到非線性分類的目的，而且可以平衡經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)和函數(shù)集容量間的關(guān)系，所以，支持向量機(jī)法可避免過(guò)擬合現(xiàn)象的發(fā)生，其推廣空間是巨大的。另外，支持向量機(jī)法僅僅需要少量的訓(xùn)練樣本便可以獲取較低的檢測(cè)錯(cuò)誤率。支持向量機(jī)法性能的好壞直接取決于核函數(shù)，經(jīng)常使用的核函數(shù)有高斯核與多項(xiàng)式、核線性核與感知器核等等。以下是采用支持向量機(jī)方法對(duì)70組、5種特征因素、4種傳動(dòng)形式的樣本集進(jìn)行6個(gè)分類器的訓(xùn)練，訓(xùn)練流程圖見(jiàn)圖1。
2.2 三級(jí)模糊綜合評(píng)判法
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案受到不同的屬性、不同的因素影響，評(píng)價(jià)過(guò)程中一定要進(jìn)行充分的考慮。但是部分的因素模糊性較強(qiáng)，因此，評(píng)判過(guò)程中會(huì)涉及到模糊因素，此類的評(píng)判便稱作模糊綜合評(píng)判。所謂的模糊綜合評(píng)判指的是通過(guò)模糊變換原理綜合考量評(píng)價(jià)目標(biāo)。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于需要考慮的因素相對(duì)較多，并且不同因素之間還存在層次之分，大多數(shù)因素還存在較為強(qiáng)烈的模糊性，為了能夠?qū)ο到y(tǒng)中事物間的優(yōu)劣次序進(jìn)行比較，確定具有實(shí)際價(jià)值的評(píng)判結(jié)果，所以，可選擇三級(jí)模糊綜合評(píng)判進(jìn)行評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)方法首先對(duì)一個(gè)因素的不同等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)判，從而實(shí)現(xiàn)單因素評(píng)判，其次將評(píng)判結(jié)果作為每一類的綜合評(píng)判，將確認(rèn)的結(jié)果再次進(jìn)行類與類間的綜合評(píng)判。
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案采用三級(jí)模糊綜合評(píng)判時(shí)，引入了因素子集、因素以及因素等級(jí)三層結(jié)構(gòu)，與此同時(shí)，克服了因素的模糊性以及權(quán)分配的問(wèn)題，所以，確保了對(duì)于因素的狀態(tài)以及重要程度的確定可以滿足客觀實(shí)際的要求。評(píng)判過(guò)程中涉及到了隸屬度與權(quán)數(shù)，所以，是離不開(kāi)人的主觀因素，但是由于選擇三級(jí)模糊評(píng)判，一定程度上降低了人的主觀因素所產(chǎn)生的影響，確保評(píng)判結(jié)果滿足性的要求。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)里存放三級(jí)模糊綜合評(píng)判模型，該評(píng)價(jià)模型能夠?qū)Σ煌蛩氐挠绊戇M(jìn)行考慮，作出的評(píng)判與實(shí)際是相符的，對(duì)于提高專家水平是非常有意義的。
2.3 未確知測(cè)度模型法
根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，可以發(fā)現(xiàn)，有文獻(xiàn)涉及到了一種全新的評(píng)價(jià)方法，這種方法根據(jù)建立未確知測(cè)度模型，綜合評(píng)價(jià)多目標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)方案，對(duì)于科學(xué)決策提供必要的理論依據(jù)。未確知測(cè)度模型主要包含了部分關(guān)鍵性問(wèn)題，比如：?jiǎn)沃笜?biāo)測(cè)度和單指標(biāo)測(cè)度矩陣、多指標(biāo)綜合測(cè)度評(píng)價(jià)矩陣、指標(biāo)權(quán)重以及識(shí)別與排序等等。如何對(duì)上述這些關(guān)鍵性的問(wèn)題進(jìn)行處理，將直接影響到模型的性與性。
2.4 基于熵權(quán)的模糊AHP法
通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)：經(jīng)典AHP法可以解決多層次機(jī)械傳動(dòng)方案評(píng)價(jià)架構(gòu)等相關(guān)問(wèn)題，可以作為傳動(dòng)系統(tǒng)方案評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)。但是經(jīng)典AHP法也存在缺陷：解決模糊問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)于尺度選擇過(guò)分確切，與此同時(shí)，在評(píng)價(jià)的過(guò)程中，決策者不可以對(duì)模糊問(wèn)題的含義進(jìn)行把握，導(dǎo)致在實(shí)際操作過(guò)程中無(wú)法變通處理問(wèn)題。不僅如此，經(jīng)典AHP法處理時(shí)，人為參與的程度較多，具體人的主觀差異較大，所以，確定結(jié)果；會(huì)體現(xiàn)出較多的人為因素，從而致使結(jié)論的誤差相對(duì)較大。而基于熵權(quán)的AHP法在對(duì)模糊數(shù)與熵權(quán)進(jìn)行合理定義的基礎(chǔ)之上，通過(guò)分析比較具體性能指標(biāo)分值，選擇基于對(duì)稱三角模糊數(shù)從而實(shí)現(xiàn)判斷因素矩陣的尺度匹配，，選擇模糊區(qū)間運(yùn)算對(duì)總的模糊判斷矩陣與熵權(quán)進(jìn)行計(jì)算。
3 結(jié)束語(yǔ)
在建立機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型時(shí)，上述四種方法各有各的特點(diǎn)。選擇模糊的綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以對(duì)全部主要的影響因素做出而定量的分析，能夠客觀有效的對(duì)較為合理與滿意的方案進(jìn)行選擇，其不僅適用于機(jī)械傳動(dòng)方案的選擇，也可以用于其余方案的選擇與評(píng)價(jià)，所以，模糊綜合評(píng)價(jià)法在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
作者簡(jiǎn)介
劉峰（1983―）男，本科，助理工程師，研究方向：主要從事汽車(chē)輪轂結(jié)構(gòu)及機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。
機(jī)械傳動(dòng)論文:淺議機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷及解決方法
摘要：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于國(guó)防、航天航空、生產(chǎn)等行業(yè)領(lǐng)域中。其中，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是目前使用最頻繁的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。但是，由于長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械工作，齒輪的零部件極易發(fā)生磨損，并導(dǎo)致多種機(jī)械故障的發(fā)生。本文作者詳細(xì)分析了齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)故障的診斷方法和解決方法。
關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；故障診斷及解決
1. 引言
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于國(guó)防、航天航空、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域及行業(yè)中，因此，確保其安全性和性具有非常重要的意義。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，作為當(dāng)今世界上運(yùn)用頻率較高的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)之一，對(duì)其故障的早期、及時(shí)診斷和解決，不僅有利于經(jīng)濟(jì)合理地安排設(shè)備維修的時(shí)間，更能有效避免重大人身或設(shè)備傷亡事故的發(fā)生。
2. 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障的診斷方法
2.1 常見(jiàn)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，常見(jiàn)的齒輪傳動(dòng)故障一般可分為兩種：一種是分布在一個(gè)齒輪的各個(gè)輪齒上的分布式故障；另一種則是只集中于一個(gè)齒輪的某一個(gè)或者某幾個(gè)輪齒上的局部故障。以下就具體的系統(tǒng)故障做診斷方法分析。
2.2 齒輪故障的診斷方法
2.2.1 小波分析方法
小波變換是一種多分辨率的時(shí)頻分析方法。目前，齒輪傳動(dòng)故障分析中使用最廣泛的小波分析方法是二進(jìn)離散小波變換法。而隨著小波分析技術(shù)的不斷發(fā)展，和計(jì)算機(jī)容量、運(yùn)算能力的飛速提高，連續(xù)小波變換也開(kāi)始逐步應(yīng)用于齒輪傳動(dòng)故障的診斷分析。而且，與二進(jìn)離散小波變換相比，連續(xù)小波具有時(shí)間和尺度網(wǎng)格劃分更細(xì)致、小波基無(wú)需正交和具有“時(shí)（移）不變”特性等多方面優(yōu)勢(shì)，更適合機(jī)械動(dòng)態(tài)信號(hào)的檢測(cè)和故障診斷。
2.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在充分學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)樣本的基礎(chǔ)上，將知識(shí)轉(zhuǎn)換成為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，并將其存儲(chǔ)在整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以映射出故障征兆的特征空間和模式空間，但是它不能解釋故障診斷的技術(shù)內(nèi)容和實(shí)質(zhì)，因此又相當(dāng)于知識(shí)表達(dá)的“黑箱結(jié)構(gòu)”。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，是基于對(duì)人大腦中神經(jīng)元結(jié)構(gòu)特性的模仿，而建立起來(lái)的一種簡(jiǎn)單的非線性動(dòng)力學(xué)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：具有大規(guī)模并行處理能力、適應(yīng)性學(xué)習(xí)和處理復(fù)雜多模式。BP網(wǎng)絡(luò)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)和BAM網(wǎng)絡(luò)是齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域常用的3種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其中，BP網(wǎng)絡(luò)可以看作是一個(gè)靜態(tài)的系統(tǒng)，具有模式分類能力。
2.2.3 獨(dú)立變量分解法
之所以使用獨(dú)立變量分別是存在兩方面原因的。一方面，由于齒輪箱體表面測(cè)量到的振動(dòng)信號(hào)是齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的振源信號(hào)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積，直接對(duì)齒輪傳動(dòng)的振源信號(hào)進(jìn)行故障診斷非常困難；另一方面，獨(dú)立分量分析法（ICA）是具有盲源分離和盲反卷積功能的新型多變量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法。因此，獨(dú)立分量分析法在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障的診斷中具有非常重要的作用。根據(jù)ICA盲源分離原理進(jìn)行齒輪傳動(dòng)故障診斷的方法主要可分為3類：①振動(dòng)信號(hào)的盲源分離；②振動(dòng)信號(hào)的單向分解；③利用部分已知信息進(jìn)行盲源分離。ICA反卷積運(yùn)算方法也是多種多樣，例如：窄帶信號(hào)卷積模型法。
3. 齒輪故障的解決方法
3.1 正確安裝和使用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，是預(yù)防系統(tǒng)故障發(fā)生的重要環(huán)節(jié)
只有嚴(yán)格遵守相應(yīng)的安裝程序和操作技能要求，對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行正確的安裝和使用，才能確保機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。首先，要注意齒輪安裝的精度要求。齒輪安置精度的肯定，要在連系傳動(dòng)齒輪的承載本領(lǐng)和使用壽命的基礎(chǔ)上舉行肯定。其次，不管是新安置、改換齒輪，仍是檢驗(yàn)安置齒輪，都應(yīng)該嚴(yán)格依照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求執(zhí)行。，為了防止過(guò)度損壞齒輪的軸承或出現(xiàn)斷輪，安裝時(shí)切忌用鐵錐敲打。
3.2 正確使用和管理潤(rùn)滑劑，是延長(zhǎng)機(jī)械傳動(dòng)齒輪使用壽命，減少故障發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
潤(rùn)滑劑的正確使用和管理，對(duì)避免齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障的發(fā)生，延長(zhǎng)其使用壽命具有至關(guān)重要的作用。一方面，為了防止齒輪的加速老化磨損和使用壽命的不正常縮短，應(yīng)該結(jié)合齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、工作條件和環(huán)境等因素，正確使用潤(rùn)滑劑。首先要科學(xué)記錄傳動(dòng)齒輪的工作情況、每個(gè)部位使用的潤(rùn)滑劑型號(hào)、使用時(shí)間等。然后根據(jù)出廠標(biāo)準(zhǔn)制定維修計(jì)劃，并結(jié)合實(shí)際工作環(huán)境和季節(jié)的變化，及時(shí)、適當(dāng)?shù)馗鼡Q和加裝潤(rùn)滑劑，保障機(jī)械傳動(dòng)齒輪的正常工作。另一方面，還應(yīng)該嚴(yán)格以科學(xué)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，對(duì)潤(rùn)滑劑的選擇、使用和更換過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。
3.3 完善生產(chǎn)技術(shù)和管理，對(duì)避免機(jī)械傳動(dòng)齒輪故障也有重要意義
雖然機(jī)械傳動(dòng)齒輪只是一個(gè)生產(chǎn)部件，但它與機(jī)械的軸和軸承都是相互聯(lián)系、相互作用的，每個(gè)部件的精度對(duì)生產(chǎn)都有重要影響作用。因此，必須嚴(yán)格按照出廠標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每一個(gè)部件進(jìn)行安裝調(diào)試，以保障傳動(dòng)齒輪和相關(guān)設(shè)備的精度，從而確保生產(chǎn)。日常生產(chǎn)管理過(guò)程中，也要在嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行綜合的科學(xué)化管理，避免超負(fù)荷、故障生產(chǎn)。
4. 結(jié)論
齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在國(guó)防、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生產(chǎn)等領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備中都有廣泛的運(yùn)用。因此，及時(shí)、早期的診斷和解決齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的故障，確保其安全性和性具有非常重要的意義。首先，本文以小波分析方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法和獨(dú)立變量分解法為例，詳細(xì)分析了齒輪故障的的診斷方法，并對(duì)故障的解決提出了3點(diǎn)建議：①正確安裝和使用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；②正確使用和管理潤(rùn)滑劑；③完善生產(chǎn)技術(shù)和管理。
胡樂(lè)（1993-），男，現(xiàn)為長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科學(xué)生。
機(jī)械傳動(dòng)論文:探究液壓機(jī)械傳動(dòng)平地機(jī)關(guān)鍵技術(shù)
摘 要：行駛控制系統(tǒng)，為液壓機(jī)械平地機(jī)關(guān)鍵技術(shù)之一。行駛控制系統(tǒng)主要由“檔位無(wú)級(jí)調(diào)速控制系統(tǒng)、變功率節(jié)能控制系統(tǒng)、載荷自適應(yīng)控制系統(tǒng)”三個(gè)部分組成。一般狀況下，組成部分之間亟難控制，故此，是否得以良好展現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，則取決于“行使控制系統(tǒng)”的優(yōu)劣程度。
關(guān)鍵詞：液壓機(jī)械傳動(dòng) 平地機(jī) 行駛控制系統(tǒng) 有效性研究
液壓機(jī)械傳動(dòng)模式，將“液壓與機(jī)械”傳動(dòng)模式的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，彌補(bǔ)了“液壓傳動(dòng)模式、機(jī)械傳動(dòng)模式”所存有的不足，和我國(guó)當(dāng)下“平地機(jī)主機(jī)”與“部件加工制造能力”相比而言，是讓人比較滿意的傳動(dòng)模式[1]。液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在牽引式機(jī)械的“行駛系統(tǒng)”的應(yīng)用，尚為前沿性課題，目前只是于“中小功率”的推土機(jī)上的應(yīng)用還比較成功，液壓機(jī)械傳動(dòng)平地機(jī)由于結(jié)合了“機(jī)械傳動(dòng)”后其面臨著的技術(shù)難題增加，這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括：傳動(dòng)系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)方案的確定及靜態(tài)參數(shù)匹配的設(shè)計(jì)、無(wú)級(jí)調(diào)速、行駛控制系統(tǒng)”等等關(guān)鍵技術(shù)[2]。本文此次重點(diǎn)對(duì)“行駛控制系統(tǒng)”此關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，為液壓機(jī)械平地機(jī)的技術(shù)問(wèn)題提供有力參考。
1 液壓機(jī)械平地機(jī)行駛速度控制系統(tǒng)的研究
1.1 液壓機(jī)械平地機(jī)行駛速度控制系統(tǒng)的檔位劃分
平地機(jī)的主要工作速度一般狀況下保持在14～16 km/h，此亦為平地機(jī)的正常工作速度，其轉(zhuǎn)場(chǎng)行駛速度一般狀況下在40 km/h左右。于“有關(guān)理論”和“平地機(jī)”的實(shí)際工作狀況環(huán)境下，其各個(gè)檔位的較高速度一般分別設(shè)置為“4 km/h、6 km/h、9 km/h、14 km/h”以及“42 km/h”，前四個(gè)檔位皆為“低速檔位”，第五個(gè)檔位是“高速檔位”。平地機(jī)通過(guò)“泵”與“馬達(dá)”排量不同的組合模式來(lái)展開(kāi)檔位之間的切換。
1.2 液壓機(jī)械平地機(jī)行駛速度控制系統(tǒng)的行駛泵控制
平地機(jī)液壓泵，采取的是A4VG140泵的“軸向柱塞變量泵”，“發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)”的開(kāi)度與“行駛液壓泵”的排量彼此關(guān)聯(lián)密切（見(jiàn)圖1）。
于圖1內(nèi)，曲線①意指平地機(jī)油門(mén)開(kāi)度于a0%之時(shí)平地機(jī)開(kāi)始工作，此外，泵排量設(shè)置為30%的最小量，以避開(kāi)“液壓泵”的小排量區(qū)；隨之油門(mén)開(kāi)度的加大，當(dāng)平地機(jī)油門(mén)的開(kāi)度為a1%之時(shí)，液壓泵的排量達(dá)至了允許的較大值，之后液壓泵的調(diào)節(jié)作用會(huì)失去。
曲線①與曲線②兩者的差異之處，在于當(dāng)“泵排量”達(dá)至極，平地機(jī)油門(mén)開(kāi)度存在差異，曲線①為a1%，曲線②為。在曲線②內(nèi)，液壓泵的“排量”未取得較大限度的利用，工作效率比較低，因?yàn)橛凇捌降貦C(jī)”的實(shí)際工作過(guò)程中，有時(shí)“油門(mén)開(kāi)度”并不需要達(dá)至較大限度，故此綜合起來(lái)看，曲線①與曲線②兩者狀況相較，曲線①的狀況優(yōu)越更大。
圖1所示，采取①、②、④三種方案，可由A到B。可是，在泵排量上升方式上，三者存有差異，三種模式對(duì)比而言，曲線③與曲線④要比曲線①?gòu)?fù)雜，當(dāng)平地機(jī)的“油門(mén)開(kāi)度”比較小之時(shí)，曲線③比較易產(chǎn)生游車(chē)狀況，而曲線④的速度則沒(méi)有多少變化，亦無(wú)益于平地機(jī)作業(yè)。
1.3 液壓機(jī)械平地機(jī)行駛速度控制系統(tǒng)的行駛液壓馬達(dá)控制
行駛液壓馬達(dá)的初始排量，常常是依“檔位信息”與“檔位控制”下的馬達(dá)排量實(shí)施調(diào)節(jié)的，隨后，再依“馬達(dá)排量”和“控制電流”兩者間的關(guān)系，得出需求的控制電流，接著由控制器向行駛液壓馬達(dá)發(fā)出相應(yīng)的指令展開(kāi)執(zhí)行。當(dāng)載荷自適應(yīng)展開(kāi)時(shí)，由“自適應(yīng)控制系統(tǒng)”向“馬達(dá)排量”發(fā)出一定的指令，然后展開(kāi)工作。
2 液壓機(jī)械平地機(jī)行駛控制系統(tǒng)中載荷自適應(yīng)控制系統(tǒng)的研究
2.1 載荷自適應(yīng)控制系統(tǒng)的壓力自適應(yīng)控制
對(duì)系統(tǒng)而言，壓力自適應(yīng)控制的流程如下列：當(dāng)測(cè)壓裝置測(cè)查到液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)壓力是P，當(dāng)壓力值P>額定值P0之時(shí)，即需將液壓馬達(dá)排量調(diào)大，將其調(diào)節(jié)到較大之時(shí)P依舊>P0，調(diào)小“液壓泵排量”，直至壓力值P
2.2 載荷自適應(yīng)控制系統(tǒng)的功率自適應(yīng)控制
平地機(jī)于作業(yè)之時(shí)，可依下列公式算出克服負(fù)載需要的發(fā)動(dòng)機(jī)功率：
式中：P1代表負(fù)載所需的發(fā)動(dòng)機(jī)功率；F代表負(fù)載多少kN；ηs代表傳動(dòng)系統(tǒng)效率；v代表車(chē)速。
負(fù)載下的功率計(jì)算公式：Pel=Pe-Pf
負(fù)載下的總功率由Pe表示，有效功率由Pel表示，輔助功率由Pf表示。
當(dāng)PelPl的條件。
操作者所控制的油門(mén)位置，其對(duì)“控制系統(tǒng)”而言為輸入量，當(dāng)確定了油門(mén)的位置之后，發(fā)動(dòng)機(jī)的“轉(zhuǎn)速與較大功率”便是“定量參數(shù)”；外界負(fù)載值大小“F”為不可控的參數(shù)；ηs傳動(dòng)效率于特定環(huán)境下亦為一定的數(shù)值，并且，于具體范圍里“傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)”得到調(diào)節(jié)之時(shí)的變化亦比較小，這些可以視作為定量；車(chē)速v受“vb液壓泵排量、vm液壓馬達(dá)排量、gi變速橋速比”等影響，上述三個(gè)量皆可視作可調(diào)節(jié)量[3]。故此，若是想要滿足上述公式，我們可以對(duì)vb、vm、gi三個(gè)量展開(kāi)調(diào)節(jié)便可以達(dá)成。
3 載荷自適應(yīng)控制系統(tǒng)的變功率節(jié)能控制研究
當(dāng)?shù)娃D(zhuǎn)速時(shí)，平地機(jī)與低操作功率曲線，若是負(fù)荷較小，則控制工作條件，若是負(fù)荷過(guò)大，于“同一時(shí)間”的外部特征，可以向前移動(dòng)“工作點(diǎn)”，這樣可以節(jié)省燃料，而于同一時(shí)間里，當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率小又在低功率曲線，輪滑可有效地降低損失，進(jìn)而提升牽引力及牽引機(jī)。
于圖3內(nèi)，若是負(fù)載比較小，比如“負(fù)載扭矩l”，這時(shí)和兩條扭矩曲線皆交匯在“b-d-e”調(diào)速段，也就是A點(diǎn)上，此時(shí)比油耗大致相等；可是于“負(fù)載扭矩2”，如果負(fù)載過(guò)大之時(shí)，和曲線1相交匯于B點(diǎn)上，與曲線2相交匯在C點(diǎn)，比油耗“C點(diǎn)”與“B點(diǎn)”相較更低，此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的“輸出功率”亦同時(shí)減少，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗亦更低。同時(shí)，亦將降低驅(qū)動(dòng)輪滑的頻率，減少輪胎的磨損程度，將會(huì)增加地面附著系數(shù)[4]，而牽引力在這時(shí)便會(huì)更大。因?qū)嶋H狀況各異，依檔位設(shè)計(jì)，一般可以選取（2～4）條的特性曲線。
4 結(jié)論
液壓機(jī)械傳動(dòng)平地機(jī)，因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)及控制，自動(dòng)化的程度較高，其傳動(dòng)系統(tǒng)能夠完成更加高的自動(dòng)化，降低了人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，工作效率獲得提升。由于如“液壓馬達(dá)、液壓泵”和“傳動(dòng)軸齒輪”等一些變量的地面電力傳輸系統(tǒng)，此外加之“變量、位置信息”與“油門(mén)信號(hào)”相耦合，更大程度上的合理控制，傳動(dòng)系統(tǒng)其“驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)”性能，取決于水力機(jī)械的有效性，為平地機(jī)關(guān)鍵“液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)”之一。
機(jī)械傳動(dòng)論文:機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的診斷
摘要：齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)中廣泛采用的主要運(yùn)動(dòng)形式之一。做為最常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)零件，它優(yōu)點(diǎn)很多應(yīng)用廣泛。但是，齒輪傳動(dòng)也存在其固有的缺點(diǎn)：不能緩和沖擊作用。當(dāng)制造、安裝和使用過(guò)程中出現(xiàn)不當(dāng)情況往往會(huì)引起較大的振動(dòng)、噪聲，甚至發(fā)生斷裂等失效故障。產(chǎn)生齒輪失效的原因比較復(fù)雜，下面就此進(jìn)行探討。
引言：隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，作為機(jī)器運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞主要形式的齒輪傳動(dòng)，其零件已成為機(jī)械產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)，其以耐磨損、耐腐蝕、耐高溫及安全等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。但在應(yīng)用中也會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)失效的問(wèn)題，本文對(duì)此加以探討。
關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)易診斷法 ；精密診斷法；優(yōu)化設(shè)計(jì)
一、齒輪失效的常見(jiàn)形式
1.齒面疲勞點(diǎn)蝕
齒輪輪齒在交變應(yīng)力的作用下，當(dāng)循環(huán)次數(shù)超過(guò)某一極，工作齒面便會(huì)產(chǎn)生微小的疲勞裂紋。如果裂縫內(nèi)滲入了潤(rùn)滑油，在另一齒輪的擠壓下，封閉在裂縫內(nèi)的油壓會(huì)急劇升高，加速裂紋的擴(kuò)展，最終導(dǎo)致表面層上小塊金屬的剝落，形成小坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞點(diǎn)蝕。
2.齒面磨損
磨損是輪齒在嚙合傳動(dòng)過(guò)程中，輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象。主要發(fā)生在開(kāi)式傳動(dòng)中的輪齒齒頂邊緣和齒根過(guò)渡曲線部位。在閉式傳動(dòng)中，潤(rùn)滑油不潔也可能發(fā)生。
3.齒面膠合
在重載傳動(dòng)中，由于潤(rùn)滑不當(dāng)或散熱不良等造成兩齒輪工作齒面發(fā)生金屬表面直接接觸并相互粘連，較軟齒面上的金屬被撕下來(lái)形成傷痕的現(xiàn)象。
4.塑性變形
在過(guò)大的應(yīng)力作用下，輪齒材料因屈服產(chǎn)生塑性流動(dòng)而形成齒面或齒體的塑性變形。在較大載荷和摩擦力的作用下會(huì)產(chǎn)生。
5.輪齒折斷
是指輪齒的一個(gè)或多個(gè)齒的整體或其局部的斷裂。通常有疲勞折斷和過(guò)載折斷兩種。一般由于在載荷的反復(fù)作用下，齒根彎曲應(yīng)力超過(guò)允許限度時(shí)，發(fā)生疲勞折斷；用脆性材料制成的齒輪，因短時(shí)過(guò)載、沖擊發(fā)生突然斷裂。
二、齒輪失效的診斷方法
1.簡(jiǎn)易診斷法
一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，某一輪齒進(jìn)入嚙合到退出嚙合的時(shí)間，稱為嚙合周期。嚙合周期的倒數(shù)則為嚙合頻率，用?m表示，其表達(dá)式為
式中 Z1小齒輪齒數(shù)；
Z2大齒輪齒數(shù)；
n1小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)；
n2大齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)。
簡(jiǎn)易診斷就是通過(guò)傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)齒輪的引出端，如普通減速器的軸承座蓋等監(jiān)測(cè)部位進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)測(cè)得的噪聲譜進(jìn)行技術(shù)分析，從而對(duì)齒輪進(jìn)行診斷。
診斷時(shí)，如果軸承座在機(jī)殼內(nèi)部，則可選擇軸承座附近剛度好的部位，或測(cè)量基礎(chǔ)的振動(dòng)。為了保持每次測(cè)定的部位不變，可以在測(cè)定位置作出記號(hào)。如果測(cè)定部位要排在鋼鐵件上，測(cè)定部位的表面應(yīng)是光滑的。同時(shí)，應(yīng)盡可能地沿水平、垂直、軸向三個(gè)方向進(jìn)行測(cè)定。
診斷的齒輪轉(zhuǎn)速可在l00r/min以上。簡(jiǎn)易診斷的項(xiàng)目主要是齒輪的偏心、齒距誤差、齒形誤差、齒面磨損、齒根部較大的裂紋等。
這里應(yīng)注意的是，齒輪的種類各不相同，因此，不要只用一種方法進(jìn)行診斷，而是要考慮用兩種方法同時(shí)
診斷。
2.精密診斷法
齒輪診斷監(jiān)測(cè)的振譜是各具特點(diǎn)的，其中，嚙合頻率?m在故障診斷中有著重要意義。各類故障在頻域中的顯示特點(diǎn)可作精密診斷時(shí)的參考：
（1）當(dāng)齒輪磨損時(shí)，嚙合頻率?m及其諧頻分量保持不變，但幅值大小會(huì)有所變化，高次頻率分量的幅值將明顯增大。
（2）當(dāng)齒廓有變形或齒根有裂紋時(shí)，?m幅值變大，其諧頻分量也增加。
（3）當(dāng)齒輪中出現(xiàn)斷齒時(shí)．由于斷齒間隔影響了與齒數(shù)有關(guān)的嚙合周期，從而影響了?o、?m及其頻率分量的變化(?o為固有頻率)。
（4）當(dāng)齒輪軸出現(xiàn)平衡不準(zhǔn)、對(duì)中性不好和松動(dòng)的缺陷時(shí)，將出現(xiàn)?o的低次諧波。
（5）齒輪有制造誤差，將出現(xiàn)一個(gè)特定的轉(zhuǎn)頻諧波。
（6）當(dāng)齒圈有偏心時(shí)，除振幅增大外，將出現(xiàn)以與偏心有關(guān)的?o、?m為高頻的調(diào)幅信號(hào)。
（7）當(dāng)齒輪有角速度波動(dòng)時(shí)，由于ω=2π?，則出現(xiàn)調(diào)頻現(xiàn)象。
上述內(nèi)容是齒輪精密診斷的重要依據(jù)，再根據(jù)客觀的使用情況，輔以檢測(cè)儀器，從而得出較為客觀的診斷。
三、齒輪的檢修
如何通過(guò)檢修來(lái)判斷齒輪是否報(bào)廢呢？不同的機(jī)構(gòu)有不同的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，這里只從常用運(yùn)行機(jī)構(gòu)中嚙合齒輪的不同失效形式來(lái)論述。具體檢修判斷為：一是齒輪凡具有裂紋或輪齒斷裂時(shí)，則為報(bào)廢齒輪。二是齒面的點(diǎn)蝕損壞達(dá)到嚙合齒面的30%，且深度達(dá)到原齒厚的10%；或點(diǎn)蝕面積沿齒寬、齒高超過(guò)60%則應(yīng)報(bào)廢。三是齒輪的磨損，對(duì)于不同的機(jī)構(gòu)就有不同的標(biāo)準(zhǔn)要求。提升機(jī)構(gòu)受力較大，安全系數(shù)要求高，齒輪磨損其齒厚不應(yīng)小于原齒厚的80%；一般運(yùn)行機(jī)構(gòu)齒輪磨損不應(yīng)小于原齒齒厚的60%，如超過(guò)則應(yīng)報(bào)廢，重新更換齒輪。四是齒輪的膠合一般在低速重載的傳動(dòng)中出現(xiàn)，為防止膠合，應(yīng)采用高粘度的潤(rùn)滑油，或適當(dāng)提高齒面的硬度和減小齒面的表面粗糙度值。在機(jī)構(gòu)中加入齒輪油不僅對(duì)抗膠合有特效，對(duì)抗磨損和點(diǎn)蝕也都有較好的效果。
對(duì)于齒輪的失效一般不采用修理的方法，而是控制在一定的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)更換。
2、導(dǎo)致齒輪失效現(xiàn)象的主要誘因分析
(1)制造誤差齒輪制造時(shí)造成的主要異常有:偏心、齒距偏差和齒形誤差等。
所謂偏心，是指齒輪(一般為旋轉(zhuǎn)體)的幾何中心和旋轉(zhuǎn)中心不重合。齒距偏差是指齒輪的實(shí)際齒距與公稱齒距之差;而齒形誤差是指漸開(kāi)線齒廓有誤差。
(2)裝配不良齒輪裝配不當(dāng)，會(huì)造成齒輪的工作性能惡化。例如，在齒寬方向只有一端接觸，或者齒輪的直線性偏差等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩(wěn)地傳遞動(dòng)力。這種情況使齒的局部增加多余的載荷，有可能造成斷齒，此現(xiàn)象稱為“一端接觸”。
3、預(yù)防和改進(jìn)齒輪傳動(dòng)失效的措施探討
3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)
機(jī)械齒輪在不加大外形尺寸的條件下，如何提高其強(qiáng)度和壽命是從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)預(yù)防和改進(jìn)齒輪傳動(dòng)失效的主要方向。特別是對(duì)于承受重載和沖擊載荷的機(jī)械齒輪,其彎曲極限應(yīng)力強(qiáng)度和接觸耐久性極限強(qiáng)度都必須得到有效提升，這就需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括優(yōu)化選材、優(yōu)化齒形結(jié)構(gòu)、采用先進(jìn)加工和處理工藝，這樣才能通過(guò)表面光潔度、合理的硬度和嚙合參數(shù)、有效的潤(rùn)滑參數(shù)、裝配要求等工藝的提升，來(lái)實(shí)現(xiàn)避免齒輪傳動(dòng)失效的現(xiàn)象。
3.2 合理選材
齒輪材料的選擇,要根據(jù)強(qiáng)度、韌性和工藝性能要求,綜合考慮。對(duì)于承受重載和沖擊載的齒輪,采用含Ni的以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金滲碳鋼為主的鋼材(含Ni量2%-4%)；對(duì)于負(fù)載比較穩(wěn)定或功率較小、模數(shù)較小的齒輪,亦可選用無(wú)Ni-Mn鋼。同時(shí)，應(yīng)盡量選用冶金質(zhì)量好的真空脫氣精煉鋼和電渣重熔合金鋼，這種鋼材的純度高,具有較好的致密度,含氧、氮和非金屬等雜質(zhì)極少,塑性和韌性高,減少了機(jī)械性能和各向異性，齒輪極限荷可提高15%-20%。
3.3 應(yīng)用熱處理工藝術(shù)
傳動(dòng)機(jī)械齒輪的承載能力不僅取決于表面硬度,還取決于表層向芯部過(guò)渡區(qū)的剪切強(qiáng)度的比值。深層滲碳淬火是提高芯部硬度的有效措施，滲碳齒輪經(jīng)過(guò)淬火和回火，不但能硬化表層,還能產(chǎn)生壓應(yīng)力。它可比單純滲碳齒輪的強(qiáng)度極限應(yīng)力提高13%以上,壽命可提高1倍。需注意的是，在熱處理后，還應(yīng)進(jìn)行油浴人工時(shí)效處理。
3.4 表面強(qiáng)化處理
對(duì)齒面和齒根進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理,通常是齒輪加工的一道工序,可在滲碳淬火或磨齒后進(jìn)行。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的噴丸工藝要求操作，能使齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度提高30%-50%,使齒根彎曲疲勞強(qiáng)度得到改善能有效地阻止裂紋擴(kuò)展,使實(shí)際載荷比外加載荷小得多。
3.5 正確安裝運(yùn)行
實(shí)踐表明，齒輪的安裝精度對(duì)其承載能力、磨損和使用壽命影響很大。無(wú)論是新安裝、更換或檢修安裝，都應(yīng)按照安裝技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保齒輪軸心線的水平度、平行度、中心距、軸承間隙、齒輪側(cè)隙、頂隙、接觸區(qū)域或軸向竄動(dòng)量等。
3.6 有效潤(rùn)滑
潤(rùn)滑對(duì)于齒輪的磨損失效有著重要的影響,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。機(jī)械傳動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力通常很高,因此輪齒接觸表面材質(zhì)的局部彈性形變不容忽視，因此，應(yīng)根據(jù)各類潤(rùn)滑工況對(duì)齒面強(qiáng)度的影響進(jìn)行具體分析，通過(guò)有效、合理潤(rùn)滑來(lái)避免齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。
4、結(jié)語(yǔ)
齒輪的失效形式雖然多種多樣，但在實(shí)際工作應(yīng)具體分析齒輪失效的誘因，才能作出正確的選擇，合理加強(qiáng)齒輪加工、使用和維修保養(yǎng)措施，從而有效避免齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。
作者簡(jiǎn)介：姚志遠(yuǎn)，1976-1，男，漢，內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古包頭市白云鄂博礦區(qū)
機(jī)械傳動(dòng)論文:探討機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展研究
【摘要】機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)是當(dāng)今機(jī)械設(shè)備中發(fā)展最快的傳動(dòng)方式之一，特別是在近年來(lái)，隨著機(jī)電一體化技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更是邁入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。本文從機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展歷程入手，簡(jiǎn)單的闡述了機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景，以供同行工作參考。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械傳動(dòng)；發(fā)展；科學(xué)技術(shù)；機(jī)電一體化；計(jì)算機(jī)技術(shù)；信息技術(shù)
機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)在目前的工程和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍非常廣泛，有著良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境友好效益，已成為世界各國(guó)普遍重視的內(nèi)容。尤其是在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的研究早已開(kāi)展，并取得了成熟、的研究產(chǎn)品。我國(guó)在機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的研究中還較為薄弱，研究力度不深，技術(shù)水平也與國(guó)外存在著很大的差距。因此在工作中我們要積極的參與這方面的研究，以縮小我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。
1.機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展歷程
機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)是由原來(lái)的動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)共同構(gòu)成的，三者之間是一個(gè)息息相關(guān)、緊密相連的內(nèi)容。這三個(gè)系統(tǒng)在應(yīng)用中，構(gòu)造相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，它通常都是在固定的動(dòng)力系統(tǒng)上以機(jī)械能為基礎(chǔ)來(lái)提供動(dòng)力，而執(zhí)行系統(tǒng)在這個(gè)過(guò)程中表現(xiàn)出復(fù)雜多樣的發(fā)展態(tài)勢(shì)。傳動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用中能夠是將原理系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)有效的結(jié)合起來(lái)，是一個(gè)具備著樞紐作用的內(nèi)容。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，它依據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的科學(xué)性、效率性對(duì)機(jī)械的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行評(píng)估。目前，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)已成為機(jī)械制造和生產(chǎn)領(lǐng)域研究重點(diǎn)，也是整個(gè)研究工作的焦點(diǎn)。
1.1傳動(dòng)方式介紹
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中包含了機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)、電傳動(dòng)等多個(gè)領(lǐng)域。在目前的應(yīng)在用中，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中逐漸出現(xiàn)電磁軸承、電磁傳動(dòng)等非接觸傳動(dòng)方式，這些技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)，也為研究工作的開(kāi)展指明了方向。
1.2機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的特性
近年來(lái)，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)逐漸向著高效、節(jié)能、精密方向發(fā)展，并逐漸達(dá)到了預(yù)計(jì)的工作標(biāo)準(zhǔn)和要求，同時(shí)也使得機(jī)械傳動(dòng)的功能性、精密性達(dá)到了一個(gè)發(fā)展的新要求。在某種程度上，傳動(dòng)技術(shù)的選擇對(duì)機(jī)械的使用性能、壽命和能源消耗也有著一定的影響。機(jī)械傳動(dòng)形式包含了齒輪傳動(dòng)、帶鏈傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)等多種。這些傳動(dòng)方式也是目前機(jī)械生產(chǎn)和應(yīng)用中的常見(jiàn)方法和策略。
1.3機(jī)械傳動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展
在近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)作為機(jī)械設(shè)備中的主要部件之一，它在應(yīng)用中同機(jī)械技術(shù)一樣也在飛速的發(fā)展和進(jìn)步中。就機(jī)械技術(shù)和機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)之間的關(guān)系分析，而這是彼此依存、彼此推動(dòng)的關(guān)系，機(jī)械技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)著機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)有推動(dòng)著機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)力的更新?lián)Q代，有助于解決傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行中存在的各種傳動(dòng)難題。我國(guó)的機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)產(chǎn)生很早，早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)了相應(yīng)的傳動(dòng)方式，當(dāng)時(shí)的機(jī)械傳動(dòng)主要是以水輪車(chē)中的齒輪為主。而在宋代的指南車(chē)中，這一技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，它可謂是我國(guó)機(jī)械技術(shù)發(fā)展的代表作，也是我國(guó)先輩智慧的結(jié)晶。
根據(jù)相關(guān)記載，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)歷史已經(jīng)超過(guò)了三千年，在羅馬時(shí)代人類就已經(jīng)開(kāi)始采用機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行谷物碾壓和磨制，當(dāng)時(shí)主要是以水利驅(qū)動(dòng)為主的，隨之傳動(dòng)技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中，被人們所接受，并成為整個(gè)機(jī)械技術(shù)研究的重點(diǎn)，一直未曾中斷過(guò)。
14世紀(jì)，由于時(shí)鐘較為精細(xì)，傳動(dòng)齒輪逐漸精密、小巧，人們開(kāi)始研究金屬齒輪，以減小尺寸。
18世紀(jì)初，蒸汽機(jī)進(jìn)入使用，相續(xù)在礦井排水、鐵路機(jī)車(chē)、加工制造等領(lǐng)域。蒸汽機(jī)本質(zhì)上是機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)，它的發(fā)展對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)提出更高的要求，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的金屬齒輪傳動(dòng)在之后得到應(yīng)用。
19世紀(jì)末期，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)出現(xiàn)。
20世紀(jì)初期，擺線、漸開(kāi)線齒形的齒輪傳動(dòng)先后出現(xiàn)。40年代左右，漸開(kāi)線和非漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的齒形計(jì)算方法、齒輪刀具、被加工齒輪、相互嚙合的齒輪之間關(guān)系及齒形計(jì)算方法、空間三維齒形及其嚙合計(jì)算方法，逐漸發(fā)展開(kāi)來(lái)。20世紀(jì)50年代，初步形成了齒輪傳動(dòng)的表面接觸和輪齒彎曲強(qiáng)度，以及動(dòng)載荷的傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法。20世紀(jì)60年代，宇航技術(shù)的發(fā)展要求機(jī)械傳動(dòng)更加。90年代，人們開(kāi)發(fā)了被廣泛用于冶金、船舶、電廠等關(guān)鍵設(shè)備及故障診斷的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控。這一開(kāi)發(fā)是基于傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究，并在故障診斷與失效預(yù)報(bào)兩個(gè)方面也開(kāi)發(fā)了相關(guān)的診斷系統(tǒng)。
2.機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的相關(guān)研究
2.1機(jī)械傳動(dòng)的信息化與智能化
信息化和智能化作為現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)發(fā)展的重要特征，涉及生產(chǎn)和生活的多方面，機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域也如此。根據(jù)原動(dòng)力系統(tǒng)的效率特征和執(zhí)行系統(tǒng)的功能，結(jié)合了機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息化和智能化，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)功率和速比的實(shí)時(shí)控制，使原動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)趨于融合，這一研究也成為機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的重要基礎(chǔ)。
2.1.1液力機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)。由液力變矩器和行星齒輪傳動(dòng)構(gòu)成的液力機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)（AT），液力變速器不僅僅可增加扭矩、吸收沖擊振動(dòng)，也可在較小的范圍內(nèi)將無(wú)級(jí)變速變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)采用液力變矩器，使得車(chē)輛起步換檔平穩(wěn)、舒適。
2.1.2無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)。實(shí)現(xiàn)“發(fā)動(dòng)機(jī)一變速器一道路負(fù)載”的匹配和汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，就是無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)（CVT），即帶式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)和牽引式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)。
2.2械傳動(dòng)裝置的高性能、低成本、小型輕量化
從傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)出發(fā)，采用高強(qiáng)度的新材料，噴丸、冷擠壓、表面涂層和表面復(fù)合處理，均可提高傳動(dòng)系統(tǒng)的承載能力和使用壽命，減小傳動(dòng)系統(tǒng)的體積和重量。
3.傳動(dòng)系統(tǒng)新材料的突破
20世紀(jì)50年代，在蘇聯(lián)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星之后，先進(jìn)材料對(duì)高科技的發(fā)展影響很大。在機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，性能特點(diǎn)鮮明且獨(dú)特，如梯度、納料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂層，以及自修復(fù)材料等，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和性能被這些獨(dú)特的性能推進(jìn)發(fā)展。作為多學(xué)科交叉與結(jié)合的結(jié)晶――材料科學(xué)，與工程技術(shù)是密不可分的，并且在全世界的排名中也位居前列。
4.提升機(jī)械傳動(dòng)的適應(yīng)性
真空高，重力微，高溫，腐蝕性海水的海洋環(huán)境，以及強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)電場(chǎng)作用下的空間特機(jī)械環(huán)境，我們需要適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的環(huán)境。
此外，微型傳動(dòng)系統(tǒng)作為微機(jī)械中重要的研究方向。微型傳動(dòng)系統(tǒng)與普通機(jī)械傳動(dòng)的工作原理和性能特征受到尺度效應(yīng)的影響，存在一定的差異，當(dāng)傳輸系統(tǒng)的微米或納米級(jí)的小尺寸，這將是一個(gè)很大的新的科學(xué)問(wèn)題。表面積的傳輸副成分增大，表面力學(xué)，表面物理效應(yīng)，摩擦學(xué)，傳輸和不同規(guī)模的常規(guī)熱傳導(dǎo)體積比，我們需要加大研究力度。
5.結(jié)語(yǔ)
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，包括信息和控制、新材料、能源和環(huán)保以及先進(jìn)的制造技術(shù)，已逐得到創(chuàng)新和發(fā)展，科學(xué)在這些領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要領(lǐng)域，以促進(jìn)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展的機(jī)械傳動(dòng)。在很大程度上機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與突破影響著機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)展與振興，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的研究必將更加深入。
