机械传动的效率范文

导语：如何才能写好一篇机械传动的效率，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】牵引特性；传动方式；液压传动

【中图分类号】S219.031 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0092-02

1.概述

内燃叉车是车站、仓库、港口和工厂应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，它可以实现搬运作业的机械化、减轻劳动强度、缩短堆码作业时间和提高生产率，而内燃叉车较好的完成搬运操作，一个好的传动系统就显得十分重要。传动系的基本作用是将发动机产生的运动与转矩加以一定的变化后，传给驱动车轮产生必要的牵引力，克服外界阻力。理想的传动系统应能够自动改变速比适应外界阻力的变化，充分发挥发动机的功率，即“恒功率、恒转矩”。

2.系统的特性的对比

叉车的牵引特性表示叉车在一定传动速比及一定驱动车轮半径时，车速与牵引力之间的对应关系。图1为叉车理想的传动系统特性曲线，纵坐标为牵引力P，横坐标为叉车车速v，牵引特性曲线能充分反映被测叉车的动力特征。机械传动叉车当档位数足够多并且速比分配合理时，通过及时的人工换挡，能使机械传动牵引特性分段逼近理想牵引特性）。液力传动的特性曲线与理想的特性曲线比较接近，系统能自动适应行驶阻力的变化。

现对叉车传动系统中常用的机械传动、液力机械传动和液压传动三种传动方式的优缺点和系统的特性比较评述如下：图1为理想的传动系统特性曲线。

3.不同传动方式优缺点的对比

现对叉车传动系统中常用的机械传动、液力机械传动和液压传动三种传动方式的优缺点的对比如下：

液力机械传动与机械传动比较有如下优点

1、由于液力机械传动系采用液力变矩器代替了机械传动系中的干式离合器，液力变矩器利用液体作为传递动力的介质，输出轴和输入轴之间没有刚性的机械联系，大大降低了发动机及传动系统零件的冲击载荷，大大提高了机件的使用寿命。根据相关的统计数据表明，液力机械传动与机械传动相比，发动机寿命增长47%，变速箱寿命增长400%，后桥差速器寿命增长93%。对于载荷波动剧烈的场（厂）内机动车辆而言，其效果更为显著。

2、液力变矩器具有一定的变速能力，故对于同样的变速范围，可以减少变速箱的档位数，简化了变速箱结构。

3、液力变矩器具有自动无级变速的能力，因而起步平稳，并可得到任意小的行驶速度。

4、液力机械传动系用动力换挡变速器取代了机械传动系中的人力换挡变速器，实现了自动变速功能，操作方便，而且起步平稳，发动机不易熄火。大大减轻了操作者的劳动强度。

5、液力机械传动系的特性曲线与理想传动系特性曲线比较接近，能够自动适应行驶阻力的变化，因此能使发动机经常在选定的工况附近工作，大大提高了发动机的功率利用率。

但和机械传动系想比，液力机械传动系也有以下缺点：

1、零部件制造要求比较高而且成本也高。

2、由于油液在液力变矩器中的泵轮、导轮和涡轮的叶栅中高速流动，发热量大，因此传动效率略低。

3、采用液力变矩器后，使车辆起步时不能利用发动机飞轮的动能，也不能利用发动机制动。

4、采用动力转向的车辆，在发动机熄火后，车辆不能转向也不能拖起动。

与机械传动和液力机械传动相比液压传动有如下优点：

1、液压传动使传动系大大简化，利用一个变量泵和两个定量马达代替了机械传动和液力机械传动系中离合器（变矩器）、变速器、传动轴等，同时也简化了换挡操纵机构。

2、液压传动能实现无级传动，变速范围大，并能实现微动，且在相当大的转速范围内保持较高的效率。

3、液压传动利用液压系统本身可以实现无磨损制动功能。

4、液压传动采用先进的发动机转速匹配功能，使发动机的最佳性能得以体现，使得液压传动特性曲线接近于理想的传动系统特性曲线，而且还降低发动机油耗和尾气排放。

4.结论

虽然液压传动有非常好的性能，但是由于制造这样一套系统需要非常高的制造精度和高质量的材料，液压元件的价格、噪声等问题尚未完全解决，液压传动在内燃叉车中的使用尚不广泛，目前内燃叉车上大多还是采用机械传动和液力机械传动方式，只有少数几个品牌的内燃叉车采用液压传动。但从系统经济性、传动效率来看，将液压传动技术大规模的应用在内燃叉车上将是—个趋势。

参考文献

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[关键词]机械设计制造 液压 传动控制系统

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0002-01

1 液压机械传动的概述

1.1 系统的基本原理分析

液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的，在一个相对平衡的系统中，不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止，小的活塞上面应该施加较小的压力，大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件，其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅的元件和控制元件等，通过动力元件可以让系统产生运行的动力，主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作，通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵，它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题，还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置，与液压泵相反的工作装置是液压马达，这种装置可以将液压能量转换为机械能，从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制，能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅的元件，通过辅的元件可以建设液压回路。

1.2 液压机械传动的优缺点分析

1.2.1 液压机械传动的优势

液压机械传动的应用范围相对广泛，在各个领域都有基本的使用，无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展，这些装置具有高压、高速和高效率的特点，液压机械传动的功率较大，其本身也是高度集成化的系统，具有一体化、小型化和轻量化的特点，由于该系统和微电子技术可以紧密的配合，可以在小空间内实现对功率的准确控制，在各种行业的使用中发挥着较大的作用。

随着科学技术的发展，各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之，对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置；液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点，方便在使用的过程中进行操纵和控制，此外，这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油，可以自动，具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化，如果使用电液联合控制，可以确保高程度的自动控制。

1.2.2 液压机械传动存在的缺点

影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素，从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大，不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化，从而使得传动控制系统的运动特性发生改变，影响其工作的稳定性，为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定，应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外，液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染，一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末，这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面，导致系统运行不稳定。此外，系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合，在元件的运行过程中产生一系列摩擦，不利于系统的正常运转。

2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用

2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展

无论是现代建设还是国防建设，都需要将一些大型的工程装备融入到里面，液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求，由于一些机器设备的功率相对强大，具有较高的生产使用效率，精度也相对高，液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求，可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力，主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就，系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向，才可以研发出社会所需要的技术产品。

2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足

我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步，同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力，但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助，我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国，就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷，要对液压技术进行研究，从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标，使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样，才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高，减少在装备制造过程中的缺陷和不足，从而实现最终的液压发展目标。

3 结束语

随着工程机械技术的发展，一些新的技术和工艺逐渐出现，使得工程机械逐渐向智能化的方向发展，对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势，尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出，极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足，需要加强对该技术的研究，促进我国液压技术快速的发展。

参考文献

[1] 贺勇，李好，张艺蓝.力矩限制器在线测试系统开发[J].广东交通职业技术学院学报，2014.

[2] 付红伟，王永峰，王小宾.起重机制动器的安全使用及研究[J].河南机电高等专科学校学报，2014.

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【关键词】机械传动；发展；科学技术；机电一体化；计算机技术；信息技术

机械传动技术在目前的工程和工业生产领域的应用范围非常广泛，有着良好的社会经济效益和环境友好效益，已成为世界各国普遍重视的内容。尤其是在西方发达国家，对于机械传动技术的研究早已开展，并取得了成熟、可靠的研究产品。我国在机械传动技术的研究中还较为薄弱，研究力度不深，技术水平也与国外存在着很大的差距。因此在工作中我们要积极的参与这方面的研究，以缩小我国与发达国家的差距。

1.机械传动技术的发展历程

机械传动技术是由原来的动力系统、传动系统和执行系统共同构成的，三者之间是一个息息相关、紧密相连的内容。这三个系统在应用中，构造相对来说较为简单，它通常都是在固定的动力系统上以机械能为基础来提供动力，而执行系统在这个过程中表现出复杂多样的发展态势。传动系统在应用中能够是将原理系统和执行系统有效的结合起来，是一个具备着枢纽作用的内容。机械传动系统在整个机械生产领域的应用十分广泛，它依据传动系统的科学性、效率性对机械的运行机理进行评估。目前，机械传动系统已成为机械制造和生产领域研究重点，也是整个研究工作的焦点。

1.1传动方式介绍

机械传动系统在应用的过程中包含了机械传动、流体传动、电传动等多个领域。在目前的应在用中，机械传动系统中逐渐出现电磁轴承、电磁传动等非接触传动方式，这些技术的应用为机械传动技术的发展做出了积极贡献，也为研究工作的开展指明了方向。

1.2机械传动技术的特性

近年来，机械传动技术逐渐向着高效、节能、精密方向发展，并逐渐达到了预计的工作标准和要求，同时也使得机械传动的功能性、精密性达到了一个发展的新要求。在某种程度上，传动技术的选择对机械的使用性能、寿命和能源消耗也有着一定的影响。机械传动形式包含了齿轮传动、带链传动、摩擦传动等多种。这些传动方式也是目前机械生产和应用中的常见方法和策略。

1.3机械传动科学技术的发展

在近年来，随着科学技术的飞速发展，机械传动作为机械设备中的主要部件之一，它在应用中同机械技术一样也在飞速的发展和进步中。就机械技术和机械传动技术之间的关系分析，而这是彼此依存、彼此推动的关系，机械技术的发展带动着机械传动技术的进步，机械传动技术有推动着机械设备和生产力的更新换代，有助于解决传统设备运行中存在的各种传动难题。我国的机械传动技术产生很早，早在春秋战国时期就已经出现了相应的传动方式，当时的机械传动主要是以水轮车中的齿轮为主。而在宋代的指南车中，这一技术的应用更为广泛，它可谓是我国机械技术发展的代表作，也是我国先辈智慧的结晶。

根据相关记载，机械传动技术的出现历史已经超过了三千年，在罗马时代人类就已经开始采用机械传动技术进行谷物碾压和磨制，当时主要是以水利驱动为主的，随之传动技术出现在人们的视野当中，被人们所接受，并成为整个机械技术研究的重点，一直未曾中断过。

14世纪，由于时钟较为精细，传动齿轮逐渐精密、小巧，人们开始研究金属齿轮，以减小尺寸。

18世纪初，蒸汽机进入使用，相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域。蒸汽机本质上是机械的动力系统，它的发展对于传动系统提出更高的要求，高标准、高质量的金属齿轮传动在之后得到应用。

19世纪末期，电动机和内燃机出现。

20世纪初期，摆线、渐开线齿形的齿轮传动先后出现。40年代左右，渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法、齿轮刀具、被加工齿轮、相互啮合的齿轮之间关系及齿形计算方法、空间三维齿形及其啮合计算方法，逐渐发展开来。20世纪50年代，初步形成了齿轮传动的表面接触和轮齿弯曲强度，以及动载荷的传动设计方法。20世纪60年代，宇航技术的发展要求机械传动更加精确。90年代，人们开发了被广泛用于冶金、船舶、电厂等关键设备及故障诊断的齿轮传动系统的状态监控。这一开发是基于传动系统动力学研究，并在故障诊断与失效预报两个方面也开发了相关的诊断系统。

2.机械传动技术的相关研究

2.1机械传动的信息化与智能化

信息化和智能化作为现代社会科学发展的重要特征，涉及生产和生活的多方面，机械传动领域也如此。根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能，结合了机械传动技术与计算机控制技术，实现了信息化和智能化，通过计算机控制技术，精确实现动力传动功率和速比的实时控制，使原动力系统、传动系统和执行系统趋于融合，这一研究也成为机械装备实现自动化和智能化的重要基础。

2.1.1液力机械自动变速传动。由液力变矩器和行星齿轮传动构成的液力机械自动变速传动（AT），液力变速器不仅仅可增加扭矩、吸收冲击振动，也可在较小的范围内将无级变速变为现实。机械自动变速传动采用液力变矩器，使得车辆起步换档平稳、舒适。

2.1.2无级自动变速传动。实现“发动机一变速器一道路负载”的最佳匹配和汽车动力传动系统的最佳燃油经济性和动力性，就是无级自动变速传动（CVT），即带式无级自动变速传动和牵引式无级自动变速传动。

2.2械传动装置的高性能、低成本、小型轻量化

从传动原理和结构出发，采用高强度的新材料，喷丸、冷挤压、表面涂层和表面复合处理，均可提高传动系统的承载能力和使用寿命，减小传动系统的体积和重量。

3.传动系统新材料的突破

20世纪50年代，在苏联成功发射人造地球卫星之后，先进材料对高科技的发展影响很大。在机械传动技术领域，性能特点鲜明且独特，如梯度、纳料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂层，以及自修复材料等，机械传动技术的发展和性能被这些独特的性能推进发展。作为多学科交叉与结合的结晶――材料科学，与工程技术是密不可分的，并且在全世界的排名中也位居前列。

4.提升机械传动的适应性

真空高，重力微，高温，腐蚀性海水的海洋环境，以及强磁场或强电场作用下的空间特机械环境，我们需要适应传输系统的环境。

此外，微型传动系统作为微机械中重要的研究方向。微型传动系统与普通机械传动的工作原理和性能特征受到尺度效应的影响，存在一定的差异，当传输系统的微米或纳米级的小尺寸，这将是一个很大的新的科学问题。表面积的传输副成分增大，表面力学，表面物理效应，摩擦学，传输和不同规模的常规热传导体积比，我们需要加大研究力度。

5.结语

进入二十一世纪以来，科学技术的发展，包括信息和控制、新材料、能源和环保以及先进的制造技术，已逐得到创新和发展，科学在这些领域的技术进步的一个重要领域，以促进科学和技术的发展的机械传动。在很大程度上机械传动技术的发展与突破影响着机械传动的发展与振兴，对机械传动的研究必将更加深入。[科]

【参考文献】

［1］秦大同.机械传动科学技术的发展历史与研究进展[J].机械工程学报，2003，（12）：37-43.

［2］王新华，魏源迁，李剑锋，伍良生.水压传动技术发展的现状及其应用前景[J].机床与液压，2003，（6）：3-8.

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【关键词】煤矿机械;传动齿轮失效;形式;原因

目前我国煤矿机械设备故障频发，对此，应当加强对煤矿机械各种传动齿轮的失效形式以及原因的风险，降低煤矿机械设备事故发生率，确保煤矿机械设备的正常运行，提升煤矿企业生产效率，推动煤矿企业的不断发展。

1.煤矿机械传动齿轮常见失效形式

1.1 磨损

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于磨损，而导致煤矿机械传动齿轮出现失效。通常情况下，煤矿机械传动齿轮主要表现为正常磨损、中度磨损、破坏性磨损以及磨料性磨损等磨损现象。正常磨损在煤矿机械传动齿轮预期寿命内不会影响齿轮的正常使用性能。在煤矿机械传动齿轮使用过程中，齿轮接触表面上金属较快的损耗，这便是中度磨损。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于齿轮的啮合中进入细颗粒，使得齿面沿滑动方向呈短线状划痕，损坏齿面，使得煤矿机械传动齿轮出现破坏性磨损，影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。

1.2 传动齿轮表面疲劳

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于煤矿机械传动齿轮表面或表面下存在裂纹生核，或者是交变应力反复作用而产生材料的疲劳，应力超出了材料的疲劳极限，而使得煤矿机械传动齿轮发生裂纹扩展。破坏性点蚀和疲劳剥损是煤矿机械传动齿轮表面疲劳的主要形式。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，齿面接触应力根据脉动循环变化的，若齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时，载荷多次重复作用于齿面表层，就会产生细小的疲劳裂纹，这些疲劳裂纹通常始于轮齿节线以下点蚀，这种麻点形成应力的增高，从而使得麻点间的金属疲劳引起齿廓的破坏，从而导致煤矿机械传动齿轮出现破坏性点蚀。顶棱或沿齿顶从齿面上脱落下的颗粒较大是煤矿机械传动齿轮疲劳削损的主要特点，通常情况下，煤矿机械传动齿轮疲劳剥损大多发生在表面淬火的齿轮或硬齿面的齿轮，降低煤矿机械传动齿轮承载能力，从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命。

1.3 胶合

煤矿机械传动齿轮在使用过程中，通常会由于油脂的使用不当或煤矿机械传动齿轮超负荷工作，使得煤矿机械传动齿轮啮合区温度升高，同时在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破，可能导致两轮齿的金属面熔焊在一起，导致软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟，在低速重载下，齿面间的油膜不易形成也会产生胶合破坏。

1.4 塑性流动

煤矿机械传动齿轮塑性流动失效形式主要表现为塑性变形、起波纹以及起皱。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，轮齿啮不合理会形成冲击负荷，产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形，从而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，不充分、重载或振动而造成滑动粘附的摩擦，会导致煤矿机械传动齿轮齿面上形成和滑动方向成垂直的波纹，使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在使用过程中，通常会由于不足或超负荷，使得煤矿机械传动齿轮齿面在滑动方向出现皱纹，从而使得煤矿机械传动齿轮出现失效。

1.5 断裂

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于断裂而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。通常情况下，煤矿机械传动齿轮的断裂主要表现为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂以及淬裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，循环弯曲应力超过材料的极限应力，便会使得煤矿机械传动齿轮出现疲劳断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，由于严重剥落、点蚀或严重的磨料性磨损等严重磨损，使得煤矿机械传动轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下，从而使得煤矿机械传动齿轮出现磨损断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中，突然冲击负荷会使得煤矿机械传动齿轮齿面一个端角度误差，造成载荷的集中，从而使得煤矿机械传动齿轮出现轮齿断裂。

2.煤矿机械传动齿轮失效原因

2.1 传动齿轮自身设计原因

一些煤矿机械传动齿轮由于自身设计原因，使得煤矿机械传动齿轮在使用过程中出现失效。通常情况下，煤矿机械传动齿轮主要为低速重载齿轮，煤矿机械传动齿轮的使用环境相对恶劣，使得煤矿机械传动齿轮对设计要求相对较高。目前，一些煤矿机械传动齿轮设计参数和技术要求针对性相对较弱，同时专项科研和实验不到位，使得煤矿机械传动齿轮设计无法与煤矿机械的实际工况和使用条件紧密结合。一些大煤矿机械传动齿轮在设计过程中，在分析计算齿轮接触疲劳强度时，仍然采用传统的公式，即以交变应力作用下测定试样的断裂循环次数而制定的反复应力与全负荷下的循环次数关系曲线作为疲劳设计依据，然而煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会受到各类工艺因素和工况因素共同作用，使得煤矿机械传动齿轮必然会与齿轮试样的表面质量存在着一定差异。一些煤矿机械传动齿轮在设计过程中由于生产材质设计不当，直接影响煤矿机械传动齿轮的承载能力，从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命，使得煤矿机械传动齿轮出现失效。

2.2 制造加工原因

一些煤矿机械传动齿轮在加工制造过程中存在一些缺陷，使得煤矿机械传动齿轮的质量达不到相关要求。一些铸造大齿轮在生产过程中存在化学成分偏析、非金属夹杂物、气孔以及砂眼等缺陷，直接影响煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在制造过程中采用的材料性能和热处理性能达不到相关标准，加上煤矿机械传动齿轮调质处理的齿面硬度达不到设计技术要求，在进行淬火处理时，齿面硬度不均匀，使得煤矿机械传动齿轮积存较大内应力，使得煤矿机械传动齿轮承载能力受到影响，降低煤矿机械传动齿轮质量。

2.3 传动齿轮安装使用不当

一些煤矿机械传动齿轮在安装过程中，缺乏完善的安装技术规范，一些煤矿机械在安装过程中，缺乏完备的测量仪器，通常靠经验进行安装施工，使得煤矿机械传动齿轮安装无法满足齿轮安装技术要求和质量相关标准。煤矿机械一些新装齿轮由于时间相对较紧的缘故，缺乏充分的跑合，一旦煤矿机械传动齿轮运转声音基本正常便投入生产使用，直接影响煤矿机械传动齿轮安装质量，从而影响煤矿机械传动齿轮使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在运行过程中缺乏日常维护，未能对减速箱和齿轮进行定期清洗和更换油脂，加上一些煤矿企业采用的煤矿机械传动齿轮手达不到相关技术标准，使得煤矿机械传动齿轮磨损严重。同时，一些煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会混入一些煤粉、水分以及杂物，直接影响煤矿机械传动齿轮的正常使用。此外，一些煤矿机械传动齿轮存在着违章操作和机械超负荷运转，使得煤矿机械传动齿轮承载能力不断加大，直接影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。

3.结束语

煤矿机械传动齿轮在运行过程中，通常会由于自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等原因以磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等形式出现失效，直接影响煤矿机械传动齿轮质量和煤矿机械传动齿轮使用寿命。

参考文献

[1]胡延平.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].江西煤炭科技，2010（3）：105-107.

[2]冯健，于明龙，樊志家等.煤矿机械传动齿轮失效形式分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（5）.

[3]李多光.机械传动齿轮失效形式研究[J].工会博览：理论研究，2011（7）：282-282.

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1改进实验手段，培养创新能力

机械设计实验是理论课的重要实践环节，它不仅是学生获取知识的有效途径，而且对于提高学生创新能力具有十分重要的作用。现在的学生普遍对工程实践缺乏感性认识，动手能力较弱，虽然在理论课堂学习中接触了一些机械实物模型，观看过工程机械图片和视频展示，有了一些感性认识，但这些知识还不够，还必须从培养学生创新能力出发，合理安排实验内容与改进实验测试手段，以提高学生理论联系实践的能力。学生只有通过机械工程实践的训练，才能牢固地掌握机械设计知识。在实验设备中都增加了现代测试技术，配置了计算机辅助实验系统，包括数据采集、处理和打印设备，实验数据由计算机进行力学参数、机械参数的数据采集、处理、显示与输出。我们不断完善与更新实验项目的内容，由学生任意选择，使学生不仅熟悉各种不同实验设备的工作原理与功能，而且掌握不同实验的测试方法、数据处理以及对实验结果的分析方法。将现代测试技术应用于实验中，明显地提高了实验测量速度与精确度。

在“机械零件认知实验”中，通过利用机械零件陈列柜的展示、对机械实物和模型与展板的观察和分析，使学生认知了机械设计课程中的标准件、通用零部件与机械传动的类型与特点。在机械零件陈列柜中结合文字注释、机器与模型的运动、电脑声控同步的讲解，使学生认知了如牛头刨床、减速器、压面机、破碎机、雕刻机等机器的运动规律，加深了对机器与机械零件的感性认识，解决一些课堂上难以想象的问题。通过机械创新设计电动陈列柜的展示，使学生了解了创新设计的发散思维法、功能设计法、移植设计法、组合设计方法，原理方案、结构方案、外观方案的创新以及新产品示例，拓宽了学生的知识面，提高了学生机械综合设计能力与创新能力。在“带传动滑动与效率的测定实验”中，使学生了解了智能带传动实验台的结构与原理，掌握扭矩、转速、滑动率、效率的测试方法。学生观察了带传动的弹性滑动与打滑现象，并灵活应用实验技能测出带传动的弹性滑动率、传动效率的结果与负载的关系曲线。

在“液体动压动轴承实验”中，学生利用滑动轴承实验台以及多媒体软件对滑动轴承的径向油膜压力分布和摩擦特征进行实测和仿真实验。将实际和理论知识有机地结合起来，利用计算机的人机交互性能，使学生方便直观地实验，增强了学生的实践动手能力。

在“螺栓联接综合实验”中，学生通过计算机测试软件与多通道静动态应变仪，测定了螺栓组在受倾覆力矩时每个螺栓的受力情况，掌握了螺栓受力一变形的规律。通过单个螺栓的静态实验，了解了螺栓受轴向载荷时，螺栓联接相对刚度的变化对螺栓总拉力的影响。通过单个螺栓的动载荷实验，了解了在改变螺栓的相对刚度后，螺栓动应力幅值的变化。利用计算机实现了数据处理的自动化与可视化，使学生容易地掌握了机械参数电测的基本方法。在“减速器的拆装与分析实验”中，使学生了解了减速箱的基本结构、用途及特点，了解了减速器的各个组成零件结构及功用。熟悉了减速器设计以及主要零件的加工工艺性，了解了减速器中零件的装配关系及安装过程，了解了减速器的基本传动参数测定方法与方式。在“组合式轴系结构设计实验”中，学生通过组装不同结构轴系部件的过程，掌握了轴的结构、轴承组合设计的方法以及轴上零件的常用定位与固定方法。上述两个实验是由学生自行创意设计和组装，使学生在机械综合设计方面得到了训练，为后续课程的学习打下基础。在“剂的磨擦磨损与承载能力测定实验”中，使学生了解了在摩擦磨损试验机上进行剂的减摩性、抗磨性、极压性能测定的试验过程，掌握了利用四球法测定剂的摩擦系数、磨痕直径、最大无卡咬、烧结负荷的方法，并且对国内外剂评定测试标准有了深入的了解。

在“机械传动性能综合测试实验”中，首先将常用的机械传动任意进行组装成为被测的机械传动装置，再利用工控机测试系统进行机械传动性能参数，速度、转矩、传动比、功率、效率的数据采集与处理，实验结果与曲线输出的工作。学生通过机械传动装置的组装、仪器调试及测试过程的实际动手操作，锻炼了机械传动综合实验的技能。把计算机技术引入实验教学，实现计算机人机交互的实验方式，使得实验内容的知识性和趣味性融为一体，极大地激发了学生的兴趣与积极性，促进了学生对所学知识与机械工程实践的联系，学生的创新能力作为后天开发的显性创造力，通过学习与培养，得到了锻炼和提高。

2改进教学方法，提高教学效果

机械设计》是一门综合性、实践性很强的课程，课程涉及到机器与机械传动等工程实践知识。在理论课堂上，使用多媒体教学课件进行授课，为学生自主学习创造了有利条件。在实验教学中，我们运用板书与多媒体实验课件相结合、机械设备与模型相结合的教学方式，增大了实验教学的信息量，给教学注入了活力。利用多媒体实验课件介绍每个实验的目的、原理，介绍实验的重点与难点知识，尤其是形象生动的减速器拆装与装配零件的爆炸式动画演示，带传动的弹性滑动、四球法原理的三维动画演示，大大激发了学生的兴趣与好奇心，使得学生对实验内容理解深刻、掌握牢固。在教学中采用启发式、互动式的模式进行教学，充分调动学生的主观能动性，积极培养学生观察、思考、分析与解决问题的能力，使学生完成实验之后，充分感到了探索知识的魅力与成功的喜悦。

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关键词：抽油机；自平衡；双井；电机换向

1.研究背景

传统的抽油机主要有：游梁式抽油机、链条式抽油机、皮带式抽油机等。近年来世界抽油机技术发展，其向着更好的适应性、可靠性、经济性和先进性发展；并且提高了抽油机平衡效果，改善了抽油机的运动特性、动力特性等平衡特性；增大了抽油机的使用范围，强化了抽油机智能化程度。

传统的抽油机的换向多采用机械换向。游梁式抽油机的换向是利用曲柄带动连杆上下往复运动，皮带式抽油机利用单链条连接曲拐和滑车架在框架中上下往复运动实现上下抽油，链条式抽油机通过齿条链轮实现换向。随着机电一体化的发展，将电气控制技术应用于抽油机，直接利用电机实现上下冲程也在实际生产中得以运用。

目前，国内油田采用的抽油机多数是游梁式抽油机，游梁式抽油机―有杆抽油泵个系统的总效率在国内一般地区均只12%～23%，先进地区至今也小到30%美国的常规型抽油机系统效率较高，但也仅有46%系统效率低下，能耗大，耗电就多。

本文设计出一种双塔自平衡式抽油机。利用丛式井抽油机利用两口油井距离近的特点，用一台抽油机同时抽油，采用双井平衡方式，利用调节两口油井下泵深度、抽油杆组合和抽油泵直径大小，使两口油井的载荷相互平衡，可取得更精确的平衡和节能效果，具有更好的经济效益。不再利用传统机械式的上下冲程换向，而是采用现在已在胜利油田、大港油田、大庆油田、新疆油田已实用的智能换向电动机，通过其正反转即能实现双侧抽油杆同时作业，实现了传统的抽油机自动化与智能化的改进与发展。

2.结构与工作原理

2.1结构简介

通过两塔架1中间放置电动机2经减速箱3输出动力到同步带轮6，利用同步带轮带动同步带8运动，而同步带两侧连接两个抽油杆4，即可实现两口油井抽油杆自平衡运行，代替了传统皮带式抽油机的平衡块，实现一个上下冲程能满足两口井同时完成一次作业。

而在运行过程中，采用开关磁阻调速电动机拖动，由可编程控制器进行准确的位置控制。保证了实现了两侧的抽油杆的上下往复抽油作业。

图2.1 双塔自平衡式抽油机结构图

1-传动塔架 2-智能换向电机 3-减速箱 4-抽油杆 5-天轮 6-同步带轮 7-底轮

2.2 传动皮带（同步带）设计

如图2.2所示电机通过减速箱减得到轴的低速转动，从而带动同步带轮的转动。利用主动同步带轮轴、两个塔架底部同步带轮轴的垂直高度不一致，其中心形成一个等腰三角形，在此基础上将双面同步带轮绕过主动同步带轮轴顶部，再从下侧绕过底部的两同步带轮，从而实现了同步带轮的张紧，能始终保持与带轮的啮合。

图2.2 同步带及同步带轮位置设计

2.3 换向实现

双塔自平衡式抽油机采用双换向方式，保证精准换向。采用开关磁阻调速电动机拖动，由可编程控制器进行准确的位置控制。为了防止控制上偏差以及突发失灵的发生，同时还在在同步带上，根据抽油机冲程设置拨针，从而实现在同步带的极限位置拨动限位开关，电气控制调速电机反向运转，从而实现了换向的目的。

图2.3 动力输出

1-同步带轮 2-动力输出轴及齿轮

2.4刹车的实现

在底部两个导轮1处同样设置同步带轮2，在需要临时停止运行时，通过设置的刹车装置2实现及时刹车。刹车装置如图2.4示，类似于普通的汽车的刹车片工作原理一样，即内圈抱紧同步带轮，实现在第一时间制动。

图2.4 底轮传动及刹车

1-底轮耳板 2-同步带轮 3-刹车装置

3.分析与讨论

3.1节能分析

常规抽油机所用的电动机为鼠笼电动机，电动机在启动时电流为额定电流的6-7倍。而电动机换向智能抽油机的电动机为先进的开关磁阻电动机，功率因数近似为1，电动机启动电流小。

电动机换向智能抽油机机械传动线路短，从电动机联轴器至一级减速器联轴器工作机构的机械传动效率在80%以上。而常规抽油机机械传动线路长，机械传动效率低，仅在40%左右，该抽油机比常规抽油机机械传动效率提高1倍。

双塔自平衡式抽油机巧妙运用抽油杆重力自平衡，实现扭矩平衡，能实现丛井同时业，将传统的配重块设置为另一个对称分布的抽油杆，减少了能源的损耗。

3.2智能换向分析

传统的游梁式抽油机、链条式抽油机、皮带式抽油机其换向均为机械换向，通过设置曲柄、链节带动导向实现换向。双塔自平衡式抽油机将其从机械换向方式转换为现代油田中新兴的电机换向方式，随着电动机技术的发展，传统的伺服电机、调速电机等不再仅仅局限于高速轻载的领域中，例如包装机械、电子机械、印刷机械，逐渐应用于石油领域中低速重载的场合。该类电机如加上微控制器单片机，通过编程即可实现本地或者异地控制电机的运转，监视实时运行的转速、扭矩、电压、电流等情况，实现自动化控制管理。

刹车系统能实现抽油机立即停转，防止惯性继续运转。

四、结论

目前我国很多油田为了提高产量往往打了很多密井；一些新发现的大油田打了很多丛式井；海洋平台上也有近距离油井。这些密井使得高效、节能环保的双井抽油机有了用武之地。双塔自平衡式抽油机，电机智能换向结构简单，抽油效率高，节能明显。其传动设计突破了传统抽油机的机械传动的方式，使抽油机整体结构简单。双塔自平衡式抽油机还可以适用于丛式井、密井、海洋平台油井的开采。

参考文献：

[1]孙庆红，温泽民，王善政等.电动机换向智能抽油机应用与分析[J].石油机械，2002，30（5）：31-33.DOI：10.3969/j.issn.1001-4578.2002.05.011.

[2]任志刚.油田抽油机发展现状及发展趋势[J].中国化工贸易，2014，（17）：123-123，125.DOI：10.3969/j.issn.1674-5167.2014.17.108.

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关键词：自走台车；行走驱动装置；机械传动；输送系统

引言

我司成品仓库引进日本大福自动化仓储系统，自走台车作为成品烟入出库输送系统的核心设备之一，负责成品件烟的入出库作业，直接影响着公司的正常生产营销。在生产过程中要求自走台车可以高效、稳定、安全的运行，但在实际运行中，由于存在设备结构设计不够完善的地方，目前，驱动方式是靠一个电机驱动单个驱动轮，其余三个为从动轮，长期运行后，驱动轮所在行走导轨容易磨损，甚至出现多处凹陷，导致自走台车在该处位置无法正常驱动行走，造成设备故障，影响仓库的入出库作业效率和成品发货。

1 存在问题及分析

目前，应用在成品仓库的自走台车如图1所示，包括四个行走在两个平行设置的导轨1、7上的行走轮2、3、4、5，两平行导轨1通过垫高物与地面具有一定高度悬空设置。

现有行走轮2、3、4、5的驱动方式是靠一个电机驱动四个行车轮2、3、4、5中的其中一个行走轮2，其余的三个行走轮3、4、5为从动轮，且电机偏在一侧邻近行走轮2设置。行走轮在长期承载重物的使用过程中，由电机直接驱动的行走轮2所在的导轨1容易磨损，导致驱动受力不均；且由于两平行导轨1、7与地面是悬空设置的，因此导轨易出现多处凹陷，导致自走台车在凹陷处悬空打滑无法正常驱动行走，加剧导轨1、7的磨损，降低设备运行效率，并造成设备故障。

2 改进方案

为了解决自走台车行走单边驱动存在的问题，通过现场设备勘察，讨论制定了相应的改进方案，主要研究内容是在驱动电机不更换的情况下，设计改进驱动装置结构，实现双边驱动，改善受力不均现象。

所述的四个行走轮包括前轮组和后轮组，其中后轮组为两个从动轮4、5，前轮组为两个主动轮2、3。两个主动轮2、3固定连接在一传动轴6的两端部，且于该传动轴6的中间位置固定装设有一链轮7，以保证主动前轮组行走动力的平衡性，改善原有行走轮受力不均的现象，实现更稳定的传动。于四个行走轮2、3、4、5上方的自走台车本体上设置有一电机安装架9，驱动电机8固定在该电机安装架9。驱动电机8通过一链条驱动传动轴6上的链轮7，以带动传动轴6转动，进而带动传动轴6两端部的两个主动轮2、3同时行走两个平行设置的导轨1、10上。

3 改进效果

改进后，通过查询半年内自走台车故障履历表，并无再出现相应的“行走超时”等故障维修记录，运行导轨的磨损现象也得到了很好的改善，有效地解决了生产过程中遇到的问题，在长时间的运行中得到验证，效果明显，提高了设备运行的稳定性。

4 结语

通过改进成品仓库自走台车行走驱动装置，原有行走驱动方式改为两个行走轮同时驱动，且固定装设在传动轴上的链轮居中设置，以保证主动前轮组行走动力的平衡性，改善原有行走轮受力不均的现象，实现更稳定的传动，提高自走台车传动效率和延长设备寿命，并达到降低设备故障率的效果，有效提升成品烟的入出库作业效率。

参考文献

[1] Product Manual AR/RS . DAIFUKU

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    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:

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关键词：叉车；液力传动；静压传动

前言

根据国家质检总局2010年的《增补的特种设备目录》（国质检特[2010]22号），场（厂）内机动车辆的含义为指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。叉车作为场（厂）内机动车辆的一种，用途越来越广、数量也越来越多。随着需求的广泛与增大，技术的不断进步与改革，各种类型传动系统的叉车也被广泛应用。

叉车按动力传动系统的不同分为机械传动、液力传动、静压传动和电传动四种类型。传动系统是影响叉车行驶性能的关健，对于叉车而言，其行驶工况复杂，频繁的启制动与换向，这对叉车的传动系统提供了更高的要求。叉车的传动系统性能与叉车的加速快慢、操作性能、爬坡性能、经济性、可靠性等都是息息相关的。

液力传动和静压传动均采用液体作为工作介质传递功率，均能实现无级变速和动力传递，传动类型及其相似，但两者的工作原理、结构传动性能以及传动效率却截然不同。

1 液力传动系统

利用液体的动能来传递动力被称为动液压传递，也称为液力传递。液力传动实际上是一组离心泵——涡轮机系统。离心泵作为主动部件带动液体旋转，从泵流出的高速液体推动涡轮机旋转，将液体动能转换为机械能，实现能量传递。在叉车液力传动系统中由液力变矩器、动力换挡变速器、传动轴、前后桥以及轮边减速器等部件组成。发动机的动力经液力变矩器传给动力换挡变速器，再经传动轴分别传给前后驱动桥。驱动桥轴输出的动力经过轮边减速器进一步增大转矩后，再传给轮胎。

液力变矩器的最大特点是由于导轮的作用，能在传递功率的同时，也起到放大扭矩的功能。因此采用这种传动系统的机械可以在一定程度上实现无极自动变速、变扭，克服作业工况的变化。但是，这种传动系统存在着变矩系数小、高效区窄、总传动效率低的问题。

液力传动依靠液体动量矩变化来传递动力，工作轮叶片与工作液体相互作用，引发机械能也液体能的相互转换，在传递过程中发生能量损失。发动机在大负荷、低转速工作时，系统发热较高，一般传动效率低于0.75。

2 静压传动系统

以常用的林德叉车为例，整个传动系统被设计成一个紧凑的驱动桥总成，其中包括1个液压变量泵和2个液压变量马达以及1个轴向定量泵和2个齿轮泵。发动机带动变量泵从油箱中抽油，液压油压力增大，带动变量马达转动，变量马达的输出通过传动轴、行星减速箱传递到车轮，组成一套可以驱动车轮的静压驱动系统（如图3）。同时，通过行驶踏板的控制，调节变量泵的输出，以改变行驶的速度。

静压传动系统根据使用环境、使用特点往往采用高速方案和低速方案两种设计方案。高速方案：选用高速小扭矩马达，由高速柱塞马达通过变速箱、驱动桥等中间传动元件驱动车轮。低速方案：选用大速大扭矩马达，低速大扭矩马达不需要中间传动元件直接驱动车轮。

静压传动系统高速方案的优缺点：（1）可以较简单的通过改变减速器传动比来实现马达与负载之间的扭矩匹配；（2）高速马达具有低速马达难以实现的无级变量二次调节性能；（3）液压马达受力条件有利，不易损坏；（4）缺点是与低速方案相比，多了减速器环节，降低了总传动效率。

3 液力传动与静压传动操控性能比较

液力传动由于液力变矩器无法实现反转功能，所以在倒档时必须采用及机械传动的配合，换挡过程中易引起动力中断与衰竭。而且，液力变矩器主、被动元件之间存在相对滑动，加速性能差，反应比较滞后。

静压传动操纵简单、灵敏、准确。一般变速只需一个踏板即可完成，由于其一般采用轴向变量泵，只要改变变量泵斜盘倾角和方向即可实现平稳的换向、变速。静压传动功率密度大、转矩惯量比大，因而在速度变化时，冲击小、快捷柔和，急加减速或急转向不会损坏传动系统。另外，静压传动在前进和倒退时可以获得相同的速度，大大提高了作业

的方便和机动。

综上所述，静压传动系统在操控性能上略优于液力传动系统。

4 液力传动与静压传动传动效率比较

液力传动中液力变矩器所能吸收的转矩与发动机负载成正比。它只能在发动机满负载转速时，才能匹配吸收全部转矩，在满负载转速以下，转矩的吸收能力也急剧下降，发动机的转速、输出转矩也将变小。所以，在液力传动系统叉车起动阶段，发动机力矩是不能被充分利用的，起动力矩小，低速传动效率也较低。对于较大的起动负载，就要求发动机达到较大的起动力矩、较高的转速、较大的功率才可以。所以，液力传动为达到大的起动牵引力必须输入大功率，于是多余的功率在变矩器内部被损耗，传动效率略差。

静压传动在静压状态时，对应于大的阻力矩能够迅速的建立相对应的高压力，以便获得较大的起动力矩。在大负载的起动阶段，静压传动可在发动机较低转速、较小输出功率的情况下实现起动，损耗的功率少，传动效率高。

5 结束语

通过分析与比较，静压传动在叉车应用中优势更为明显，其优点可概括为：传动系统简单、启动力矩大、调速性能好、加速性能强、动力匹配容易、动力性能好、爬坡能力强、高效率区域宽等。在以内燃机为动力的叉车行走系统中，静压传动的采用日渐普及，随着辅助控制装置研发能力的不断加强，静压传动系统在各方面表现也日趋理想。随着该项技术的发展和所用元件的完善，采用静压传动装置的叉车也会越来越多，市场前景良好。

参考文献

[1]李杰胜.静压传动系统的优势[j].物流技术与应用.2006，11（6）：78-79.

[2]何国旗， 罗智勇， 曹咏梅.装载机静压传动与液力传动的性能分析与比较[j].液压与气动，2006（12）：2-6.

[3]吴守强，静液压传动装载机性能的探讨[j].工程机械与维修，2007（5）：94-97.

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【关键词】机械设计;新工科;互联网+;混合式;教学方法

《机械设计》是研究机构及机械传动系统工作原理、性能特点、设计方法等方面的机械类理论课程，是一门涉及“理论力学”、“材料力学”、“工程材料”、“机械制造”等学科的综合性课程，是“中国制造2025”、工业4.0必不可少的专业知识之一。目前，以科学、技术、工程为融合的新业态、新产业、新行业为特点的“新工科”蓬勃发展，以“互联网+”、“中国制造2025”等国家战略的正式实施，使得《机械设计》的高等教育迎来了难得的发展时机且也面临着各种挑战［1］。主要表现在:一是传统的《机械设计》采用的是以教师授课为主的教育模式，分章节讲述各种常用传动机构的工作原理，性能参数及结构等，留给学生的是传动机构的“碎片”式记忆，不能形成满足工程应用需要的整体传动装置设计的要求。因此，难以满足新业态、新产业、新行业为特点的“新工科”下的工程意识的要求。二是传统的“机械设计”授课方式大都采用PPT+黑板板书的授课方式，在当今知识大爆炸和“新工科”对工程专业人才综合素质要求更高的背景下，更加凸显出课程内容多而教学学时少的特点。为此，开展基于“互联网+”的《机械设计》教学方法的探索，通过课上、课下互联网技术的应用，对学生进行头脑知识风暴的灌输和传授，以期培养出适应“新工科”发展的新一代机械工业专业人才具有重要的意义。

一、融合多学科知识，确定“新工科”背景下课程教学目标

《机械设计》中的设计理论除应用于以传统的机械制造行业外，还可以应用于以“人工智能”、“机器人”为代表的新型工业当中。但是，针对新工业、新行业的应用，机械设计必须朝着大型化、低能耗、高效率、高可靠性和长寿命周期方向发展。这就要求《机械设计》课程教学必须融入先进机械设计理论、先进机械制造、先进检测技术和可靠性设计理论;必须在《机械设计》课程理论学习中，加入自动控制、“互联网+”等多学科的知识。面对如此众多的交叉和融合的学科知识，需要在有限的授课学时中，培养满足“新工科”要求的工程人才，这对《机械设计》的教学方法提出了严峻的挑战。为此，必须确定“新工科”背景下课程教学目标。第一，必须引导学生科学地理解和掌握机械设计的工作原理和基本设计理论，培养学生在应用机械设计基本理论和设计选型中，融合多学科知识，初步建立工程思维和工程意识。第二，必须要求学生掌握常用传动机构的性能特点、主要零部件的结构、工作原理和作用，能够依据相关机械设计标准、工程应用需求进行分析和设计计算，以培养学生具有针对不同的工业应用要求完成专业设计的能力。第三，必须要求在专业理论学习时，充分考虑经济、安全、环境、法律等方面的要求，培养新时代、新工科下的综合性专业人才。课程目标的制定，确定了教师的授课内容、课程重点以及工程案例的选用方向;并为教师的教研活动主题、课程教学内容的修订等指明了方向。这对培养新产业、新形势下的技术人才具有很好的指导意义。

二、基于“互联网+”确定《机械设计》课程混合式教学模式

随着第四次工业革命的到来，人工智能、大数据、云计算、互联网等新科技改变和颠覆了传统的产业。然而，长期以来的高等教育都是沿用以教师为中心，学生被动听课为主的教学模式，这在过去的人才培养中，确实取得了很好的效果。但是，面对当今以科学、技术、工程为融合的新技术和新科技的发展，开展以“成果为导向”，强调以“学生为中心的教学模式，将是“新工科”条件下的工程教育的必然模式［2］。为此，《机械设计》教学采用基于“互联网+”的混合式教学模式是目前最好的选择之一。《机械设计》课程混合式教学模式主要包括课上教学、课下学生自学和师生互动两部分。1．课上教学。课上教学主要以PPT+黑板板书为主的授课方式，同时采用课件动画、MOOC等为辅助，以期在有限的教学学时里完成以下教学重点:一是运用数学、自然科学和工程科学的思维掌握机械零件的设计原理、设计方法和机械传动机构设计的一般规律;培养综合应用机械零件和机械机构的设计准则，进行机械传动装置和通用机械零部件的设计能力。二是培养正确查阅机械设计标准、规范、设计手册和设计图册的能力;掌握应用相关设计规律和技术措施，初步建立机器、过程设备、流体机械中的机械传动系统等领域复杂工程问题的设计能力。课上教学重点的顺利实施，基本完成了课程的教学目标，但还需通过课下学习的补充，使学生获取对新型工业当中机械传动系统更高要求下的综合设计能力。2．课下学习。课下学习主要采用雨课堂、图书馆资料查找、图片和视频展示的方式，以机械传动系统成功和失败的案例，重点培养学生科学认识机械设计的基本原则和设计程序，了解影响设计目标和技术方案的影响因素;理解工程中机械设计的严谨性、复杂性。另外，通过雨课堂可以及时跟踪学生学习的进度，在线解答学生学习过程中的疑惑或难点。同时，也方便师生就实际的工程案例和工程设计开展线上互动讨论，并在这种讨论互动中，引导学生了解并掌握国家当前有关的技术经济政策，使学生在机械传动系统的工程设计中充分考虑经济、安全、环境、法律等方面的要求，实现“新工科”要求的工程教育和新技术发展衔接的教学重点和课程教学目标［3］。另外，通过布置图书馆查找资料，查看视频和图片，督促和推动学生自觉地追踪国内外机械设计最新发展趋势，培养能够胜任“中国制造2025”等新业态、新形势下的工程人才。此外，采用基于“互联网+”的《机械设计》课程混合式教学模式，还可以培养学生查找中外文献资料的能力，在不断学习和强化专业外语的条件下，充分利用计算机辅助技术和“互联网+”，获得能够终身学习的能力，满足工程专业认证要求，以适应新技术迅猛发展的形势，成为国际需要的高级专业人才。

三、以“导向教育”为目标，改变课程考核与学生能力评价方式

基于“互联网+”的《机械设计》混合式教学模式，一方面要求教师必须充分了解和懂得机械设计的最新技术、最新发展等，另一方面也将促使授课教师必须同步学习和认真准备相关课程内容。但是，现代教学理论认为:教学过程既是学生在教师指导下的认知过程，又是学生能力的发展过程，学习更是一个学生必须主动参与的过程［4］。因此，要取得好的教学效果，必须激发学生主动学习的热情。所以，设计积极、有效的激励方式，促使学生主动积极参与教学的各个过程，是基于“互联网+”的《机械设计》混合式教学模式的重要内容之一。为此，《机械设计》课程分为课上考试和课下学生能力评价两种形式的结合考核方式。课上考试主要以闭卷的笔试试卷考试为主，依据课程教学目标，考察学生掌握机械设计基本设计理论和初步应用这些理论解决工程实际问题的能力。试卷可以采用选择题，简答题，计算题和工程应用题的形式。课下考核主要以评价学生再学习能力为主，考核学生追踪诸如控制技术、智能制造等新技术、新发展趋势，并用以融合众多学科进行初步机械设计计算的能力。这部分评价可以通过文献综述、研究报告和由多人组成的小组完成的机械传动机构工程化设计计算为评价依据。当然，课下的评价是根据课上课程进展，及时布置任务，并给学生一定时间在课下完成的。这些课下任务，可以通过图书馆、学生讨论、师生互动等等各种形式完成。教师只要设定合理的课上和课下考核分数占比，就能够促进学生自觉完成相关任务，达到“机械设计”混合式教学模式下设定的课程目标，实现以“导向教育”为目标，以工程专业认证为标准，培养出具备解决问题能力、研究问题能力、团队沟通能力和终身学习能力的“新工科”背景下的工程人才。

四、结语

科技的发展，离不开专业的人才，专业的人才，离不开高等教育的培养。在教育部“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”等一系列促进“新工科”计划实施的政策指引下，以工程专业认证为标准，探索和研究新形势、新业态和新技术环境下的《机械设计》课程教学方法，对迎接即将到来的第四次工业革命，培养胜任“新工科”要求的专业技术人才具有重要的意义。开展基于“互联网+”的《机械设计》课程教学模式，是以“导向教育”为目标，利用计算机及互联网技术，采用课上授课、课下学生自学和师生互动的教学模式，培养学生建立融合众多交叉学科条件下的工程意识和工程思维，培养学生在解决工程问题时，具有充分考虑经济、安全、环境、法律等方面的要求的能力。同时，通过改变课程考核与学生能力评价方式，激励学生自觉成为《机械设计》课程教学的主动参与者和践行者。

【参考文献】

［1］吴爱华等．加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济［J］．高等工程教育研究，2017，1:1～9

［2］姜晓坤，朱泓，李志义．新工科人才培养新模式［J］．高等教育与评估，2018，34(2):17～24

［3］陈建义．基于“新工科”的“过程流体机械”教学方法研究［J］．教育教学论坛，2017，48:154～156

［4］王升．主体参与型教学探索［M］．北京:教育科学出版社，2003