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第1篇

1.1現(xiàn)場(chǎng)總線與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及公共直流母線技術(shù)的興起

1.1.1現(xiàn)場(chǎng)總線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)，其主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。目前世界上存在著大約40余種現(xiàn)場(chǎng)總線，如法國(guó)的FIP，英國(guó)的ERA，德國(guó)西門子公司的Profibus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），Modbus，SDS，Arcnet，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國(guó)的DeviceNet與ControlNet等等。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)改變了整個(gè)工業(yè)控制過(guò)程的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使儀表信號(hào)（4～20mA）過(guò)渡到全數(shù)字通訊信號(hào)。這個(gè)改變對(duì)于造紙傳動(dòng)自動(dòng)化是顛覆性的，使整個(gè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方式進(jìn)入到了一個(gè)信息化和智能化的嶄新階段。

1.1.2人機(jī)界面取代按鈕和操作器由人機(jī)交互式操作屏全面取代傳統(tǒng)的按鈕操作，也徹底改變了造紙傳動(dòng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。操作屏不僅可以任意設(shè)置按鈕的功能和數(shù)量，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)以及參數(shù)等。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，目前普遍采用雙端口網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中一個(gè)端口用于傳動(dòng)系統(tǒng)及各個(gè)執(zhí)行單元，另一個(gè)用于操作屏進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高抗干擾能力。操作屏的使用，使用戶節(jié)省了大量的現(xiàn)場(chǎng)電纜的鋪設(shè)以及操作臺(tái)的安裝，節(jié)約了自然資源和工作量。目前由于自然資源的價(jià)格上漲，顯示操作屏的價(jià)格下降，在一次成本投入上已經(jīng)十分相近，如果考慮輔助傳動(dòng)控制的按鈕連線，操作屏的投入成本更具優(yōu)勢(shì)。

1.2公共直流母線的推廣和應(yīng)用

1.2.1公共直流母線與交流母線的區(qū)別與特點(diǎn)公共直流母線系統(tǒng)的應(yīng)用在造紙傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域具有標(biāo)志性作用。所謂公共直流母線，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將變頻器的交直交內(nèi)部結(jié)構(gòu)，變?yōu)榻恢苯煌獠肯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖1和圖2是公共直流母線和交流母線的原理結(jié)構(gòu)圖，以說(shuō)明兩者的區(qū)別。從圖中可以看出，交流母線變頻器是各個(gè)變頻器分別與交流電網(wǎng)連接，各自工作是獨(dú)立的；而公共直流母線結(jié)構(gòu)則是有一個(gè)總的進(jìn)線整流單元，通過(guò)直流向各個(gè)逆變器單元供電。這種結(jié)構(gòu)上的變化，導(dǎo)致其工作方式和效果不同。從相關(guān)資料和研究分析可以歸納這兩者的主要區(qū)別和特點(diǎn)如下：(1）由于烘缸等大慣性負(fù)載的存在，在交流母線系統(tǒng)中往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓跳閘等情況。但在公共直流母線系統(tǒng)中，因?yàn)槟芰靠梢酝ㄟ^(guò)直流母線在所有電機(jī)之間互相流動(dòng)，從而解決因?yàn)樨?fù)載波動(dòng)引起的跳閘，很好地克服多電機(jī)間電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)之間的矛盾。(2）通過(guò)集中整流，可以使公共直流母線電壓在技術(shù)手段上做得更加可靠，降低故障率。但是事物總是利弊相伴，集中整流盡管可以通過(guò)技術(shù)手段提高可靠性，但畢竟是一個(gè)單機(jī)運(yùn)行，一旦整流單元故障，也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。而交流母線系統(tǒng)，由于每臺(tái)變頻器都是獨(dú)立的，因此，一臺(tái)故障不影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行，排除故障相對(duì)簡(jiǎn)單。(3）關(guān)于節(jié)能和降低成本。由于在技術(shù)上明顯復(fù)雜，如果不采用特殊手段，公共直流母線的價(jià)格目前高于交流母線的價(jià)格。關(guān)于節(jié)能的觀點(diǎn)，目前尚沒(méi)有理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明這一說(shuō)法。(4）關(guān)于諧波抑制問(wèn)題。變頻器的諧波主要來(lái)源于高頻開(kāi)關(guān)的脈沖電流，使電網(wǎng)的電流波形失真，導(dǎo)致大量諧波產(chǎn)生。從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度看，當(dāng)采用公共直流母線后，母線上的電流是多臺(tái)變頻器不規(guī)則的脈沖電流疊加，各個(gè)變頻器的電容相當(dāng)于并聯(lián)，理論上比交流母線電流波形好，諧波影響會(huì)得到改善。但由于整流單元的集中，對(duì)變壓器的影響比交流母線要大，特別是普通六脈波系統(tǒng)，會(huì)在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的5次諧波，甚至達(dá)到干擾其他用電設(shè)備的程度。因此，當(dāng)功率超過(guò)2000kW時(shí)，建議采用12脈波整流單元，這樣可以有效減小謝波干擾的影響。而交流母線系統(tǒng)，由于沒(méi)有集中大功率整流，因此5次諧波的影響要小。關(guān)于回饋制動(dòng)問(wèn)題。由于紙機(jī)傳動(dòng)是一種長(zhǎng)期穩(wěn)速運(yùn)行的系統(tǒng)，是否考慮增加回饋制動(dòng)單元，應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的總投資、運(yùn)行車速及停機(jī)的要求綜合考慮。一種說(shuō)法是通過(guò)能量回饋可以節(jié)省能源，但實(shí)際上紙機(jī)正常生產(chǎn)后是很少需要緊急停車的，因此用相當(dāng)增加一套整流系統(tǒng)的代價(jià)來(lái)解決回饋能量的回收問(wèn)題值得權(quán)衡利弊。當(dāng)車速1000m/min以上時(shí)，為使慣性部分盡快停下來(lái)，適當(dāng)增加一定功率的能耗制動(dòng)，也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

1.2.2公共直流母線實(shí)現(xiàn)方案及運(yùn)行維護(hù)成本分析目前在ABB、AB和西門子公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列中，都有標(biāo)準(zhǔn)的直流母線系統(tǒng)。除AB系統(tǒng)在直流母線產(chǎn)品和交流母線產(chǎn)品中差別不大以外，其他兩家公司的直流母線系統(tǒng)都比交流母線系統(tǒng)價(jià)格要高。特別是整流逆變單元，比國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)格要高出數(shù)倍。因此，目前普遍解決方案是在不帶逆變回饋單元時(shí)較多采用的是國(guó)產(chǎn)整流單元，配以上述公司的逆變器或變頻器，這已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多造紙生產(chǎn)線上使用。當(dāng)然如果系統(tǒng)投資資金充足，客戶要求，采用更高性能的PWM整流逆變系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)整流回饋，又可以降低諧波影響。現(xiàn)將可能的方案介紹如下：(1）可控硅整流逆變回饋供電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是目前各大公司主推的系統(tǒng)，造價(jià)較高，具有能量回饋能力，諧波影響根據(jù)功率大小、6脈波和12脈波而不同。(2）國(guó)產(chǎn)整流單元，配逆變器加能耗制動(dòng)公共直流母線系統(tǒng)。這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好，性能與整流回饋相同，諧波影響與上一方案相同。(3）國(guó)產(chǎn)整流單元，配變頻器加能耗制動(dòng)公共直流母線系統(tǒng)。這種方案是國(guó)內(nèi)的系統(tǒng)集成商，在激烈競(jìng)爭(zhēng)下采用的一種降低成本的方案。這種方案適合于當(dāng)變頻器價(jià)格低于逆變器價(jià)格時(shí)，具有一定競(jìng)爭(zhēng)力，但如果與逆變器價(jià)格相當(dāng)，則與方案（2）相同。(4）局部直流母線方案，其是在交流母線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了解決慣性負(fù)載的過(guò)電壓跳閘問(wèn)題或針對(duì)某些負(fù)荷分配點(diǎn)需要能耗制動(dòng)的情況下而采取的方案。整個(gè)系統(tǒng)仍然是交流母線即通常的變頻器系統(tǒng)方案，但是將慣性負(fù)載傳動(dòng)點(diǎn)的變頻器外接制動(dòng)單元的端子通過(guò)一定的技術(shù)手段相互連接，在相連接的變頻器之間形成公共直流母線。其性能和工作特點(diǎn)與集中整流直流母線相當(dāng)，只不過(guò)集中整流由分散整流代替。特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、低成本，但系統(tǒng)接線復(fù)雜，給系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)帶來(lái)不便，在小系統(tǒng)中應(yīng)用比較適合。總之，從目前來(lái)看，公共直流母線、網(wǎng)絡(luò)通訊和操作屏等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)成為紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)；以AB公司等為代表的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)等將成為下一步技術(shù)發(fā)展的大方向，甚至無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程調(diào)試等在今后的發(fā)展中都是可能的；對(duì)紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，還有優(yōu)化設(shè)計(jì)、程序化的安裝和調(diào)試，以及精準(zhǔn)的故障診斷與維護(hù)等問(wèn)題。

2現(xiàn)代紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1現(xiàn)代紙機(jī)裝備的最新技術(shù)動(dòng)向從2014CIPTE國(guó)際造紙技術(shù)報(bào)告會(huì)獲悉，以芬蘭維美德公司、德國(guó)福伊特公司為代表的紙機(jī)裝備制造商，分別從各種不同的角度為紙機(jī)裝備的發(fā)展提出了多種解決方案。其中，優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)實(shí)際上是在整個(gè)系統(tǒng)中，將不同紙機(jī)的各個(gè)部分部件，用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和規(guī)劃方案，尤其是連接部分、通用部件的標(biāo)準(zhǔn)方面，如同組裝模塊一樣，可以批量生產(chǎn)適合各種不同紙機(jī)的產(chǎn)品部件。在需要的時(shí)候，可以迅速地通過(guò)模塊組裝和連接形成不同的造紙機(jī)生產(chǎn)線，這就是優(yōu)化和模塊化的核心所在。在紙機(jī)裝備的模塊化和優(yōu)化設(shè)計(jì)的推動(dòng)下，紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化其實(shí)也正在朝著這個(gè)方向發(fā)展和變化。無(wú)論是從軟件設(shè)計(jì)還是硬件結(jié)構(gòu)，國(guó)外的大公司以及國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)在不同程度上實(shí)施并推進(jìn)這一方法的實(shí)現(xiàn)。所謂面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法和解決方案，實(shí)際上是從軟件工程的開(kāi)發(fā)角度，來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)建電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的軟件和硬件系統(tǒng)，從而最大限度地減少重復(fù)性工作和最大限度地降低制造和設(shè)備采購(gòu)成本，提高工作效率，降低系統(tǒng)的故障率和增加可靠性。

2.2硬件模塊化、通用化設(shè)計(jì)根據(jù)模塊化的設(shè)計(jì)思想和標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)目標(biāo)，ABB和西門子的大功率變頻器就是一個(gè)典型的實(shí)例。在ABB的大功率變頻器設(shè)計(jì)中即采用了模塊化的設(shè)計(jì)，一臺(tái)大功率變頻器可以由若干個(gè)硬件功率模塊組成。當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí)，可以在不停機(jī)的狀態(tài)下降低功率繼續(xù)使用，直至更換新的模塊以后恢復(fù)原功率運(yùn)行。西門子S120變頻器系統(tǒng)則在模塊化方面體現(xiàn)更加徹底，不但主回路模塊化，連控制回路也一起模塊化了。在新的系統(tǒng)中變頻器本身就組成了一個(gè)小型分布式控制系統(tǒng)，控制中心管理著變頻器的各個(gè)主回路模塊，每個(gè)模塊僅相當(dāng)于一個(gè)功率單元。如果說(shuō)ABB變頻器是變頻器并聯(lián)運(yùn)行的話，西門子變頻器就是一個(gè)小型集散控制系統(tǒng)。控制單元獨(dú)立于功率單元，一臺(tái)控制器可以管理多個(gè)功率單元。這種硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使模塊化達(dá)到了電力電子裝置的最新高度。除此之外，在諸如電控柜、操作臺(tái)以及輔助傳動(dòng)的控制回路設(shè)計(jì)方面，模塊化的設(shè)計(jì)也體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮奶卣鳌⒁慌_(tái)電控柜從柜體設(shè)計(jì)到安裝板以及柜內(nèi)的每一個(gè)部件和回路，統(tǒng)統(tǒng)按照對(duì)象描述和封裝模塊的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。在硬件的選擇上盡可能做到對(duì)于整個(gè)公司的硬件系統(tǒng)要求做到模塊化設(shè)計(jì)，即凡是運(yùn)轉(zhuǎn)方式、功率等級(jí)基本一致的對(duì)象，采用一樣的模塊加以控制，同時(shí)在對(duì)比較重要的控制單元的柜體設(shè)計(jì)中，凡是控制模塊在條件許可的情況下再增加一塊備用的控制模塊（與廠家協(xié)調(diào)），這樣當(dāng)某個(gè)受控對(duì)象的控制回路出現(xiàn)故障時(shí)，抽出故障模塊，換上備用模塊，系統(tǒng)先恢復(fù)運(yùn)行再維修故障模塊。在整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，類的設(shè)計(jì)即每一種抽屜狀模塊的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)面向?qū)ο笏仨毦邆涞姆庋b及數(shù)據(jù)隱藏得以著重體現(xiàn)。在這里，我們強(qiáng)調(diào)的是每個(gè)受控對(duì)象（獨(dú)立的用電負(fù)載）不僅僅要有一個(gè)實(shí)實(shí)在在的硬件類與之對(duì)應(yīng)，在PLC程序中也會(huì)存在一個(gè)相對(duì)應(yīng)軟件類與硬件類對(duì)應(yīng)，這樣，每一個(gè)受控的實(shí)體對(duì)象都在控制系統(tǒng)對(duì)這兩個(gè)相互依存的類對(duì)象的調(diào)用中，實(shí)現(xiàn)工藝的要求。而在此時(shí)面對(duì)紙機(jī)裝備的優(yōu)化概念模塊化處理中，對(duì)于相對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)，我們也應(yīng)該有同等的要求。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計(jì)中，最大的特點(diǎn)就是控制回路的模塊化，使其在強(qiáng)電回路封裝的基礎(chǔ)上繼續(xù)封裝控制回路，從而使得系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1）盡管模塊受到被控對(duì)象功率的不同、運(yùn)行方式的差異導(dǎo)致具體電路上的差別，但在外觀上盡量標(biāo)準(zhǔn)化，使得除了模塊之外，柜體也可柔性化設(shè)計(jì)；(2）從元器件到模塊，應(yīng)盡量體現(xiàn)出最大程度的通用與互換性；(3）模塊的接口盡量簡(jiǎn)單，互換時(shí)簡(jiǎn)單方便；(4）模塊設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使得可靠性足夠高。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們可以做到：(1）大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計(jì)過(guò)程的難度；(2）形成柔性化的控制系統(tǒng)；(3）更加利于專業(yè)化分工；(4）更有利于系統(tǒng)未來(lái)的擴(kuò)容和改造。在這里，我們以最為常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)控制回路的設(shè)計(jì)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)：首先分析普通電機(jī)（對(duì)象）的特性：(1）電機(jī)直接啟動(dòng)，自由停止；(2）無(wú)反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)的需求；(3）電機(jī)內(nèi)無(wú)報(bào)警裝置，提供額外異常信號(hào)指示；(4）短時(shí)間的電機(jī)堵轉(zhuǎn)等異常情況在熱保護(hù)等手段作用之前，不會(huì)給電機(jī)帶來(lái)傷害。下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的電機(jī)控制系統(tǒng)為例，說(shuō)明我們?cè)谟布O(shè)計(jì)時(shí)采用的方法，如圖3、圖4。我們將一個(gè)普通的電機(jī)作為對(duì)象，對(duì)它進(jìn)行分析，從而得到控制要求，利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，將跟它有關(guān)系的操作封裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使得在一張圖紙上可以看到它的全部信息，并且全部模塊化設(shè)計(jì)，利用端子接線。對(duì)于圖4，我們可以在它的基礎(chǔ)上，針對(duì)具體的工控要求，很快進(jìn)行修改而不破壞其內(nèi)部封裝，改造成適用于變頻和軟啟等硬件設(shè)計(jì)，幾乎沒(méi)有什么太大的變化，這一現(xiàn)象，體現(xiàn)面向?qū)ο笾欣^承的思想。同樣的設(shè)計(jì)完全可以在電控柜和操作臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，從而將我們的關(guān)注點(diǎn)完全放在這樣一個(gè)個(gè)對(duì)象上，而不是一個(gè)龐大系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，可以極大地節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)步驟。而對(duì)于相同或者差異不大的對(duì)象或者項(xiàng)目，完全可以很方便的完成，而不用再擔(dān)心改動(dòng)錯(cuò)誤。因?yàn)樵诜庋b對(duì)象的時(shí)候，我們投入了極大的精力，使得每一個(gè)對(duì)象里面的每個(gè)元件都有跟隨作用。如果封裝后有錯(cuò)誤，是無(wú)法通過(guò)測(cè)試的。這首先保證了自己所使用的“元件”是無(wú)誤的，而不像面向過(guò)程中每一步都沒(méi)有電氣屬性，改動(dòng)完之后不知道是否正確的尷尬局面。目前，對(duì)于整個(gè)造紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化來(lái)講，我們往往對(duì)于輔助傳動(dòng)的著力點(diǎn)過(guò)少，從現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)的故障率來(lái)講，目前應(yīng)該將輔助傳動(dòng)控制與主傳動(dòng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。對(duì)此，我們還是針對(duì)于每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，因?yàn)檩o助傳動(dòng)在各自的分布可能要求不一致，系統(tǒng)之間又沒(méi)有具體的聯(lián)系，還是采用面向過(guò)程的設(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)單方便、可靠性高。

2.3軟件模塊化、通用化設(shè)計(jì)在國(guó)外，1999年Benitez等人提出面向?qū)ο蠓椒ㄔ赑LC程序設(shè)計(jì)應(yīng)用中的必然性。2010年ChiacchioP．等人提出IEC61131標(biāo)準(zhǔn)中的PLC程序設(shè)計(jì)方法已無(wú)法滿足自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展需求，提出面向?qū)ο蟮木幊谭椒ādnanSalihbegović等人也提出將軟件工程方法運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化控制中。在國(guó)內(nèi)，2000年陳娟等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到糧食儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)中，討論了類的抽象和封裝的實(shí)現(xiàn)。2009年張逸群等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到煤炭輸送機(jī)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)中，闡述了基于STEP7的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法。2009年12月，祝瓛冰出版了《面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)用設(shè)計(jì)技術(shù)》一書(shū)，更是取得突破性技術(shù)，使得面向?qū)ο蟮姆椒ǜ訉?shí)用于PLC程序設(shè)計(jì)。綜上所述，在國(guó)內(nèi)外研究中面向?qū)ο蠓椒ㄒ呀?jīng)在工業(yè)控制中嶄露頭角。但在此時(shí)，紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)還是處于傳統(tǒng)的階段，對(duì)于此次當(dāng)代紙機(jī)裝備制造商提出的優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)，為了提高工業(yè)效率的適應(yīng)性，還是難以滿足，所以我們將面向?qū)ο蠓椒ㄒ爰垯C(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化行業(yè)，在硬件上加以強(qiáng)類封裝，同時(shí)相對(duì)于每一個(gè)硬件類，都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的軟件類。這樣對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)的對(duì)象，我們只要通過(guò)接口，操作硬件類與軟件類相互聯(lián)系，就可以很好地完成控制任務(wù)。下面以普通電機(jī)為例，介紹其每個(gè)環(huán)節(jié)的做法：(1）建立需求分析表，如表1。其作用就是以控制系統(tǒng)對(duì)此類目標(biāo)的需求，對(duì)未來(lái)對(duì)象所執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行反向遞推，將需求層層細(xì)化。(2）建立變量表，如表2。這個(gè)需要好好琢磨，以至于反復(fù)修改。(3）編制類的梯形圖，測(cè)試修改，反復(fù)多次。這樣，所有編程均基于所述接口，對(duì)于每一個(gè)具體的工程對(duì)象，僅僅只需要修改相對(duì)應(yīng)的外部變量，而不需要在所封裝的程序內(nèi)部做修改。當(dāng)然這個(gè)過(guò)程是循環(huán)往復(fù)的，它需要我們有足夠的測(cè)試對(duì)象以及測(cè)試次數(shù)，但這一點(diǎn)，相對(duì)于以往工程項(xiàng)目毫無(wú)頭緒的修改，導(dǎo)致的出錯(cuò)率還是可以接受的。

3現(xiàn)代紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題分析與處理方法

紙機(jī)在運(yùn)行中，由于機(jī)械、電氣緊密聯(lián)系，相互配合，因而故障出現(xiàn)時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致很難確定是何原因。作為電氣技術(shù)人員，在對(duì)所管設(shè)備充分了解后，理應(yīng)對(duì)于其工作原理以及設(shè)計(jì)思想有所了解，最后依據(jù)現(xiàn)象做出分析判斷，區(qū)分故障，從而解決問(wèn)題。在造紙生產(chǎn)中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些類似操作失靈、頻繁斷紙等表面現(xiàn)象，操作人員往往第一時(shí)間會(huì)認(rèn)為是出現(xiàn)了電氣故障。此時(shí)，作為電氣工程師則必須首先對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析，完整描述，準(zhǔn)確判斷。要做到一看、二想、三檢驗(yàn)，即：一看就是先看準(zhǔn)問(wèn)題的部位和現(xiàn)象，進(jìn)行細(xì)致分析和準(zhǔn)確描述，分清問(wèn)題所在。二想就是對(duì)于問(wèn)題表現(xiàn)的現(xiàn)象，要冷靜思考、綜合判斷，特別是結(jié)合公共和電氣參數(shù)的記錄值，對(duì)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因做出判斷，防止誤判。三檢驗(yàn)就是在可能情況下，通過(guò)一些參數(shù)的人為變化，檢驗(yàn)和核對(duì)問(wèn)題的原因，最終確定問(wèn)題的原因和處理方法。下面通過(guò)對(duì)幾種常見(jiàn)問(wèn)題的分析和判斷，以說(shuō)明問(wèn)題的處理方法。

3.1速度不穩(wěn)、斷紙、引紙困難這類問(wèn)題在早期的新紙機(jī)調(diào)試和二手機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程以及更換產(chǎn)品品種時(shí)較易發(fā)生。由于目前機(jī)械和傳動(dòng)設(shè)備都已經(jīng)設(shè)計(jì)比較完善，操作人員也已經(jīng)比較熟練。在設(shè)備和工藝以及電氣之間發(fā)生問(wèn)題梳理不清的情況已經(jīng)減少。但是，從電氣技術(shù)原理的角度分析問(wèn)題的根源和找出解決辦法仍然是電氣工程師應(yīng)當(dāng)具備的基本能力。面對(duì)速度不穩(wěn)、斷紙這樣的現(xiàn)象，往往會(huì)伴隨著工藝和機(jī)械設(shè)備等相互交織的問(wèn)題。有經(jīng)驗(yàn)的車間主任、班組長(zhǎng)可以很快判斷問(wèn)題的原因所在。以下通過(guò)電氣傳動(dòng)的參數(shù)數(shù)據(jù)分析來(lái)說(shuō)明邏輯分析方法：(1）仔細(xì)觀察上位機(jī)記錄的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化曲線，在反應(yīng)的斷紙點(diǎn)觀察是否有速度的突變和轉(zhuǎn)矩突變以及突變的方向和規(guī)律。這一點(diǎn)非常重要，傳動(dòng)參數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，特別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)分析判斷至關(guān)重要。(2）基本分析和判斷：如果在斷紙附近速度曲線變化不明顯，而轉(zhuǎn)矩或電流在斷紙附近顯著波動(dòng)，通常可以認(rèn)為調(diào)速系統(tǒng)是正常的。可以不予理會(huì)關(guān)于速度波動(dòng)的說(shuō)法，這是因?yàn)槿绻俣葲](méi)有明顯變化而轉(zhuǎn)矩或電流有明顯波動(dòng)，則恰恰說(shuō)明調(diào)速系統(tǒng)是正常的。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，速度反饋是外環(huán)，電流或轉(zhuǎn)矩是內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)的響應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外環(huán)，因此正是電流的波動(dòng)才抑制了或抵消了速度的波動(dòng)，是正常的響應(yīng)。(3）反之如果先有速度的變化，不論是緩慢變化還是突變，之后才是電流的變化，那么可以懷疑調(diào)速系統(tǒng)或在設(shè)備的某些部位存在問(wèn)題。可能的問(wèn)題有：編碼器或速度反饋干擾或不穩(wěn)定，引起速度波動(dòng)；可以進(jìn)一步觀察速度反饋系統(tǒng)或電機(jī)和編碼器的連接部位，進(jìn)行必要的檢修和加固，對(duì)導(dǎo)線連線以及屏蔽等進(jìn)行檢查和再次接線；如果電氣系統(tǒng)檢查無(wú)誤，則可以懷疑設(shè)備或安裝存在的可能問(wèn)題。在某廠的系統(tǒng)中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)施膠部在施膠過(guò)程中主傳動(dòng)點(diǎn)速度緩慢變化的情況，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于主從控制的安裝不當(dāng)引起，當(dāng)膠輥在受熱后形變較大時(shí)，會(huì)發(fā)生直徑增加的情況因而導(dǎo)致線速度緩慢增加。引起不穩(wěn)定或張力增加而出現(xiàn)斷紙，更改主從配置后問(wèn)題得以解決。(4）另外，在壓榨部也會(huì)出現(xiàn)莫名其妙斷紙的現(xiàn)象。在觀察電氣記錄后如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則可以提醒操作人員注意真空度和濕紙的干度，真空度的變化也會(huì)引起紙的強(qiáng)度變化。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分注意速度環(huán)PID參數(shù)整定要合適。舉例說(shuō)明，如圖5。此為卷取部換卷時(shí)的曲線記錄。從曲線上看，當(dāng)換卷時(shí)從三烘到卷取的紙幅所承受的拉力減小，從而導(dǎo)致三烘部的負(fù)荷加大，引起速度下降，在速度閉環(huán)系統(tǒng)的控制下，變頻器進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是此過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，從而可以明顯看到三烘之前的紙幅下垂現(xiàn)象。從圖5（上）明顯還可以看出，速度控制的調(diào)節(jié)時(shí)間太長(zhǎng)，速度下跌較大，因此需要增大速度環(huán)的比例系數(shù)，縮短積分時(shí)間。從圖5（下）明顯可以看到，同樣在進(jìn)行換卷時(shí)，速度有波動(dòng)，但是速度下跌較小，而且調(diào)節(jié)過(guò)程的時(shí)間明顯縮短，紙幅變化量不大。總之，應(yīng)對(duì)速度不穩(wěn)問(wèn)題，一定要以記錄數(shù)據(jù)為依據(jù)，然后再根據(jù)工藝過(guò)程分析問(wèn)題的根源所在。電氣工程師不但應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)現(xiàn)自身系統(tǒng)的問(wèn)題，更要能夠分析和判斷出其他方面的問(wèn)題，才能是合格的工程師。

3.2負(fù)荷分配控制方案及存在問(wèn)題對(duì)策在網(wǎng)部和壓榨部以及施膠部等，都存在負(fù)荷分配的控制問(wèn)題。早期直流系統(tǒng)中負(fù)荷分配控制是由模擬的轉(zhuǎn)矩電流分配器來(lái)完成的，現(xiàn)代紙機(jī)由于采用了通訊控制方式，這種分配關(guān)系由模擬變?yōu)閿?shù)字，但基本的控制原理是相同的。本文所要闡述的是在負(fù)荷分配控制中針對(duì)不同情況的控制策略選擇問(wèn)題，這也是本人及其團(tuán)隊(duì)多年來(lái)研究和實(shí)踐的總結(jié)，現(xiàn)分幾個(gè)問(wèn)題介紹如下：(1）剛性負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問(wèn)題通常情況下壓榨部、網(wǎng)部、施膠部等各部分的負(fù)荷分配問(wèn)題，都可以定義為剛性連接的負(fù)荷分配控制問(wèn)題。所謂剛性連接就是指兩個(gè)連接的電動(dòng)機(jī)之間沒(méi)有速度誤差，例如壓榨部，上下輥之間在正常時(shí)是不可能有速度偏差的，否則紙頁(yè)就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，網(wǎng)部和施膠部都可以做類似的解釋。在這種負(fù)荷分配控制中，普遍采用的方案是用轉(zhuǎn)矩或電流疊加進(jìn)行分配，其中一臺(tái)作為主傳動(dòng)，另一臺(tái)作為輔傳動(dòng)。通過(guò)轉(zhuǎn)矩電流的比例分配，滿足協(xié)調(diào)所需的工藝控制要求。但是，這種方案是否存在穩(wěn)定性問(wèn)題呢？長(zhǎng)期以來(lái)一直沒(méi)有理論的證明和分析，陜西科技大學(xué)2013屆研究生張洪濤在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，將速度反饋微差注入的方法引入到負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性仿真分析中，在理論上證明了剛性連接情況下采用轉(zhuǎn)矩或電流進(jìn)行負(fù)荷分配控制是穩(wěn)定的。現(xiàn)將這一原理仿真模型進(jìn)行說(shuō)明。圖6中編號(hào)1代表的是速度給定，編號(hào)2和3是負(fù)載和負(fù)載擾動(dòng)的加載點(diǎn)。模型中剛性耦合的模擬是通過(guò)求取兩者的速差，然后再乘以剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上，從而代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定直接乘以一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定，此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1，目的是為了使從傳動(dòng)點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和。將主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋和主傳動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算，目的是為了使主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋值對(duì)從傳動(dòng)點(diǎn)的電流給定值起到一個(gè)限幅的作用，也即從傳動(dòng)點(diǎn)跟隨主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋，從而模擬轉(zhuǎn)矩控制的效果。仿真波形如圖7所示。由仿真波形可以看出，速度的穩(wěn)定性較高而且從點(diǎn)電流在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中都僅僅跟隨主點(diǎn)電流，保證主從出力相同。在25s時(shí)在標(biāo)號(hào)2處添加一個(gè)負(fù)載擾動(dòng)信號(hào)，此時(shí)轉(zhuǎn)速變化很小，而電流的波動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)速要大，但在不到2s時(shí)間內(nèi)又穩(wěn)定下來(lái)，且主從電流一致。從仿真波形來(lái)看，用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式對(duì)剛性耦合的負(fù)載進(jìn)行控制，系統(tǒng)始終是穩(wěn)定的。(2）柔性耦合的負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問(wèn)題圖8是柔性耦合負(fù)荷分配控制系統(tǒng)中基于速度控制的仿真模型，其中主從傳動(dòng)點(diǎn)都處于速度控制模式，通過(guò)比較主從點(diǎn)的電流反饋值，然后求差，再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上，從而微調(diào)從點(diǎn)電流，使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流的目的。在柔性耦合的負(fù)荷分配控制中，同樣先采用主從傳動(dòng)點(diǎn)都處于速度控制模式進(jìn)行仿真分析。在速度控制模式下通過(guò)比較主從點(diǎn)的電流反饋值，然后求差，再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上，從而微調(diào)從點(diǎn)電流，使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流。模擬柔性耦合機(jī)械上的連接還是通過(guò)求速差，再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。和剛性耦合中不同的是，當(dāng)在主點(diǎn)加負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，其對(duì)從點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的影響需要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)，所以在此還是通過(guò)求速差，再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。在此模型中，添加了一個(gè)延時(shí)模塊，其延時(shí)取決于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的傳遞時(shí)間。仿真時(shí)，在編號(hào)2處加負(fù)載擾動(dòng)，而延時(shí)環(huán)節(jié)則加在去主點(diǎn)電流環(huán)的一側(cè)，此時(shí)代表當(dāng)從點(diǎn)負(fù)載發(fā)生波動(dòng)時(shí)，其到主點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的傳遞需要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)。仿真波形如圖9所示。從仿真波形可以看出，當(dāng)從點(diǎn)加負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，主從點(diǎn)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)仍然很小，電流波動(dòng)相對(duì)較大，但在短暫調(diào)整后又趨于平穩(wěn)，從點(diǎn)的電流跟隨性良好，說(shuō)明主從點(diǎn)負(fù)載均衡，達(dá)到了負(fù)荷分配的目的。從上面仿真結(jié)果來(lái)看，對(duì)柔性耦合的負(fù)載采用速度控制的負(fù)荷分配方式是穩(wěn)定的。圖10是柔性連接的轉(zhuǎn)矩控制方式仿真模型，模型中柔性耦合的模擬與剛性連接相同，均采用求取速度反饋差值的辦法，用差值乘以剛性系數(shù)后疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上，代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定直接乘以一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定，此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1，目的是為了使從傳動(dòng)點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和，從而形成轉(zhuǎn)矩控制的方式。將主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋和主傳動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算，目的是為了使主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋值對(duì)從傳動(dòng)點(diǎn)的電流給定值起到一個(gè)限幅的作用，也即從傳動(dòng)點(diǎn)跟隨主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋，從而模擬轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制的效果。與剛性連接不同的是增加一個(gè)延時(shí)環(huán)節(jié)，圖10是將主擾動(dòng)的影響經(jīng)過(guò)延時(shí)后疊加到從點(diǎn)上。由圖11仿真波形我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)柔性耦合的負(fù)載采用總線通訊轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時(shí)，主從點(diǎn)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩都發(fā)生了振蕩的現(xiàn)象。而前面采用總線通訊速度控制方式時(shí)，主從點(diǎn)的速度與轉(zhuǎn)矩都能經(jīng)過(guò)短暫的調(diào)節(jié)趨于穩(wěn)定，且從點(diǎn)的電流和主點(diǎn)的電流基本相等。這也說(shuō)明了柔性耦合的負(fù)載當(dāng)采用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時(shí)是不穩(wěn)定的，此跟實(shí)際調(diào)試當(dāng)中遇到的現(xiàn)象完全吻合。總之，對(duì)于負(fù)荷分配控制系統(tǒng)而言，正常情況下我們都可以看作是剛性連接的系統(tǒng)。因此，無(wú)論是速度控制方式還是轉(zhuǎn)矩控制方式，系統(tǒng)本身都是穩(wěn)定的。但是如果具有延遲特性的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，由于轉(zhuǎn)矩和速度之間增加了反饋延遲，就會(huì)造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。典型的例子如高速衛(wèi)生紙機(jī)的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，在網(wǎng)部和大缸之間由10m以上的毛布進(jìn)行連接，毛布的彈性作用會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩和速度的延遲。這時(shí)如果采用轉(zhuǎn)速控制的負(fù)荷分配方案則是穩(wěn)定的，反之如果采用通常的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制方案則極有可能會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，理論研究和實(shí)踐都證明了這一點(diǎn)。

3.3高速紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)目前針對(duì)高速紙機(jī)，在控制精度要求上有一種流行的觀點(diǎn)，是高速紙機(jī)要求的控制精度更高或者變頻器的性能要更好等等。究竟紙機(jī)進(jìn)入高速以后，在傳動(dòng)技術(shù)要求和控制精度等問(wèn)題上與普通紙機(jī)傳動(dòng)有什么區(qū)別和不同？在這個(gè)問(wèn)題上，由于資料和信息都不甚充分，在此針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的基本原理和高低速的區(qū)別提出以下幾點(diǎn)看法：(1）從控制系統(tǒng)特征看，紙機(jī)的速度指標(biāo)是線速度，而電機(jī)的指標(biāo)是轉(zhuǎn)速，因此我們應(yīng)把電機(jī)和紙機(jī)分開(kāi)來(lái)看。對(duì)于紙機(jī)側(cè)，只關(guān)注線速度多少；對(duì)于電機(jī)側(cè)，則關(guān)注的是轉(zhuǎn)速。因此同樣的轉(zhuǎn)速，可以工作在1000m/min，也可以工作在500m/min，所以控制性能和精度要求沒(méi)有本質(zhì)的差別。(2）由于高速紙機(jī)速度高、慣量大，所以在動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)上應(yīng)當(dāng)有更高的要求。比如轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)應(yīng)當(dāng)更快，速度環(huán)的閉環(huán)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)注重與超調(diào)量盡可能小等等。這些指標(biāo)對(duì)于任何速度的要求都是一樣的，但是對(duì)于高速紙機(jī)而言，應(yīng)當(dāng)更注重調(diào)試的質(zhì)量和性能。(3）靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)速度精度問(wèn)題，穩(wěn)態(tài)下對(duì)速度精度的要求是由紙張?zhí)匦詻Q定的。紙機(jī)在高速和低速條件下工作時(shí)，相同控制精度下對(duì)紙張的形變量是一致的。根據(jù)胡克定律：F=K×Δv×t，對(duì)于高速紙機(jī)而言，運(yùn)行在高速和低速情況下，對(duì)于同一控制精度，速差相對(duì)而言是一樣的，因此得出結(jié)論是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度與車速無(wú)關(guān)。(4）變頻器的頻率分辨率和速度閉環(huán)精度沒(méi)有直接的聯(lián)系。只要閉環(huán)穩(wěn)態(tài)精度在0.1%以上，則高速紙機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)變頻器沒(méi)有特殊的要求。但是由于控制原理不同，在變頻器的不同品牌中，轉(zhuǎn)矩控制特性不同，即動(dòng)態(tài)響應(yīng)不同。這一點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的影響需要考慮。總之，對(duì)于高速紙機(jī)而言，由于動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求較高，所以變頻器的選擇應(yīng)當(dāng)以矢量控制型和直接轉(zhuǎn)矩控制型為主，且要求轉(zhuǎn)矩控制最好是獨(dú)立的，能夠形成轉(zhuǎn)矩閉環(huán)。

第2篇

帶傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動(dòng)裝置之一，主要有主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。工作時(shí)靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實(shí)現(xiàn)主、從動(dòng)輪間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。

帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸振及過(guò)載打滑以保護(hù)其他零件的優(yōu)點(diǎn)。

1.2圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)減速器

YK系列圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)減速器適用的工作條件：環(huán)境溫度為-40～40度；輸入軸轉(zhuǎn)速不得大于1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于25m/s，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為減速器額定轉(zhuǎn)矩的兩倍。YK系列的特點(diǎn)：采用一級(jí)圓弧錐齒輪和一、二、三級(jí)圓柱齒輪組合，把錐齒輪作為高速級(jí)（四級(jí)減速器時(shí)作為第二級(jí)），以減小錐齒輪的尺寸；齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼滲碳淬火、精加工而成，圓柱齒輪精度達(dá)到GB/T10095中的6級(jí)，圓錐齒輪精度達(dá)到GB/T11365中的7級(jí)；

減速器的選用原則：（1）按機(jī)械強(qiáng)度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率P1N是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于10h、每小時(shí)啟動(dòng)5次、允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的兩倍、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、單對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度安全系數(shù)為1、失效概率小于等于1%等條件算確定.當(dāng)載荷性質(zhì)不同，每天工作小時(shí)數(shù)不同時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作機(jī)載荷分類按各種系數(shù)進(jìn)行修正.減速器雙向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需視情況將P1N乘上0.7～1.0的系數(shù)，當(dāng)反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度KR較低時(shí)取小值，反之取大值。功率按下式計(jì)算：P2m=P2*KA*KS*KR，其中P2為工作功率；KA為使用系數(shù)；KS為啟動(dòng)系數(shù)；KR為可靠系數(shù)。（2）熱功率效核.減速器的許用熱功率PG適用于環(huán)境溫度20℃，每小時(shí)100%連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和功率利用律（指P2/P1N×100%）為100%的情況，不符合上述情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。（3）校核軸伸部位承受的徑向載荷。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1V帶傳動(dòng)

帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)檢查帶輪的尺寸與其相關(guān)零部件尺寸是否協(xié)調(diào)。例如對(duì)于安裝在減速器或電動(dòng)機(jī)軸上的帶輪外徑應(yīng)與減速器、電動(dòng)機(jī)中心高相協(xié)調(diào)，避免與機(jī)座或其它零、部件發(fā)生碰撞。

2.2減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件

減速器外部傳動(dòng)件設(shè)計(jì)完成后，可進(jìn)行減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。

1）齒輪材料的選擇應(yīng)與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協(xié)調(diào)。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時(shí)，應(yīng)選鑄剛或鑄鐵材料。各級(jí)大、小齒輪應(yīng)該可能減少材料品種。

2）蝸輪材料的選者與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)可按初估的滑速度選擇材料。在傳動(dòng)尺寸確定后，校核起滑動(dòng)速度是否在初估值的范圍內(nèi)，檢查所選材料是否合適。

3）傳動(dòng)件的尺寸和參數(shù)取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數(shù)必須符合標(biāo)準(zhǔn)。圓柱齒輪和蝸桿傳動(dòng)的中心距應(yīng)盡量圓整。對(duì)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)還可通過(guò)改變螺旋角的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，將傳動(dòng)零件的有關(guān)數(shù)據(jù)和尺寸整理列表，并畫(huà)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，以備在裝配圖設(shè)計(jì)和軸、軸承、鍵聯(lián)結(jié)等校核計(jì)算時(shí)應(yīng)用。

聯(lián)軸器的選擇

減速器的類型應(yīng)該根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與減速器，由于軸的轉(zhuǎn)速高，一般應(yīng)選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸（輸出軸）與工作機(jī)軸聯(lián)接用的連周期，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)距較大，又因?yàn)闇p速器軸與工作機(jī)軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用剛性可以移動(dòng)聯(lián)軸器，例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。

聯(lián)軸器型號(hào)按計(jì)算轉(zhuǎn)距進(jìn)行選擇。所選定的聯(lián)軸器，起軸孔直徑的范圍應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應(yīng)。應(yīng)注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動(dòng)機(jī)的軸徑不得相差很大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器。

目錄

一緒論………………………………………………………………………1

二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

三設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明……………………………………………………….3

1選擇電動(dòng)機(jī)..............................................................................................….3

2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配.......................................….............................3

3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力裝置參數(shù)..................................…........................3

4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì).......................................................…..........................................4

5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).....................................................…........................................5

6軸的設(shè)計(jì)........................................................................................…...........11

7軸承的選擇..............................................................................................…22

8鍵的選擇.....................................................….........................................…22

9減速機(jī)箱體的設(shè)計(jì)...............................................…......................................23

10減速器附件設(shè)計(jì).....................................................................................….2311密封與.......................................................…........................................24

第3篇

                            ——以《堪破》為例

摘 要：《堪破》的創(chuàng)作思路源自于本土傳統(tǒng)文化佛教中的一則禪機(jī)小故事，佛家故事眾多，且內(nèi)有玄機(jī)，往往能破迷開(kāi)悟，啟化人生，對(duì)現(xiàn)代文明有著深遠(yuǎn)的意義。

表現(xiàn)方式上，這部作品繼承了傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)寫意的風(fēng)格。并且延續(xù)了中國(guó)學(xué)派傳統(tǒng)美學(xué)的風(fēng)格，如大量留白的背景，簡(jiǎn)約和空白的背景可以更加襯托人物的運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)了一種中國(guó)式的特殊美感。再有散點(diǎn)透視，打破真實(shí)，根據(jù)藝術(shù)需要組合畫(huà)面元素，這也是傳統(tǒng)藝術(shù)繪畫(huà)中的一個(gè)特點(diǎn)。

   聲效部分運(yùn)用傳統(tǒng)古風(fēng)樂(lè)器笙和木魚(yú)的聲音。木魚(yú)又是佛教生活和音樂(lè)中代表性的道具和樂(lè)器。作品中用木魚(yú)的緩急來(lái)描繪和尚不同時(shí)期的心情，用笙渲染很突然地緊張氣氛。

創(chuàng)作手法上摒棄了傳統(tǒng)的紙筆手繪，采用電腦分層手繪，電腦集中合成，再添加音樂(lè)和效果。與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，既有手繪動(dòng)畫(huà)的靈活性，又提高了畫(huà)面的效果和制作的效率。

作品意在表現(xiàn)一種傳統(tǒng)中國(guó)元素視覺(jué)效果，展現(xiàn)本土藝術(shù)風(fēng)格神韻，宣揚(yáng)中國(guó)博大精深的民族精神文明。提倡繼承和升華源自民族文化沃土的動(dòng)畫(huà)形式，傳承祖國(guó)深厚的文化，讓中國(guó)動(dòng)畫(huà)成為一種品牌屹立于天下。

關(guān)鍵詞: 傳統(tǒng)，計(jì)算機(jī)技術(shù),中國(guó)元素

  

Abstract

《kanpo》 the creative ideas from the local traditional culture, Buddhism in a Zen story, many Buddhist stories, and there are subtleties, and often can break fans enlightenment, Kai of life, of modern civilization has far-reaching significance.

    Show the way, this works freehand inherit the traditional animation style.And continued the style of the Chinese school of traditional aesthetics, such as a large number of blank background, the background simple and blank characters can be more set off the movement, embodies a unique Chinese aesthetic.Further points of perspective, to break the true combination of picture elements required under the Arts, which is the traditional art of painting a feature.

some use of traditional musical instruments sound archaic sound sheng and wooden fish. Wooden fish is representative of Buddhist life and music, props and musical instruments.The priority of works used to describe wooden fish monk's mood in different periods, rendering very suddenly with Sheng tension.

     Creation of means to abandon the traditional pen and paper hand-painted, layered hand-painted by computer, computer centralized synthesis, and then add music and effects.And modern computer technology combined with the flexibility of both hand-drawn animation, but also improve the effectiveness and screen productions.

     Works intended to show a traditional Chinese elements in the visual display local art style and spirit to promote China's profound spiritual nation.Promote cultural inheritance and sublimation from the fertile soil of the animation, the motherland rich cultural heritage, so that a brand name for Chinese animation stand in the world.

Key word:

Traditional,computer technology,Chinese elements

目    錄

摘  要

Abstract

一、本土藝術(shù)文化對(duì)本土動(dòng)畫(huà)的蘊(yùn)養(yǎng)…………………………….5

1．1思想的影響…………………………………………………5

1．2題材的影響…………………………………………………5

1．3形式的影響…………………………………………………5

二、傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的特征……………………………………………………6

三、中國(guó)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的成敗………………………………………………7

四、以現(xiàn)代技術(shù)承繼傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)…………………………………………7

    4．1傳統(tǒng)與現(xiàn)代的磨合……………………………………………7

 　4．2風(fēng)格與技術(shù)的并用……………………………………………7

 五、結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………………9

 致謝     ………………………………………………………………10

參考文獻(xiàn)

言

在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)風(fēng)靡一時(shí)的當(dāng)今社會(huì),在傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)比較萎縮的今天,作為現(xiàn)代人我們不得不承認(rèn)高新技術(shù)給動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作帶來(lái)的深刻變革和影響。電腦動(dòng)畫(huà)有利有弊，但是計(jì)算機(jī)對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)也潛在很大的幫助，主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)代替手工勞動(dòng)和利用計(jì)算機(jī)技術(shù)完成無(wú)法實(shí)現(xiàn)的畫(huà)面效果和真實(shí)模擬鏡頭上面。具有中國(guó)本土藝術(shù)特征的動(dòng)畫(huà)必然產(chǎn)生于自身 豐厚的文化土壤，本土文化已經(jīng)確立了一種和諧相生的文化生態(tài)關(guān)系，所以傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)形象在現(xiàn)代生活方式和文化方式中也必然有生存的土壤。縱觀中國(guó)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)史的成敗，要想讓國(guó)產(chǎn)動(dòng)畫(huà)獨(dú)樹(shù)一幟，就要確立動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作技術(shù)與本土藝術(shù)文化的結(jié)合的創(chuàng)作理念，技術(shù)上與時(shí)俱進(jìn)，又不失傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)藝術(shù)風(fēng)格的生動(dòng)性。因而現(xiàn)代動(dòng)畫(huà)不但要解決動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的技術(shù)和方法問(wèn)題，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)民族本土文化的親和力。民族的才是世界的，中國(guó)動(dòng)畫(huà)一定要有自己的特色。將兩者的結(jié)合，才能使中國(guó)動(dòng)畫(huà)具有民族性，創(chuàng)新性。才能促進(jìn)和繁華我國(guó)的動(dòng)畫(huà)事業(yè)。

一 本土藝術(shù)文化對(duì)本土傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的蘊(yùn)養(yǎng)

我國(guó)是一個(gè)有個(gè)悠久歷史和文化傳統(tǒng)的多民族國(guó)家，各個(gè)地域各自具有的獨(dú)特文化和地域性的元素是取之不盡的文化資源，對(duì)這些傳統(tǒng)文化資源的挖掘和再創(chuàng)造使我國(guó)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)出獨(dú)特的風(fēng)格，充分體現(xiàn)了藝術(shù)文化對(duì)動(dòng)畫(huà)的影響。

1．1思想的影響

思想上，我國(guó)的優(yōu)秀作品體現(xiàn)出我國(guó)獨(dú)特的審美思想，我國(guó)深受儒家文化影響，儒家思想強(qiáng)調(diào)社會(huì)責(zé)任感，在儒家思想的影響下，我國(guó)素有“文以載道”的傳統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)藝術(shù)的社會(huì)功用。“文以載道”影響了人們的審美方式和思維方式，“文以載道”也深刻影響了我國(guó)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)作，在動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)作中一直遵循“寓教于樂(lè)”的創(chuàng)作理念，教化的思想在我國(guó)動(dòng)畫(huà)中非常明顯，比如《驕傲的將軍》告訴人們不要驕傲，要謙虛、進(jìn)取。《豬八戒吃西瓜》告訴人們不能好吃懶做。而《三個(gè)和尚》沒(méi)有一句臺(tái)詞，通過(guò)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，幽默的故事，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地表達(dá)了出團(tuán)結(jié)的重要性。受儒家思想的影響，文學(xué)藝術(shù)都是追求“中和之美”，中和是中國(guó)古代傳統(tǒng)的文化心理模式和思維模式，也影響了我國(guó)動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)作。喜劇性的動(dòng)畫(huà)，像《過(guò)猴山》、《三個(gè)和尚》中的對(duì)于喜的表現(xiàn)都是含蓄的，夸張而有節(jié)制，而我國(guó)在喜劇的表現(xiàn)中體現(xiàn)出我國(guó)含蓄、樂(lè)而不的追求。《過(guò)猴山》中老者和猴子的斗智、《三個(gè)和尚》中三個(gè)和尚和老鼠的對(duì)立，都是含蓄幽默、輕松詼諧、溫和寬厚。中和追求對(duì)于我國(guó)動(dòng)畫(huà)的影響還體現(xiàn)在大團(tuán)圓結(jié)局，這也是我國(guó)戲曲的重要特征，不僅是創(chuàng)作上的追求，而且是傳統(tǒng)文化的體現(xiàn)。

作品《堪破》的立意在“禪”。禪是佛教文化的中心思想。而佛教文化在本土文化中歷史悠久，對(duì)我國(guó)的文化思想有著根深蒂固的影響。禪的意義就是在定中產(chǎn)生無(wú)上的智慧，通過(guò)一件小事或一句話讓有你醍醐灌頂效果。堪破并非放下，而是領(lǐng)悟自身及其周圍事物的價(jià)值。懼由心生，惡有心起。千萬(wàn)別為了些莫須有的事物迷失了自己。要相信自己，相信這個(gè)世界。有了一顆淡然的心，坦然的面對(duì)身邊的人事。一身正氣，定能自在。

1．2題材的影響

題材上，中國(guó)有豐碩的文學(xué)成果，給傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)提供了源源不盡的題材借鑒，如《大鬧天宮》的故事就是源自古典小說(shuō)《西游記》。《哪吒鬧海》的故事源自古代神話小說(shuō)《封神演義》。

1．3形式的影響

形式上，本土藝術(shù)表現(xiàn)形式的多樣性給傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)充分的汲取空間。最為突出的就是水墨畫(huà)的形式，如《山水情》《鹿玲》，從《大鬧天宮》和《哪吒鬧海》中可以看到民間藝術(shù)和壁畫(huà)對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)角色造型的影響。再如《驕傲的將軍》中對(duì)京劇中畫(huà)臉的體現(xiàn)。等等數(shù)之不盡。

二 傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的特征

中國(guó)動(dòng)畫(huà)的藝術(shù)特征來(lái)自于傳統(tǒng)藝術(shù)，而傳統(tǒng)藝術(shù)深受中國(guó)哲學(xué)、美學(xué)思想的影響。中國(guó)動(dòng)畫(huà)最具特色的藝術(shù)特征就是“寫意”。

一是情節(jié)的寫意，傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)在情節(jié)設(shè)計(jì)上更重視過(guò)程而非結(jié)果，創(chuàng)作時(shí)美術(shù)思維更勝于電影思維，表達(dá)方式傾向于象征化。

二是動(dòng)作的寫意，動(dòng)作設(shè)計(jì)有個(gè)很明顯的特點(diǎn)，就是更注重其功能性而非合理性。設(shè)計(jì)者很重視動(dòng)作和諧的節(jié)奏和韻律，表現(xiàn)飄逸優(yōu)美的姿態(tài)，用意向化的線條，將生活中的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為寫意的表演。

三是想象的寫意。早期的角色形象和背景的設(shè)計(jì)靈感多來(lái)自繪畫(huà)壁畫(huà)、民間藝術(shù)，其裝飾性大于功能性。角色形象不能突出性格。

四是主題的寫意，中國(guó)動(dòng)畫(huà)一向被賦予“寓教于樂(lè)”的使命，通過(guò)幻想的故事或象征的形式，表現(xiàn)深刻的主題。主題經(jīng)常是含蓄隱晦的，以簡(jiǎn)單的故事反應(yīng)深刻的哲理，不同于西方動(dòng)畫(huà)片推崇簡(jiǎn)單的善惡兩元對(duì)立。

《堪破》在表現(xiàn)方式上，這部作品繼承了傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)寫意的風(fēng)格。并且延續(xù)了中國(guó)學(xué)派傳統(tǒng)美學(xué)的風(fēng)格，如大量留白的背景，簡(jiǎn)約和空白的背景可以更加襯托人物的運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)了一種中國(guó)式的特殊美感。再有散點(diǎn)透視，打破真實(shí)，根據(jù)藝術(shù)需要組合畫(huà)面元素，這也是傳統(tǒng)藝術(shù)繪畫(huà)中的一個(gè)特點(diǎn)。

   聲效部分運(yùn)用傳統(tǒng)古風(fēng)樂(lè)器笙和木魚(yú)的聲音。木魚(yú)又是佛教生活和音樂(lè)中代表性的道具和樂(lè)器。作品中用木魚(yú)的緩急來(lái)描繪和尚不同時(shí)期的心情，用笙渲染很突然地緊張氣氛。

三 中國(guó)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的成敗

中國(guó)動(dòng)畫(huà)一路走來(lái) ，一度曾走在世界的尖端，在一代動(dòng)畫(huà)家的探索下，開(kāi)創(chuàng)了“中國(guó)學(xué)派”，也開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)動(dòng)畫(huà)的新局面，創(chuàng)作的水墨動(dòng)畫(huà)更是國(guó)寶級(jí)珍品，至今世界其他國(guó)家也難以效仿。中國(guó)動(dòng)畫(huà)雖然曾一度輝煌。但同時(shí)也體現(xiàn)出它的弊端。內(nèi)容上教化色彩過(guò)濃，難以受到多層次觀眾歡迎的。技術(shù)上落后，多依賴于手工，制作時(shí)間長(zhǎng)，造成作品量少，市場(chǎng)不夠，造成很多滯后。

四 以現(xiàn)代技術(shù)承繼傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)

4.1傳統(tǒng)與現(xiàn)代的磨合

首先思想上，傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)與現(xiàn)代人尤其是年輕一族有著觀念上的沖突。傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)說(shuō)教色彩太重，時(shí)至今日按照傳統(tǒng)教育模式營(yíng)造動(dòng)畫(huà)，也依舊帶著一副道德說(shuō)教的色彩。而現(xiàn)代人在一種多元化的大背景下，受到外來(lái)文化的影響，觀念上已經(jīng)無(wú)法接受陳腐俗套的東西，現(xiàn)代人崇尚自由，追求新奇刺激。所以傳統(tǒng)觀念的動(dòng)畫(huà)引不起現(xiàn)代人的欲望。

其次題材上，過(guò)于陳舊，缺乏創(chuàng)新。傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)題材畏手畏腳，放不開(kāi)，過(guò)于狹隘這也與現(xiàn)代人不相容的。

再次技術(shù)上，傳統(tǒng)的制作方式耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，工作量大。導(dǎo)致作品少，精品更少。如今互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，媒體傳播充斥大多數(shù)人生活。少數(shù)的動(dòng)畫(huà)作品不能滿足眾多人的需求。

4.2風(fēng)格與技術(shù)的并用

知道了傳統(tǒng)和現(xiàn)代動(dòng)畫(huà)的沖突，我們就要想辦法解決，解決的最好辦法，就是兩者取其所長(zhǎng)，避其所短。傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)在形式和風(fēng)格上的成功之處是大家有目共睹的。中國(guó)動(dòng)畫(huà)就該有自己的民族特色。至于思想內(nèi)容上與現(xiàn)代人的沖突，動(dòng)畫(huà)業(yè)者能夠改變觀念，與時(shí)俱進(jìn)，自然是可以克服和 改變的。但是傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)技術(shù)上的缺陷顯得日益沉重。所以我們應(yīng)該保持傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的風(fēng)格和形式，提高制作技術(shù)，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，讓其深入其中，有效地利用。

這次作品《堪破》就是一次傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)風(fēng)格與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的一次嘗試。如借鑒三個(gè)和尚，背景留白，強(qiáng)化人物動(dòng)作，采用傳統(tǒng)寫意風(fēng)格。但是其中又加入了新的元素和形式，如畫(huà)面處理成蠟筆畫(huà)的效果，色彩更鮮亮，提高了畫(huà)面的可觀性。技術(shù)上，前期是電腦單張繪圖，然后flash合成，再用后期剪輯加入音效和特效。保留了傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的靈活性又提高了工作效率。

五 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)的動(dòng)畫(huà)發(fā)展應(yīng)該走中國(guó)特色的文化道路,挖掘傳統(tǒng)文化資源,整合開(kāi)發(fā)中國(guó)特色的動(dòng)畫(huà)作品,挖掘和弘揚(yáng)本民族優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化,重新塑造新時(shí)代的民族形象。《堪破》是我的一次嘗試，也借此想激勵(lì)熱愛(ài)動(dòng)畫(huà)的年輕人，重視中國(guó)動(dòng)畫(huà)的民族化，民族的才是世界的。

                              

致謝

首先感謝老師們大學(xué)期間的教育和培養(yǎng)，不僅讓我對(duì)動(dòng)畫(huà)有了一定的了解，也具備了一定專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)作能力。也感謝同學(xué)們的互相幫助和扶持。讓我對(duì)動(dòng)畫(huà)有了一腔的熱情和動(dòng)力，也希望以后能堅(jiān)持下去。能夠有所作為，有所貢獻(xiàn)，回饋學(xué)校及老師的教育和栽培。

參考文獻(xiàn)

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[3]孫立軍（中）. 影視動(dòng)畫(huà)經(jīng)典技法剖析[M].北京：海洋出版社 2004.10

[4]馮文 孫立軍（中）.動(dòng)畫(huà)概論[M].北京.中國(guó)電影出版社 2006.9

第4篇

敢于挑戰(zhàn)“不可能”，才能有創(chuàng)新

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

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

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

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

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

致力于解決生產(chǎn)實(shí)際中的問(wèn)題

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

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

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

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

雙自由度齒輪嚙合理論的研究，開(kāi)始于上世紀(jì)60年代的前蘇聯(lián)，但是可以實(shí)際應(yīng)用的曲率參數(shù)計(jì)算公式，卻得到的比較晚。對(duì)雙自由度嚙合，也還存在較多理論上的模糊之處，妨害了它的應(yīng)用。趙亞平經(jīng)過(guò)深入研究，指明雙自由度嚙合有退化與非退化兩種形式，給出了退化嚙合的條件，闡述了兩種形式各自的嚙合特性；提出了計(jì)算向量的新型表達(dá)式；導(dǎo)出了雙自由度嚙合齒輪副誘導(dǎo)法曲率和誘導(dǎo)短程撓率的新型簡(jiǎn)潔計(jì)算公式，該公式適合于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程計(jì)算；提出雙自由度嚙合齒輪副滑動(dòng)率的概念，并且給出相應(yīng)計(jì)算公式。有關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊Mechanismand Machine Theory，并獲得過(guò)湖北省和湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)的優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)，他應(yīng)用雙自由度嚙合理論，對(duì)Archimedes滾刀雙自由度范成圓柱齒輪的嚙合原理進(jìn)行了研究，給出了提高加工精度的工藝措施。相關(guān)成果發(fā)表于Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，PartC，Journal of Mechanical Engineering Science等國(guó)際期刊。其成果對(duì)齒輪加工工藝的改進(jìn)與加工精度的提高，具有理論指導(dǎo)意義，同時(shí)為新型高副共軛傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)成，做了理論上的準(zhǔn)備。

第5篇

關(guān)鍵詞：航空絞車，鋼索，離合器，往復(fù)螺桿

 

0 前言

航空絞車是飛機(jī)拖靶時(shí)纏繞鋼索一個(gè)重要設(shè)備。但其運(yùn)行不可靠、操作危險(xiǎn)性大、工作效率低等問(wèn)題一直困擾著訓(xùn)練的質(zhì)量。傳統(tǒng)鋼索收放是靠人工操作，既費(fèi)事費(fèi)力，往往因?yàn)槔p繞不規(guī)則容易損壞絞車，甚至傷及操作人員。為此我們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種新型半自動(dòng)化航空絞車，大大地提高了工作效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了纏繞鋼索的危險(xiǎn)性。

1 航空絞車技術(shù)改進(jìn)方案

通過(guò)對(duì)老式航空絞車的技術(shù)分析以及使用中所出的故障問(wèn)題反復(fù)研究，確定從降低纏繞速度、提高傳動(dòng)精度、加裝離合裝置、改進(jìn)放索架、加裝極限回繞裝置等方面加以改進(jìn)，以提其工作自動(dòng)化性能。

（1）降低纏繞速度

由電動(dòng)機(jī)—減速器傳動(dòng)：

V絞=V機(jī)/N減=1400/8=175（r/m）

V復(fù)=V絞/M=175/21.124=8.28（r/m）

改為電動(dòng)機(jī)—皮帶輪減速比—減速器傳動(dòng)：

V絞=V機(jī)×N減/N減=1400×0.378/8=64（r/m）

V復(fù)=V絞/M=64/21.124=3.04（r/m）

其中：V機(jī)為電動(dòng)機(jī)速度，V絞為絞盤速度，V復(fù)為復(fù)螺桿速度，N皮為皮帶輪減速比，N減為減速器減速比，M為齒輪傳動(dòng)比。

由此解決了以前纏繞速度過(guò)快、鋼索受力大易跳動(dòng)出現(xiàn)間隙、轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)等一系列問(wèn)題，從而保證了可操作性和工作可靠性，特別是避免了往復(fù)螺桿的損壞現(xiàn)象。

（2）提高傳動(dòng)精度

一方面加長(zhǎng)往復(fù)螺桿長(zhǎng)度，加大兩端半徑，保證了纏繞鋼索兩端到位。挫修往復(fù)螺桿導(dǎo)槽底面，加大加厚排索頭，與往復(fù)螺桿結(jié)合由軸承連接改為自由連接。靠彈簧力，保證排索頭與往復(fù)螺桿導(dǎo)槽根部的深度，接觸面積增加，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)。科技論文。將往復(fù)螺桿采用全包的銅瓦相鑲，校正了與上、下導(dǎo)向桿的平行度，提高了傳動(dòng)精度。另一方面，排索機(jī)構(gòu)改為活動(dòng)的拖板式，可以調(diào)整排索機(jī)構(gòu)與絞盤的相對(duì)位置，消除排索機(jī)構(gòu)與絞盤鋼索的傳動(dòng)誤差，與鋼索結(jié)合的張緊部件采用導(dǎo)輪與撬板式，纏繞力可調(diào)，保證了纏繞力的恒定，從而提供傳動(dòng)精度。科技論文。

（3）加裝離合器

在減速器輸出與絞盤之間加裝離合器，可隨時(shí)脫開(kāi)減速器與絞盤的連接。在往復(fù)螺桿與傳動(dòng)部件之間加裝離合裝置，可隨時(shí)調(diào)整絞盤鋼索與往復(fù)排索機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置。每離合一次，可使排索機(jī)構(gòu)落后絞盤一圈(即5．26mm)。

（4）改進(jìn)放索架

在放索架轉(zhuǎn)軸兩端加裝了兩個(gè)剎車裝置，增加了纏繞中的阻尼作用，避免了因突然剎車而造成的鋼索松馳現(xiàn)象。

（5）加裝極限回繞裝置

為保證極限的纏繞質(zhì)量，鋼索達(dá)到極限時(shí)，該裝置利用杠桿原理的作用向極限位置回轉(zhuǎn)，保證了鋼索到位，提高了返回的質(zhì)量。

（6）加裝了起吊裝置

絞盤的裝卸利用起吊裝置上的手動(dòng)葫蘆進(jìn)行，吊起后旋轉(zhuǎn)即可卸下。

（7）改變纏繞方法

由原來(lái)排索機(jī)構(gòu)與絞盤同步運(yùn)行，改為排索機(jī)構(gòu)與絞盤保持一定落后量，在纏繞過(guò)程中利用離合裝置始終保持一定的落后量，這樣使絞盤纏繞出的鋼索緊密、均勻，避免了鋼索跳動(dòng)出現(xiàn)間隙。

2 航空絞車改進(jìn)的技術(shù)難題

根據(jù)上述基本方案進(jìn)行改進(jìn)，必將遇到一系列的技術(shù)難題。我們充分考慮了各方面影響，總結(jié)出了以下技術(shù)問(wèn)題。

（1）鋼索的彈性變形

鋼索具有彈性變形，雖然鋼索的直徑為5．1mm，但纏繞到絞盤上后，其直徑一般則為5．1-5．26mm，隨著纏繞緊度和層次的變化，每層的纏繞速度也隨之發(fā)生變化。由于各層的長(zhǎng)度和纏繞速度的變化，各層的變形量也有所不同，加之鋼索質(zhì)量不等和粗細(xì)不均勻以及局部受力變形必將對(duì)纏繞質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

（2）絞盤纏繞速度與排索機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程的不同步性

理論設(shè)計(jì)絞盤纏繞速度與排索機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程是同步的，但這是一種理想狀態(tài)，在機(jī)械傳動(dòng)上是難以實(shí)現(xiàn)的。齒輪傳動(dòng)存在間隙，傳動(dòng)比不可能取整數(shù)，必須帶來(lái)一定的傳動(dòng)誤差，此類屬于一種累積誤差，即隨著纏繞層次的增加，誤差越來(lái)越大。其后果是滯后出現(xiàn)鋼索堆積，排列均勻不能保證；超前出現(xiàn)間隙過(guò)大，緊密程度不能保證。這樣外界稍有干擾或排索頭運(yùn)動(dòng)到端部，則會(huì)出現(xiàn)紋路錯(cuò)亂或局部跳動(dòng)等現(xiàn)象。

3航空絞車技術(shù)問(wèn)題的解決方法

由于纏繞的鋼索使用環(huán)境較為特殊，對(duì)纏繞質(zhì)量要求比較，即要求每層平整、又要求纏繞圈數(shù)固定，為此采取以下方法加以解決。科技論文。

（1）纏繞圈數(shù)的保證

綱索纏繞的圈數(shù)關(guān)鍵在于第一層纏繞要好，此層對(duì)上面各層有著重要影響。因此在絞盤的滾筒外面固定了一個(gè)76圈的螺旋導(dǎo)槽筒，這樣既保證了第一層圈數(shù)固定，又保證了其它各層具有相同纏繞圈數(shù)。

（2）纏繞緊度的保證

纏繞中采用排索機(jī)構(gòu)始終落后于絞盤的方法。在設(shè)計(jì)上保證往復(fù)螺桿的速度為3．04r／m。這樣在絞盤上所形成的螺距S；38~r／M：5．65mm。則理論圈數(shù)為71圈(400／5．65)，而實(shí)際是76圈，在絞盤上的螺距為5．26mm(400／76)。由此可見(jiàn)，往復(fù)螺桿形成的螺距大于絞盤上的實(shí)際螺距，即排索機(jī)構(gòu)鋼索超前于絞盤，在纏繞中利用往復(fù)螺桿軸端離合裝置隨時(shí)調(diào)整排索機(jī)構(gòu)保證一定落后量，每離合一個(gè)齒可以保持一圈螺距的落后量，從而保證了緊度。

（3）兩端到位的保證

為保證兩端到位，在運(yùn)行到距端部120mm之前實(shí)施干擾，這樣鋼索到端部時(shí)與排索基本同步，兩者同時(shí)到位，為保證兩端到位時(shí)的質(zhì)量，設(shè)置極限纏繞裝置，鋼索到極限后，杠桿作用由支架帶鋼索向極限運(yùn)動(dòng)一下，使鋼索在極限時(shí)間增長(zhǎng)，反復(fù)試驗(yàn)效果不明顯而取樣。為保證返回時(shí)仍有一定落后量，一方耐n長(zhǎng)了往復(fù)螺桿導(dǎo)槽長(zhǎng)度即由406mm增至410mm；另一方面加大了往復(fù)螺桿兩頭半徑，使排索頭在兩端行程增加，返回時(shí)仍有2--3圈螺距的落后量，保證了纏繞緊度。

（3）返回質(zhì)量的保證

返回時(shí)鋼索要在端部重疊1．5圈后落下，纏繞速度快了，落下后跳動(dòng)出現(xiàn)間隙，為此降低纏繞速度由原來(lái)減速器以175r／m的速度帶動(dòng)絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)，以8．2r／m速度帶動(dòng)往復(fù)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)改為絞盤速度83r／m，往復(fù)螺桿3．94r／m的轉(zhuǎn)速，較好的解決了返回時(shí)的纏繞質(zhì)量問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

航空絞車自動(dòng)化改進(jìn)后，經(jīng)過(guò)近一年的部隊(duì)使用證明，具有自動(dòng)繞索功能，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，有一定的推廣價(jià)值。尤其在斷電或無(wú)電源情況下，可以在減速器外伸軸端套上搖把進(jìn)行人工纏繞，若使用中出現(xiàn)故障需要退鋼索時(shí)，只要將絞盤與減速器的離合器脫開(kāi)，將鋼索與張緊裝置脫開(kāi)，在放料盤上安上搖把，即可退掉所需鋼索。

參考文獻(xiàn)：

1.吳序堂，齒輪嚙合原理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984

2.趙敖生等，機(jī)械制造學(xué)[M]．南京：東南大學(xué)出版社， 1989

第6篇

英文名稱：Electric Drive Automation

主管單位：天水電氣傳動(dòng)研究所

主辦單位：天水電氣傳動(dòng)研究所

出版周期：雙月刊

出版地址：甘肅省天水市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1005-7277

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：62-1106/TM

郵發(fā)代號(hào)：54-91

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1975

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

第7篇

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度，鐵基粉末冶金材料，應(yīng)用

 

在模具設(shè)計(jì)前，必須進(jìn)行粉末冶金制品的形狀設(shè)計(jì)。制品壓坯的形狀設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品使用要求的情況下，從壓制過(guò)程(裝粉、壓制、脫模)、模具壽命、壓坯質(zhì)量等方面來(lái)考慮，并對(duì)制品圖線形狀作適當(dāng)?shù)男拚１疚氖菍㈦妱?dòng)工具中原有的鋼制齒輪(材料為40Cr)用粉末冶金材料代替，并針對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了二次設(shè)計(jì)：(1) 在原有鋼制齒輪齒形的基礎(chǔ)上對(duì)粉末冶金齒輪的齒形齒廓進(jìn)行二次設(shè)計(jì)；(2) 對(duì)實(shí)際嚙合的粉末冶金燒結(jié)齒輪的尺寸修正；(3) 粉末冶金齒輪齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度的理論校核。

1.齒形齒廓的選擇和計(jì)算

選擇齒輪材料應(yīng)考慮如下要求：齒面應(yīng)有足夠的硬度，保證齒面抗點(diǎn)蝕、抗磨損、抗咬合和抗塑性變形的能力；輪齒芯部應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和韌性，保證齒根抗彎曲能力。此外，還應(yīng)具有良好的機(jī)械加工、熱處理工藝性和經(jīng)濟(jì)性等要求。在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，一般要滿足以下兩個(gè)基本要求：

1.傳動(dòng)平穩(wěn)—在傳動(dòng)中保持瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，沖擊、振動(dòng)和噪音盡量小。

2.承載能力大—在尺寸小、重量輕的前提下，要求輪齒的強(qiáng)度高、耐磨性好及壽命長(zhǎng)。

由于螺旋錐齒輪與直齒錐齒輪相比，在使用上有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）增大了重迭系數(shù)。由于弧齒錐齒輪的齒線是曲線，在傳動(dòng)過(guò)程中至少有兩個(gè)或兩個(gè)以上的齒同時(shí)接觸，重迭交替接觸結(jié)果，減少了沖擊，使傳動(dòng)平穩(wěn)，降低了噪音；

2）由于螺旋角的關(guān)系，重迭系數(shù)增大，因而負(fù)荷比壓降低，磨損較均勻，相應(yīng)的增大了齒輪的負(fù)荷能力，增長(zhǎng)了使用壽命；

3）可以實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，小輪的齒數(shù)可以少至五齒；

4）可以調(diào)整刀盤半徑，利用齒線曲率修正接觸區(qū)；

5）可以進(jìn)行齒面的研磨，以降低噪音、改善接觸區(qū)和提高齒面光潔度；

6）在傳動(dòng)中產(chǎn)生的軸向推力較大，所以對(duì)軸承要求較高，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中需選用適當(dāng)?shù)妮S承。

由于上述特點(diǎn)，所以螺旋齒錐齒輪常用于圓周速度較高，傳動(dòng)平穩(wěn)和噪音較小的傳動(dòng)中。

通過(guò)和直齒錐齒輪的比較，本設(shè)計(jì)采用螺旋錐齒輪。計(jì)算采用的是等高齒錐齒輪，即從齒的大端到齒的小端齒高是一樣的，這種齒輪的面角、根角和節(jié)角均相等。這樣設(shè)計(jì)不僅減少了大部分的計(jì)算，而且對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和壓制來(lái)說(shuō)更為有利。螺旋錐齒輪齒形參數(shù)直接影響齒輪的承載能力、輪齒剛度和傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，各參數(shù)相互影響、相互制約，其選擇的原則是：由各參數(shù)確定的齒形，應(yīng)保證輪齒有較高的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度，最好符合等強(qiáng)度的設(shè)計(jì)原則。輪齒在嚙合時(shí)，要求傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)齒形干涉現(xiàn)象。齒形形狀要力求簡(jiǎn)單以便于制造。

1.主、從動(dòng)錐齒輪傘齒輪齒數(shù)的選擇在選擇齒數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量使相嚙合的齒輪的齒數(shù)之間沒(méi)有公約數(shù)，以便使齒輪在使用過(guò)程中各齒之間都能互相嚙合，起到自動(dòng)磨合的作用。同時(shí)，為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，大小齒輪的齒數(shù)和應(yīng)不小于40。

2.齒面寬F 的選擇對(duì)于等高齒錐齒輪來(lái)說(shuō)：在“奧利康”制等高齒錐齒輪上，由于其延伸外擺線的曲率變化比弧齒錐齒輪的圓弧齒線大，因此，齒面寬不宜過(guò)大。一般可取F=(0.25 ~ 0.30)A0，A0 為節(jié)錐距。

3.螺旋角β 的選擇汽車主減速器錐齒輪的螺旋角多在βm=35~40°范圍內(nèi)。為了保證有較大的mF 使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)選βm2=36°。

4.法向壓力角α 的選擇大壓力角可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，所以在輕負(fù)荷工作的齒輪中一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對(duì)于本設(shè)計(jì)中的“奧”制齒輪采用的齒面平均壓力角α=17.5°。論文參考網(wǎng)。

5.齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)齒頂高系數(shù)取ha*=1；頂隙系數(shù)C*=0.25。

2.實(shí)際嚙合的粉末冶金燒結(jié)齒輪齒形的修正及校核

壓坯密度對(duì)于提高和穩(wěn)定燒結(jié)制品的強(qiáng)度與尺寸精度十分重要。為使壓坯密度均勻，順利脫模，結(jié)合齒輪設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對(duì)齒形以下幾部分進(jìn)行了改進(jìn)：

a.為了增高齒的強(qiáng)度和降低噪聲，同時(shí)考慮到實(shí)際當(dāng)中齒形模沖加工的特點(diǎn)，對(duì)齒輪的齒頂和齒根的齒形進(jìn)行了修正。

b.一般壓制成形都是沿著壓坯的軸向進(jìn)行的。而制品中徑向(橫向)的孔、槽、健、螺紋和倒錐，通常是不能壓制成形的，需要在燒結(jié)后用切削加工來(lái)完成的。論文參考網(wǎng)。但本齒輪的鍵槽是軸向的，并不影響壓坯的脫模。

c.從節(jié)省原料和不影響安裝的角度考慮，把原來(lái)的三個(gè)定位凹坑改成花鍵式，而且不影響脫模，且能節(jié)省原材料。

通過(guò)對(duì)改進(jìn)后的齒形進(jìn)行載荷計(jì)算和齒面接觸強(qiáng)度的理論校核，結(jié)果說(shuō)明所設(shè)計(jì)的齒形參數(shù)能夠滿足服役要求。

3.齒輪模擬臺(tái)架試驗(yàn)

將上述材料的大齒輪，分別在100℃、200℃和250℃回火，硬度分別為HRC43~45、HRC38~40、HRC30~32；之后裝機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)磨件為40Cr鋼，硬度HRC48。臺(tái)架試驗(yàn)記錄結(jié)果：

第一套齒輪(硬度HRC43~45)：經(jīng)裝機(jī)試驗(yàn)當(dāng)試驗(yàn)到1.5h時(shí)，出現(xiàn)聲音異常，拆機(jī)檢查，小齒輪打崩二個(gè)齒，但大齒輪完好；換上鋼制的小齒輪，淬火硬度HRC42~43，經(jīng)測(cè)試10h，機(jī)器正常，拆機(jī)檢查，磨損正常，即進(jìn)行第二個(gè)項(xiàng)目測(cè)試 (空載實(shí)驗(yàn)) 55h，拆機(jī)檢查，一切磨損正常，(其中換了一個(gè)轉(zhuǎn)子，碳刷3副)；之后進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，運(yùn)轉(zhuǎn)到10.5h時(shí)，機(jī)器冒煙，燒機(jī)，停止測(cè)試，拆機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，前軸承爆裂，定轉(zhuǎn)子燒毀，大齒輪打崩一個(gè)齒，小齒輪磨損比大齒輪嚴(yán)重。經(jīng)分析原因：大齒輪打崩是因?yàn)榍拜S承爆裂，而造成轉(zhuǎn)子亂跳而產(chǎn)生的，是意外發(fā)生的現(xiàn)象，并非齒輪強(qiáng)度問(wèn)題所造成的，所以其材料可以繼續(xù)試驗(yàn)。

第二套齒輪(大齒輪硬度HRC38，小齒輪HRC42(材料 40Cr)：進(jìn)行模擬試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)16h時(shí)轉(zhuǎn)子燒毀，拆機(jī)檢查，齒輪磨損正常，換轉(zhuǎn)子繼續(xù)進(jìn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)26.5h時(shí)電機(jī)燒毀拆機(jī)檢查，齒輪磨損正常。換電機(jī)繼續(xù)進(jìn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)7.5h時(shí)電機(jī)燒毀拆機(jī)檢查，齒輪磨損正常。再換電機(jī)繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)12h時(shí)電機(jī)燒毀拆機(jī)檢查，齒輪磨損正常。換電機(jī)繼續(xù)進(jìn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)17h時(shí)電機(jī)燒毀，拆機(jī)檢查，齒輪磨損正常。論文參考網(wǎng)。再換電機(jī)繼續(xù)進(jìn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)15h電機(jī)燒毀，拆機(jī)檢查，齒輪磨損正常。停止試驗(yàn)。

第三套齒輪(硬度HRC30~32，小齒輪HRC35，大小齒輪均為粉末冶金材料)：經(jīng)裝機(jī)試驗(yàn)，通過(guò)工況測(cè)試，磨損正常；第二個(gè)項(xiàng)目測(cè)試 (空載實(shí)驗(yàn)) 30h時(shí)，大齒輪小齒輪磨損嚴(yán)重，停止測(cè)試。結(jié)論：硬度太低而造成磨損。在本測(cè)試條件下，滲碳燒結(jié)齒輪材料耐磨性優(yōu)于意大利和40Cr材料；在本測(cè)試條件下，改進(jìn)后齒形傳動(dòng)平穩(wěn)，降低噪音；由此可以認(rèn)為，本課題研制的新材料和完成的齒輪齒形設(shè)計(jì)能滿足電動(dòng)工具的使用要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李華彬,何安西,曹雷,揚(yáng)健,李學(xué)榮.Cu/Fe復(fù)合粉的性能及應(yīng)用研究[J].四川有色金屬, 2005,(01).

[2]程繼貴,夏永紅,王華林,徐衛(wèi)兵.聚苯乙烯/銅粉溫壓成型的研究[J].工程塑料應(yīng)用,2000,(06).

第8篇

論文關(guān)鍵詞：半喂入式聯(lián)合收割機(jī)的特點(diǎn)與操作方法

 

人類社會(huì)的發(fā)展，離不開(kāi)科技的力量，要建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村機(jī)械論文，離不開(kāi)對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的普及和農(nóng)業(yè)機(jī)械的投資。半喂入式聯(lián)合收割機(jī)是一種具有稻、麥兼用機(jī),性能良好，特別適合南方水田的稻、麥?zhǔn)崭?因?yàn)榘胛谷胧铰?lián)合收割機(jī)還可以收割較嚴(yán)重倒伏的作物，深受農(nóng)民的歡迎。相對(duì)于農(nóng)村農(nóng)機(jī)人員文化較低，而半喂入式聯(lián)合收割機(jī)整體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,對(duì)使用者的技術(shù)水平要求也較高。筆者對(duì)半喂入式聯(lián)合收割機(jī)的結(jié)構(gòu)、操作方法以及保養(yǎng)維修等方面作一概述，給各地的農(nóng)機(jī)人員作個(gè)參考。

主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.割臺(tái)

割臺(tái)動(dòng)力單向同步輸送,扶禾高度和速度要適時(shí)調(diào)節(jié),滿足不同高度作物、不同脫粒難度品種和倒伏作物要求,對(duì)嚴(yán)重倒伏作物也能輕松扶起并順利輸送。切割裝置采用動(dòng)定刀組合及動(dòng)刀左右雙驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),割臺(tái)震動(dòng)小,零部件不易損壞。寬割幡,各鏈條交接口設(shè)計(jì)緊湊,交接平穩(wěn)順暢,輸送平滑均勻整齊,不易堵塞。

2.脫粒清選裝置

采用下脫式軸流二次清選機(jī)構(gòu),大直徑超長(zhǎng)單脫粒筒,凹板包角大,脫粒間隙可調(diào),減少籽粒破碎率,提高籽粒清潔度。上抬式脫粒筒,脫粒清選室可完全打開(kāi),清掃拆裝和維修保養(yǎng)方便。整體箱式大搖擺振動(dòng)篩,多級(jí)篩分選,氣選方式并用,提高清選能力,改善濕脫性能。采用可更換的高強(qiáng)度的鋼板篩網(wǎng),并可根據(jù)實(shí)際情況,增設(shè)唇形加強(qiáng)板、加強(qiáng)筋等方式來(lái)增強(qiáng)對(duì)難脫作物品種的適應(yīng)性。

3.簡(jiǎn)便多樣化的莖稈處理方式

莖稈處理有切碎和條放兩種方式。圓盤切草刀采用齒形陶瓷制作,且采用雙支承切斷方式,延長(zhǎng)了刀片的使用壽命。莖稈排草兩段輸送,輸送整齊,不易堵塞。

作業(yè)開(kāi)始時(shí)的調(diào)整

在作業(yè)前,必須對(duì)機(jī)組進(jìn)行合理的調(diào)整,這樣才能保證機(jī)器正常工作,且有良好的作業(yè)質(zhì)量,從而提高工作效率、延長(zhǎng)使用壽命。

1.作業(yè)前調(diào)試

（1）割茬高度和割幅寬度。割茬高度的調(diào)整主要取決于地面平整度、作物生長(zhǎng)高度及作物是否倒伏等因素。半喂入聯(lián)合收割機(jī)割茬高度—般控制在 5-15cm之間。適當(dāng)提高割茬高度有利于延長(zhǎng)割刀使用壽命。實(shí)際作業(yè)時(shí)—般不應(yīng)進(jìn)行滿幅收割,而應(yīng)空出5-15cm的幅寬。

（2）作業(yè)速度。—般情況下,可將副變速放到高速擋,主變速位于最快的位置進(jìn)行快速收割,但在作物潮濕、倒伏、高產(chǎn)難脫或地塊高低不平時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低前進(jìn)速度,降低的程度主要視作業(yè)質(zhì)量而定。

（3）脫粒喂入探度。脫粒喂入探度—般自動(dòng)控制,通過(guò)調(diào)節(jié)自動(dòng)脫粒深度傳感器位置使穗頭到達(dá)脫粒深度指示的位置,脫粒性能較好。當(dāng)收獲過(guò)程中發(fā)現(xiàn)脫粒負(fù)稍較大時(shí),可使用手動(dòng)脫粒深度開(kāi)關(guān)將脫粒深度適當(dāng)調(diào)淺—點(diǎn)。

（4）振動(dòng)篩篩片手柄的調(diào)整。振動(dòng)篩篩片的作用主要是控制籽粒的清潔程度。在使用中篩片手柄—般位于中間位置。當(dāng)籽粒清潔度差、枝梗較多時(shí),應(yīng)調(diào)小篩片的開(kāi)度；當(dāng)作物潮濕負(fù)荷大,雜余較多,籽粒拋灑嚴(yán)重時(shí),應(yīng)調(diào)大篩片的開(kāi)度。

（5）扶禾鏈輔助撥導(dǎo)軌的調(diào)整。—般情況下收割直立作物,撥指導(dǎo)軌的位置對(duì)收獲質(zhì)量影響不大。當(dāng)怍物較高、作物倒伏易打結(jié)時(shí),須將撥指導(dǎo)勒調(diào)到起作用的位置。當(dāng)作物容易掉粒或麥?zhǔn)蘸笃谇o稈容易折斷時(shí),可將導(dǎo)軌調(diào)整到不起作用的位置,使扶禾鏈上力拔指縮進(jìn)扶禾鏈殼內(nèi)。

2.作業(yè)時(shí)的適應(yīng)性調(diào)整

收割機(jī)開(kāi)始作業(yè)時(shí),先將油門調(diào)至2000r/min左右,緩慢合上脫粒、割臺(tái)離合器,讓收割機(jī)緩慢進(jìn)入田塊后,操作液壓轉(zhuǎn)向桿,降下割臺(tái),通常使分禾板的尖端離地面2-3cm。在剛下田時(shí),應(yīng)將脫粒深淺裝置調(diào)至脫粒深的位置。在收割時(shí),再根據(jù)作物的高度、脫粒效果調(diào)節(jié)脫粒深淺至恰當(dāng)?shù)奈恢谜撐奶峋V怎么寫。在收割50-100m后,應(yīng)停下來(lái)檢查收割機(jī)的脫粒損失、谷物分離和清選效果及谷物的破碎等情況,然后對(duì)收割機(jī)進(jìn)行險(xiǎn)查和調(diào)整。調(diào)整后,繼續(xù)收割 100m左右,再進(jìn)行檢查和調(diào)整,直到滿意為止。

隨時(shí)檢查定期保養(yǎng)

1.隨時(shí)檢查

（1）清除雜物。拆下所有防護(hù)罩、各傳動(dòng)鏈條、割刀、搖動(dòng)篩及脫粒濾網(wǎng),打開(kāi)機(jī)內(nèi)清掃口,用水沖洗掉粘附在各處的泥土、雜物等,清除纏繞在傳動(dòng)部位、鏈條及機(jī)內(nèi)死角處的秸稈雜草,并用干布擦凈,空轉(zhuǎn)三四次,再用壓縮空氣吹掃,以清除機(jī)內(nèi)的殘留雜物。

（2）保養(yǎng)割刀。清除動(dòng)刀片及定刀片上的泥土,若刀片磨損、破損或變形超過(guò)規(guī)定時(shí)必須更換；動(dòng)刀片與定刀片之間的間隙為O-0.5mm,涂油防銹。

（3）檢查、調(diào)整“扶起鏈條”檢查張緊掛鉤的下附距離(該距離的標(biāo)準(zhǔn)為 0.5-2.5mm),如過(guò)大說(shuō)明鏈條松動(dòng)。應(yīng)調(diào)整張緊彈簧。當(dāng)鏈條不能張緊時(shí),應(yīng)當(dāng)拆下二節(jié)鏈條。

（4）檢查“左右穗端鏈條”的張緊度。觀察滾輪軸與罩的長(zhǎng)孔部位,如有33m印以下的空隙屬正常；當(dāng)無(wú)空隙時(shí),說(shuō)明鏈條已松,應(yīng)調(diào)整。調(diào)整方祛是拆下二節(jié)鏈條(只有通過(guò)此方祛才能調(diào)整)。

（5）觀察滾輪軸與罩的長(zhǎng)孔部位。如有33mm以下的空隙屬正常；當(dāng)無(wú)空隙時(shí),說(shuō)明鏈條已松,應(yīng)調(diào)整。調(diào)整方祛是拆下二節(jié)鏈條。

（6）切草刀磨損或缺損應(yīng)更換；切草刀與喂入刀之間的間隙應(yīng)為4.5-7.0mm,不在此范圍內(nèi),應(yīng)予調(diào)整。

（7）每天檢查各緊固件的牢固性。主滾筒弓齒有無(wú)松動(dòng),切草刀的鋒利程度,各傳動(dòng)部件及軸承的情況,各密封處的情況,傳動(dòng)帶是否張緊,鏈條有無(wú)松弛現(xiàn)象,履帶是否損傷,是否有滲水滲油現(xiàn)象,發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油是否適量,冷卻水是否充滿,空氣濾芯是否干凈、儀表工作是否正常等。

（8）加注油。每天必須在割刀、割臺(tái)輸送鏈、脫粒機(jī)輸送鏈和夾持桿等活動(dòng)部位加注油。在檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)整或修理。

2.定期保養(yǎng)

（1）收割機(jī)在磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),鏈條、傳動(dòng)帶和履帶會(huì)發(fā)生初期伸長(zhǎng),所以在最初使用20h后必須調(diào)整其張緊度。

（2）首次工作滿50h后,必須更換發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)抽、各傳動(dòng)箱齒輪油或液壓抽、支重輪和導(dǎo)向輪軸承內(nèi)的油,更換時(shí)必須使用規(guī)定牌號(hào)的油品。

（3）首次工作滿50h后必須更換柴油濾芯和機(jī)油濾芯,以后每隔300h必須更換。

（4）工作滿200h后應(yīng)更換各傳動(dòng)帶、主滾筒弓齒(可反向使用)、切草刀、副滾筒弓齒、攪龍切刀、振動(dòng)篩密割狡條、導(dǎo)向輪和支重輪的軸承。

（5）電氣系統(tǒng)導(dǎo)線每年應(yīng)檢查1次。

（6）燃油管、散熱器接管、高壓油管等橡膠類零部件每2年應(yīng)更換1次。 收割機(jī)的管理

收割機(jī)在經(jīng)過(guò)一個(gè)作業(yè)季節(jié)后,要存放到下1個(gè)季節(jié)才使用,時(shí)間較長(zhǎng),應(yīng)妥善保管。

（1）收割作業(yè)結(jié)束后,應(yīng)將收割機(jī)從拖拉機(jī)上卸下,全部清洗1遍。檢查各零部件,對(duì)磨損件應(yīng)修復(fù)或更換。

（2）將各點(diǎn)注足油。動(dòng)、定刀片表面涂上黃油防銹。割臺(tái)擋板、扶禾器罩等涂上防銹劑。

（3）卸下輸送帶,并和懸掛機(jī)構(gòu)及其他機(jī)件存放好。

（4）將收割機(jī)放置在干燥防雨處。扶禾器尖朝里放(對(duì)墻而放),以免碰壞或傷人。收割臺(tái)上嚴(yán)禁堆放其他重物,防止割臺(tái)變形。

第9篇

【關(guān)鍵詞】諧波齒輪傳動(dòng)；螺桿泵；增速；柔輪

0.前言

目前，世界蘊(yùn)藏有巨大的稠油資源，據(jù)有關(guān)專家估計(jì)比常規(guī)原油資源高數(shù)倍至十余倍，具有替代常規(guī)石油能源的戰(zhàn)略地位。稠油資源分布廣泛，幾乎所有產(chǎn)油國(guó)都有發(fā)現(xiàn)。據(jù)調(diào)研資料，世界上稠油資源豐富的國(guó)家有加拿大、委內(nèi)瑞拉、美國(guó)、前蘇聯(lián)等，其稠油資源約為4000～6000x108m3（含預(yù)測(cè)資源量）[1]。中國(guó)大部分含油氣盆地稠油多于常規(guī)油，有共存和有規(guī)律過(guò)渡分布的規(guī)律，稠油資源非常豐富，約占總石油資源的25%～30%以上。國(guó)內(nèi)老油田大多處于開(kāi)發(fā)后期，排量小，油層較深的稠油、含砂、含氣的難采油井越來(lái)越多，并且常規(guī)采油工藝投入大、產(chǎn)出低、短期產(chǎn)出與投入比不經(jīng)濟(jì)，制約了各油田后期開(kāi)采。針對(duì)這種情況，可以采用螺桿泵采油技術(shù)加以解決。

1.螺桿泵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求

（1）基本參數(shù)：諧波齒輪傳動(dòng)的增速比大于等于20；諧波齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)外徑小于等于Ф116cm；（2）總體方案分析及設(shè)計(jì)；（3）諧波齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

由于井下空間狹小，需要所設(shè)計(jì)的裝置體積較小。油管轉(zhuǎn)速為6r/min，螺桿泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為120r/min，在保證增速比大于等于20的條件下，轉(zhuǎn)速可以調(diào)整。油管轉(zhuǎn)速低可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的壽命。

在功能方面，要改變?cè)瓉?lái)采用的采油方式。原來(lái)的采油系統(tǒng)在工作時(shí)動(dòng)力源的動(dòng)力通過(guò)減速箱首先減速到合適的轉(zhuǎn)速然后驅(qū)動(dòng)方卡子，再由旋轉(zhuǎn)的采油桿柱驅(qū)動(dòng)井下采油螺桿泵轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將井下原油通過(guò)采油桿住與油管的環(huán)形空間舉升到地面。

2.主要功能實(shí)現(xiàn)方法

考慮到增速器結(jié)構(gòu)尺寸較小，傳動(dòng)比大，所以選擇用少齒差行星輪系。少齒差行星輪系具有體積小，傳動(dòng)比大，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。由此，有三種增速方案：諧波齒輪傳動(dòng)，少齒差行星齒輪傳動(dòng)，擺線針輪傳動(dòng)。

2.1諧波齒輪傳動(dòng)增速

諧波齒輪傳動(dòng)是一種依靠彈性變形運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的新型傳動(dòng)，它突破了機(jī)械傳動(dòng)采用剛性構(gòu)件機(jī)構(gòu)的模式，使用了一個(gè)柔性構(gòu)件機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。構(gòu)成諧波齒輪傳動(dòng)的3個(gè)主要部件有：波發(fā)生器，柔輪，剛輪。諧波齒輪傳動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的傳遞是在波發(fā)生器作用下，迫使柔輪產(chǎn)生變形，并與剛輪相勻作用而達(dá)到傳動(dòng)目的。 在未裝配前，柔輪的原始剖面呈圓形，柔輪和剛輪的周節(jié)相同，但兩者的齒數(shù)不相等。柔輪的齒數(shù)Z1，比剛輪的齒數(shù)Z2略少，而波發(fā)生器的最大直徑比柔輪的內(nèi)徑略大。一般情況下為了有確定的輸出，都會(huì)有一個(gè)固定件，一個(gè)主動(dòng)和一個(gè)從動(dòng)。具體哪個(gè)固定，哪個(gè)主動(dòng)，哪個(gè)從動(dòng)，需要根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能要求來(lái)決定。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，受到一對(duì)方向通過(guò)橢圓的曲率中心和它的旋轉(zhuǎn)中心的力的作用。當(dāng)輸出軸上承受載荷后，柔輪產(chǎn)生變形，這是柔輪對(duì)波發(fā)生器的作用力方向仍通過(guò)橢圓的曲率中心，但不通過(guò)發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)中心，這就形成了使波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩。當(dāng)輸出軸上載荷繼續(xù)增加時(shí)，柔輪作用在波發(fā)生器上的作用力和這時(shí)作用力之間的力臂也隨之增加。則作用在發(fā)生器上的旋轉(zhuǎn)矩也隨之增加。當(dāng)此旋轉(zhuǎn)矩超過(guò)發(fā)生器的阻矩時(shí)，就產(chǎn)生了增速現(xiàn)象。

2.2少齒差行星齒輪傳動(dòng)增速

少齒差行星齒輪傳動(dòng)按傳動(dòng)型式可分為NN型和N型。以N型為例。這種型式的傳動(dòng)，通常均是采用輸出機(jī)構(gòu)把行星輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給低速軸。N型傳動(dòng)，其轉(zhuǎn)臂有單偏心和雙偏心兩種。雙偏心的轉(zhuǎn)臂，兩個(gè)偏心相差180度，裝在其上的兩個(gè)行星輪也相差180度，這樣由偏心而產(chǎn)生的離心力相互抵消（但這兩個(gè)離心力大小相等方向相反，且不在同一直線上，所以不平衡力偶仍然存在）。單偏心的轉(zhuǎn)臂只有一個(gè)方向的偏心，其中裝一個(gè)行星輪，必須在偏心的相反方向加上平衡重才能使離心力得到平衡。

N型常用的輸出機(jī)構(gòu)有五種類型，即銷孔式、浮動(dòng)盤式、滑塊式、零齒差式和雙曲柄式。以零齒差輸出機(jī)構(gòu)為例。主要特點(diǎn)是用標(biāo)準(zhǔn)刀具在普通機(jī)床上就可加工，不需要專門的工藝裝備。零齒差輸出機(jī)構(gòu)可內(nèi)齒輪輸出，也可外齒輪輸出。兩對(duì)齒輪中只有一對(duì)是少齒差，起增速作用，另一對(duì)則是作為平行軸間聯(lián)軸器的零齒差內(nèi)嚙合。轉(zhuǎn)臂是單偏心，必須裝設(shè)平衡重。

這種傳動(dòng)增速的特點(diǎn)是傳動(dòng)比大，體積較小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，齒形容易加工，裝拆方便。合理地設(shè)計(jì)、制造及，可使其傳動(dòng)效率達(dá)0.85-0.91。實(shí)踐證明，少齒差傳動(dòng)最適合于大傳動(dòng)比、小功率的場(chǎng)合，在我國(guó)已經(jīng)被用到很多機(jī)械或者齒輪裝置上。但少齒差要考慮變位問(wèn)題。由于內(nèi)嚙合和內(nèi)齒輪加工中，相嚙合雙方的位置關(guān)系、幾何關(guān)系與外嚙合不同，在設(shè)計(jì)內(nèi)嚙合變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒數(shù)的搭配和變位系數(shù)的選擇要受到各種干涉條件的限制。為避免干涉要進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮齒輪根切問(wèn)題。提高了加工難度，且剛度不夠高。

2.3擺線針輪行星傳動(dòng)增速

擺線針輪主要由4部分組成：

（1）行星架H由輸入軸1和雙偏心套2組成，偏心套上的兩個(gè)偏心方向互成180°。（2）行星輪C齒形通常為短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線。按運(yùn)動(dòng)要求，一個(gè)行星輪就可傳動(dòng)，但為使輸入軸達(dá)到靜平衡和提高承載能力，對(duì)于一齒差針擺傳動(dòng)，常采用兩個(gè)完全相同的奇數(shù)齒的行星輪，裝在雙偏心套上，兩輪位置正好相差180°。行星輪和偏心套之間裝有用以減少摩擦的滾子軸承（稱為轉(zhuǎn)臂軸承）。（3）太陽(yáng)輪 又稱針輪，針齒殼上裝有一組針齒銷，通常針齒銷上還裝有針齒套，稱為針齒。（4）輸出機(jī)構(gòu)這種常采用銷軸式輸出機(jī)構(gòu)。

3.結(jié)論

本次設(shè)計(jì)針對(duì)螺桿泵采油系統(tǒng)做了改進(jìn)，由于原來(lái)用抽油桿的采油方式轉(zhuǎn)速高、磨損快、壽命低，改為直接用油管驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油。螺桿泵采油系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)方式可劃分為地面驅(qū)動(dòng)和井下驅(qū)動(dòng)兩大類，本次設(shè)計(jì)采用了地面驅(qū)動(dòng)方式。油管轉(zhuǎn)速較低，螺桿泵轉(zhuǎn)速較高，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)增速器。

由于所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸小，且傳動(dòng)比大，故可選擇的螺桿泵增速有三種方式，諧波齒輪增速，擺線針輪增速，少齒差行星齒輪增速。這三種增速方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，也都廣泛應(yīng)用。通過(guò)對(duì)三種傳動(dòng)采油方案的對(duì)比分析，選擇基于諧波齒輪傳動(dòng)的螺桿泵驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)。

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