時間：2023-07-06 16:19:28
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇機械傳動理論范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
關鍵詞：煤礦機械；傳動齒輪；失效；有效措施
在煤礦產業中，傳動齒輪應用非常廣泛，是煤礦機械的一個重要組成部分，但是煤礦的運輸重量一般都很大，在施工過程中，很容易導致超重現象，長時間高強度的工作就會導致傳動齒輪出現問題，導致機器癱瘓，影響煤礦的施工作業，降低生產效率，甚至造成安全隱患。
1傳動齒輪的工作環境及工作特點
煤礦的生產作業一般都是在礦井中進行的，傳動齒輪的工作環境大多都是在地下進行生產作業，井下的環境比較復雜惡劣，所以傳動齒輪要適應井下復雜的結構情況，因此相對而言傳動結構也復雜一點。由于煤礦是重型產業，要求傳動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，所以傳動齒輪還要滿足體積小，抗沖擊能力強等特點，傳動要求高效率，盡量減少過程中能量的損失。
2傳動齒輪失效的表現形式
2.1傳動齒輪磨損失效
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。一般性的磨損不會對齒輪的傳動造成重大的影響，比如正常的磨損，這是齒輪傳動過程中必然存在的，在齒輪的使用壽命中，不會造成齒輪失效，這個磨損是經過時間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉動；對于中度磨損，這個要比正常的磨損速度快一點，在齒輪傳動工作的過程中，可能會發出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機械能，會降低齒輪工作的效率；破壞性磨損，這個磨損的程度就很大了，齒輪表面會形成嚴重的損傷，嚴重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結構，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現齒輪停止轉動的現象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉動的過程中與周圍的化學物質發生的反應，發生了齒輪表面的腐蝕，嚴重影響齒輪的工作效率。
2.2傳動齒輪疲勞失效
在加工過程中，齒輪的表面肯定存在初始裂紋，加之傳動齒輪工作的過程中應力的反復作用下，造成材料的疲勞，當作用的應力超出了材料的疲勞極限時，裂紋就會延伸擴張，加速齒輪的損壞，出現齒輪失效。
2.3傳動齒輪膠合失效
齒輪的轉動需要油的幫助，在強重力作用下，齒輪間的油不能及時的補充，造成兩個齒輪接觸面的油膜擠破，兩個金屬齒輪直接接觸在一起，在高速運轉的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現失效。
2.4傳動齒輪斷裂失效
齒輪的斷裂意味著徹底不能工作，斷裂分為疲勞斷裂，高負荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應力的反復作用下，出現裂痕，當應力超出了齒輪的疲勞極限時，裂痕繼續擴張，導致斷裂；高負荷斷裂是指在高強度的作業狀態下，負荷已經超出了齒輪的額定負荷導致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點出現點蝕，導致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經過熱處理時產生了過大的內應力，產生裂紋，外界的壓應力與彎曲應力的作用下，產生疲勞，當超過它的疲勞極限時就會促使裂紋延伸，導致淬性斷裂，這種斷裂的特點就是初始斷裂的部位顏色會有點深，這是氧化的結果。
3傳動齒輪出現失效的具體原因
設計階段：由于齒輪工作環境的特殊性，決定了煤礦機械齒輪設計的特殊性，在設計階段，可能忽視了傳動齒輪在礦井工作的特殊性，按照傳統的設計來設計煤礦機械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強度，環境復雜的要求，達不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導致傳動齒輪失效的自身原因之一。齒輪的制造加工階段：即使齒輪的設計沒有問題，若在制造加工方面不合格，齒輪一樣會失效，如果質量把控不嚴格，鍛造時化學成分超標或者化學成分有殘留，降低了齒輪的性能，不能滿足工作的需要。例如：在加工過程中C的含量超標，就會增加齒輪的脆性，容易發生斷裂，造成失效。齒輪的安裝使用階段：不正確的安裝方式同樣會導致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現偏差，影響整個傳動齒輪的安全，同時，傳動齒輪的工作需要油的不斷補充，一旦缺少油就會增大摩擦力，降低齒輪工作的效率，增加磨損，導致傳動齒輪的失效。
4避免傳動齒輪失效的有效措施
根據上述傳動齒輪出現時效的形式和失效的原因，制定防止傳動齒輪失效的有效措施，避免失效問題的出現。
4.1齒輪設計階段控制
設計階段要充分的對煤礦齒輪的工作環境進行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設計。根據煤礦齒輪工作的特殊性，優化齒輪的設計方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進行精確的計算，在符合國家標準的前提下，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度，最好經過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現漏洞。
4.2齒輪工藝制造階段控制
選材好工藝也好才能保證傳動齒輪的質量，要嚴格控制齒輪制造過程中的質量，改善制造工藝，提高工藝質量。傳動齒輪的表面不能過于光滑，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，這個粗糙度應該根據實驗來確定，合理的控制粗糙度，將齒輪的性能提升到最佳狀態。
4.3齒輪安裝階段控制
齒輪的安裝看起來很簡單，其實有比較高的要求，對于傳動齒輪的平衡度、垂直度都是有要求的，而且這個標準還很嚴格，稍微有一點偏差就會影響整體的性能，所以，在安裝階段應該有專業人士來進行指導，運用專業的工具輔助安裝，最大限度的減少齒輪間的摩擦，降低損耗，提高工作效率，延長使用壽命。
4.4齒輪使用及維護階段控制
在傳動齒輪的使用過程中，應盡量不要超過傳動齒輪的額定負荷量，油也要及時補充，保證傳動齒輪是在油的輔助下工作，此外，油不能摻入雜質，保持純凈，雜質進入齒輪間會增大摩擦系數，影響齒輪的正常工作。設備的使用過程中應該定期維護保養，并檢查傳動齒輪，及時發現問題并處理問題，對于可能發生的問題做到及早預防，防患于未然，防止出現傳動齒輪的失效問題。
5結束語
煤礦產業是我國比較重要的一部分，煤礦的產量決定于煤礦機械的工作效率，影響著經濟的發展，傳動齒輪在煤礦機械中發揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機械正常工作的重要前提，傳動齒輪失效是齒輪常見的問題，我們必須對其進行研究，找到避免失效的有效措施，每個階段嚴格把關，將失效概率降到最低，提高生產效率。
參考文獻
[1]張玉玉.分析煤礦機械傳動齒輪失效形式[J].黑龍江科技信息，2015，23：80.
[2]劉穎.煤礦機械傳動齒輪失效形式分析及改進措施[J].煤炭技術，2013，1：38-39.
[3]蔚海文.煤礦機械傳動齒輪失效形式及對措[J].山西焦煤科技，2011，4：50-53.
關鍵詞：專家控制；預測控制；魯棒控制；模糊控制；神經網絡控制
控制工程研究的主要對象是多輸入、多輸出、變數、非線性等設計問題，當前，控制工程的應用領域非常廣泛，電子工程是其應用的主要領域之一，在電子工程中控制工程的應用反映為各種先進的控制系統確保電子工程的各項數據信息的準確性、真實性、及時性，以減少工程的誤差，滿足工程的要求，從而確保電子工程順利完成。
一、控制工程概述
控制工程與工程類的行業工程技術密切相關，其理論和處理方法涉及到許多方面，不僅包括線性控制、單變量控制、連續控制、定常控制和一般的反饋控制，還包括與之對應的非線性控制、多變量控制、采樣控制、隨機控制和自適應控制。通常，控制工程使用的技術方法有兩種，即頻域法和狀態空間法，頻域法指的是以系統外部輸入輸出關系的頻率域描述傳遞函數為基礎對控制系統進行分析和設計，狀態空間法指的是以狀態變量描述作為基礎對控制系統進行分析和綜合。當使用這兩種方法的時候，需要結合工程的實際情況，綜合考慮多種因素分析控制工程，以達到控制工程的預期目標。控制工程在自動控制系統中的應用尤其引人注目，控制工程規定了自動控制系統的指標，并對設計、構造、運行、分析、檢驗等過程提出了一定的要求，使自動控制系統在實際應用中創造的價值更高。
二、電子工程中控制工程的應用價值
（一）專家控制
專家控制系統在電子工程中的應用價值主要是對磨削過程實現動態智能補償控制。在螺距生產過程中，為了實現螺距生產的高質量與高效率，精密絲杠磨削必須要確保螺距生產的精度較高，而達到這一目的前提條件是工件在消磨過程中縱向和軸向運動必須同步。在普通螺紋磨床生產中，工件消磨縱向和軸向運動是否能夠同步不僅受工件磨削所處的生產環境溫度、熱變形、磨削力的影響，還受機械傳動的影響，因為縱向和軸向運動的實現途徑是機械傳動，由機械傳動對工件精度控制帶來的誤差更是不容忽視。專家控制系統的主要目的是控制磨削過程的磨削量，并在磨削達到一定程度是就進行補償，從而有效減少螺距的誤差。專家控制系統將磨削加工過程中的誤差特征作為參量，綜合考慮多種因素，根據工程的具體情況設定一套與之匹配的控制規則，以滿足工程要求。
（二）預測控制
預測控制在電子工程中的價值是解決液壓機系統超調變大、精度下降的問題。目前，隨著科學技術的發展，液壓機技術逐漸呈現出一種高壓、高速化的發展趨勢，極大地提高了液壓機的工作效率與工作質量，但是隨之帶來的是液壓機的負載慣性不斷增大，直接導致系統超調變大、精度下降，給工程造成負面影響。預測控制達到控制目的有如下三個步驟：首先，要建立預測模型，其依據是系統輸入的歷史數據，包括采樣時刻的數據與之前的數據；然后需要預測模型生成預測輸出值，并進行預測計算，計算的是系統誤差發生的變化率；最后得出預測計算的結果，進一步確定控制器輸出，從而達到提前對液壓機系統控制的目的。實踐證明，預測控制可以有效解決液壓機負載慣性增大帶來的不良后果，不管是在外界因素影響還是在數據比較少的情況下均可使用，并可以獲得較好的預測效果。
（三）魯棒控制
魯棒控制的價值是實現對柔性機械臂進行控制，使其能夠更加準確地跟蹤目標軌跡。魯棒性指的是控制系統即使在多種因素干擾的情況下，其部分性能或指標仍可以保持不變，這一特性成為控制系統能否用于工業現場的重要參考標準。柔性機械臂是強耦合、非線性的多輸入輸出的分布參數系統，具有大幅度整體運動與小幅度性振動相互融合的特征，因此，再加上其他因素的影響，柔性機械臂的控制難度較大?；诩僭O模態法和奇異攝動理論將整個系統拆分為慢變以及快變子系統，魯棒控制用于快變子系統當中，設計系統控制器，從而消除振動和其他不確定因素帶來的影響。
（四）模糊控制
模糊控制可以建立精確的數學模型，使輸出值更加準確，其控制效果十分明顯。由于許多機械的加工過程比較復雜，使用一般的控制方法很難滿足機械加工的要求，而使用自動控制的方法依然未能達到控制的最佳效果。模糊控制可以將機械加工的一些復雜問題簡化，靈活使用構造算法，讓控制編程更加簡單。利用模糊控制方法只需要將測量值、設定的偏差和偏差變化率直接輸入，就可以得到較為準確的控制輸出值。
（五）神經網絡控制
神經網絡控制的基本組成要素是神經元，是控制領域基于仿生學思想探索出來的一種新的物理系統的描述方式 ，將比較復雜的系統用相對簡單的方式描述出來，便于人們理解。神經網絡的處理范圍較廣且工作量大，除此之外，神經網絡的智能化功能也不可小覷，這種功能具有類似于人腦的自適應與自學習能力，因此在電子工程中被廣泛應用于控制工程的內容之中。比如，神經網絡控制在數控機床設備中的應用，為了有效避免因切削過程的不可預估性給機械加工帶來的損失，提高風險識別能力與處理能力，使用神經網絡控制為數控機床選擇較為合適的切削參數是當前比較好的切削參數控制方法。
綜上所述，控制工程在實際上是一種工程技術，在其應用的時候將工程控制理論作為基礎，并結合計算機的一些知識來解決自動控制中的各種問題，因其綜合了工程領域與計算機領域兩個方面的相關知識，在實際的電子工程中具有相關大的應用優勢。
參考文獻：
[1]郭華.控制工程在機械電子工程中的應用[J].化工管理，2015，08：117.
[2]吳輝.論智能化技術在電子工程中的應用[J].山東工業技術，2014，20：149.
[3]張超.探討電子工程中智能化技術的運用[J].數字技術與應用，2014，10：213.
【關鍵詞】控制策略；計算機；新型控制方法
本研究將為讀者詳盡介紹新型控制策略以及新型控制策略在機械工程中的應用。為讀者了解新型控制策略和機械自動化奠定良好的基礎。本文會分別對二者各自的特點進行分析，也會就二者之間的關系展開探討，這樣不僅可以使新型控制策略在機械工程中得到更好的應用，也可以使新型控制策略有更寬廣的發展空間，使得新型控制策略的應用體系越來越完善，加速機械工程的發展。希望本研究可以對欲在機械工程及相關領域發展的讀者有一定的啟示。
1 提高控制策略的重要性
傳統控制策略針對的對象是精確的、不變化且是線性的，其操作條件和運行環境是確定的、不變的。隨著工業應用領域的擴大，控制精度和性能要求的提高，必須考慮控制對象參數乃至結構的變化、非線性的影響、運行環境的改變以及環境干擾等時變和不確定因素，現代工業控制要求達到越來越高的設計目標，并在越來越復雜和不確定的環境下進行控制，人們只有從應用數學、控制理論、工程實踐等不同的角度和起點出發，對新型控制方法進行研究，才能得到滿意的控制效果。從工程應用角度出發，新型控制策略主要包括：自括應控制、變結構控制、預測控制、魯棒控制、模糊控制、專家控制、神經網絡控制以及遺傳算法等。這些控制策略相互之間以及與各咱傳統控制策略之間相互滲透、交叉和結合，又形成各式各樣的復合控制策略。
2 專家控制在機械控制中的的重要性
專家控制在機械磨削精度控制中的應用在精密絲杠磨削中，為達到高精度的螺距要求，工件的回轉運動和軸向運動必須滿足嚴格的同步，才能達到高精度的螺距要求。這種同步運動在普通螺紋磨床上加工絲杠時，一般靠機械傳動來實現，而且絲杠螺距精度在磨削過程中還受到環境溫度、工件熱變形、磨削力以及傳動鏈誤差的影響。比較由權威的就是席光輝等根據機械傳動鏈的誤差測量、特征計算，設計一個專家精度控制系統，對絲杠磨削過程實現智能補償控制。其主要設想是實際磨削加工的動態環境下，根據產生的不同誤差特征，在系統中找到一條與之相適應的控制規則，通過運用規則得到最補償控制量，使螺距誤差逐漸減小。專家控制方式是盡快糾正偏差，采用開關模式進行控制。專家，顧名思義就是在某個領域中比較有權威的人物，掌握的知識量一定比一般人要多并且精，對技術及方法的改進也有自己獨到的見解。若螺距誤差的趨勢增大，則說明前一次補償控制量不夠，應加大補償量來減弱增大的趨勢，采用比例模式控制。若誤差達到某個極值，隨后逐漸減小，應減小補償控制量，只是在原來的保持值基礎上增加一個不太大的值，以保持這一輸出值直到誤差反向為止。此專家系統也可應用于其他類型的機床加工過程中。
3 預測控制的應用
預測控制在高速液壓機中的應用高壓化、高速化、低能耗、低噪音與智能化問題也已成為不前液壓機的技術發展趨勢。但是高速化、高壓化帶來的直接現象就是負載慣性增大，系統超調變大，換言之系統精度將下降。通過建立對象的預測模型，根據采樣時刻及在此之前幾步系統輸出的歷史數據，建立系統輸出一步預測模型，然后再根據預測輸出值計算系統誤差變化率的預測值，并由此確定控制器輸出，實現“提前控制”。預測控制適合在掌握的數據量較少的情況下應用，并能夠精確預測出欲得到的數據。這種方法具有實用性強，計算方法簡單的的優點，有很大的發展空間?；贕M（1，1）模型的灰色預測方法，依據對歷史數據進行AGO累加生成，建立數據列的預測模型，通過從整體上掌握和預測系統輸出數據列的動態規律和發展趨勢，地系統輸出進行預測。
4 魯棒控制的應用
魯棒控制及其在雙連桿柔性臂軌跡跟蹤中的應用控制系統的魯棒性是指系統的某種性能或某個指標在某種擾動下保持不變的程度（或對干擾不敏感的程度）。一個控制系統是否具有魯棒性是它能否可靠地應用于工業現場的關鍵。柔性機械臂是一個強耦合、非線性、時變的多輸入多輸出分布參數系統。這類系統的固有特點是其大幅整體運動與小幅彈性振動的耦合，并且具有逆運動學不確定性及多種不確定因素，其動力學行為相當復雜，針對這樣一個復雜的控制地象，同時控制連桿的整體運動及由彈性引起的振動是非常困難的。李元春等用基于假設模態法和奇異攝動理論，將系統分為慢變和快變兩個子系統。在設計慢變子系統控制器時，考慮了由非線性機械結構引起的結構不確定性，利用滑模變結構控制方法設計了魯棒控制器，魯棒控制系統也是判斷整個系統是否可靠的關鍵。
5 神經網絡控制的應用
由于切削過程具有隨機因素多、時變參數多、非線性程度高特點，難以建立其精確的數學模型，用傳統的、基于被控對象精確數學模型的控制方法不能獲得良好的控制效果。張英等將神經網絡直接用作數控機床智能控制系統的控制器，其設計的直接作用式神經網絡控制器，經切深變化實驗表明：淺論新型控制策略及其在機械工程中的應用在切深發生突變這種十分不利的情況下，系統的最大超調量也只有30%左右，而且神經網絡的初始值是隨機發生的，實驗結果說明應用神經網絡控制使數控機床的加工過程控制系統具有很強的處理未知非線性被控對象的能力，而且控制性能良好，自適應能力強。神經網絡控制具有很大的發展前景，這方面的人才也將會受到很大的歡迎。
6 結語
相信讀者們讀了本研究后一定獲得了不少的啟示。當然，若想要在機械領域長久的發展還需要自己不斷的努力加以學習。俗話說一分辛苦一分收獲，所有的成功都不是偶然的，只有在平時下了功夫當機遇來了的時候才能抓住，并一舉獲得成功。新型控制策略的應用也同樣是這個道理，反復琢磨才會掌握的更精確更細致，以便于從小的方面下手進行突破。但愿本研究能夠對新型控制策略領域及機械工程方面的學者有所幫助。
【參考文獻】
關鍵詞：汽車底盤制動系統；結構組成；故障診斷；分析
中圖分類號：U472 文獻標識碼：A
通常意義上來講，汽車的制動系統是一項在汽車中設置的一套安全專門裝置。這套安全裝置主要就是通過駕駛員的人工控制，讓制動系統產生和汽車正常行駛方向相反的外在力，讓汽車實現安全穩定制動。汽車的制動系統對于汽車的安全行駛來講非常重要，必不可少。因此，汽車的制動系統必須安全可靠。本文通過多年的實踐經驗來對汽車底盤的制動系統結構進行敘述，同時對汽車底盤制動系統可能出現的故障問題進行相應的闡述。
1.汽車底盤制動系統的主要結構構成以及基本的工作原理
要從技術上了解汽車制動系統，必須對其主要結構以及工作基本原理進行深入了解，只有這樣才能更好地對汽車制動系統進行設計以及維修，下面進行詳細地論述以及分析。
1.1 簡述汽車底盤制動系統的主要結構
在汽車系統中，底盤制動系統主要由兩個部分組成，首先是車輪制動系統裝置；其次是機械傳動裝置。在底盤制動系統中，車輪制動裝置主要的就是通過機械摩擦產生相應的制動作用力，通常情況下分為鼓式制動裝置以及盤式制動裝置兩個形式。汽車制動系統中的機械傳動裝置主要的構成就是通過駕駛員的人為操作產生制動能源，通過管路傳送給汽車制動系統中的各個制動器，進而轉化到每一個制動器中的各個管路以及部件當中。最主要的M成部件有4個。第一個是制動踏板；第二個是制動推桿；第三個是制動主缸和制動輪；第四個是各種管路。
1.2 簡述汽車底盤制動系統的基本工作原理
本文闡述了汽車底盤制動系統的基本原理，主要通過鼓式制動器作為例子進行闡述。汽車制動系統中的制動鼓通常情況下是安裝在汽車輪轂上和汽車車輪，和汽車車輪同時轉動。制動鼓的工作表面為制動鼓內側的圓柱面。制動鼓的兩個外圓面固定在帶有摩擦片的制動蹄上。固定方式為鉚釘連接。兩者整體固定在制動板的固定支撐銷處。鼓式制動器的制動輪缸固定在制動底板上，同時采用油管的方式來連接制動主缸。駕駛員在駕駛的過程中，就是通過人為踩踏制動踏板的方式來對制動系統中的制動主缸進行控制。制動主缸的活塞能夠通過駕駛員的制動動作進行相應的運動。在鼓式制動器不執行制動操作時，制動鼓上午內側圓柱表面和車輪摩擦片之間時有一定的距離間隙的，這樣能夠讓汽車在行駛的過程中沒有外加阻力，正常地行駛。汽車在制動的過程中，駕駛員通過制動踏板來趟制動推桿推動活塞進行活塞運動，進而產生相應的油壓，油壓能夠讓制動油通過油管排入制動輪缸總，這樣就能夠讓制動輪缸中的制動活塞進行張開動作，此時能夠進一步地推動制動蹄圍著支撐銷進行轉動，讓沒有旋轉動作的制動摩擦片相對有旋轉過程中的制動鼓產生一定的摩擦力矩，這種摩擦力矩的方向是同車輪的旋轉方向相反的，相反的作用力能夠讓汽車在制動的過程中形成一定的減速度。在制動的過程中，摩擦力矩的數值有制動缸活塞產生的張開力所決定。同時決定摩擦力矩大小的因素還包括了制動蹄鼓相應的摩擦系數和制動鼓的外部尺寸和制動蹄的外部尺寸。因此在設計以及使用的過程中要對上述的制約因素格外注意。當制動踏板放松的時候，復位彈簧開始工作，在復位彈簧的外作用下，制動系統中的制動蹄以及制動鼓之間的間隙得到恢復，這樣就結束了汽車的制動動作。
2.汽車底盤制動系統經常出現的故障診斷
關于汽車底盤制動系統經常出現故障的闡述以及診斷分析，本文主要從兩個方面進行分析，首先是汽車制動系統中的制動失效故障；其次是汽車制動系統中的制動不良故障。通過對上述兩種故障的現象描述以及故障分析能夠清晰的了解故障出現的原因，對于日后的設計工作以及維修工作都有很大的幫助。
2.1 簡述汽車底盤制動系統出現的制動失效故障原因以及診斷
汽車底盤制動系統中的制動失效主要表現為當駕駛員執行制動操作，制動踏板工作時，車輛的行駛速度沒有降低，連續對制動踏板進行踩踏也沒有作用，汽車的行駛速度依舊沒有降低。這種現象我們稱之為制動失效。制動失效產生的原因有很多種，最主要的有兩種，第一種是汽車的制動系統中沒有剎車油，可能是由于油管漏油造成的；第二種可能是由于車輪制動摩擦片受到了嚴重的磨損。出了上述兩種原因以外，制動油管破裂也可能造成制動失效，同時制動踏板沒有完全脫離制動主缸也能夠造成制動失效的故障。具體的原因還需要進行實際的觀察才能夠進行準確地判斷。
在診斷制動失效的過程中，我們首先要觀察汽車儲油罐中的剎車油油位，看其是否還有剎車油。如果儲油罐中沒有剎車油，我們就需要對漏油點進行查找和補救；其次我們要使用專用工具來更換剎車油，觀察放油口的位置是否存在氣體。如果有其他的存在我們就需要及時地進行剎車油的更換；再次我們可以觀察車輪剎車片的磨損情況，如果磨損情況較為嚴重，我們要對摩擦片及時進行更換，以防安全事故的發生。
2.2 簡述汽車底盤制動系統出現的制動不良故障原因以及診斷
汽車底盤制動系統總的制動不良故障主要的表現為駕駛員在執行制動動作的過程中，汽車的行駛速度有下降的跡象，但是并不明顯；在制動的過程中出現剎車距離邊長；在緊急車輛制動的過程中，沒有明顯的制動效果。上述故障的產生有以下幾個方面的原因。首先可能是儲氣罐中的剎車油不足，或者是管路重有漏油現象。其次，制動主缸或者制動輪缸內的活塞老化，封閉不嚴導致壓力不足；制動摩擦片磨損厲害與制動鼓（盤）間隙變大；助力室失效，或者管路堵塞；制動時工作管理老化膨脹；制動摩擦片質量太差，或者使用中變硬或者鉚釘露出。
診斷方法為觀看儲油罐中是否有剎車油，顏色是否清晰，色澤是否鮮亮，連續踩踏幾次制動踏板，都能踩到底，并感覺踩踏時不費力且無反彈力，則說明制動液嚴重不足；第一次踏下制動踏板時位置比較低，連續踩踏幾次后，如果踏板高度隨之增高且制動效果明顯增加則應檢查制動自由行程或者制動器間隙；連續踩踏制動踏板幾次，感覺高度有所增高，具有反彈力，則制動管路中有空氣進入；連續踏下制動踏板高度仍舊過低，并感覺剎車不回位，則應檢查剎車主缸活塞；觀察制動摩擦片磨損程度，以及與制動鼓（盤）之間的間隙。
參考文獻
[1]方泳龍.汽車制動理論[M].北京：國防工業出版社，2005（1）：23-24.
[2]曾東建.汽車制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2005：52-53.
[3]劉惟信.汽車制動系的結構分析與設計計算[M].北京：清華大學出版社，2004：210-211.
關鍵詞：高職教材；液壓傳動與氣動技術；改進
編寫適合高職高專人才培養要求的教材，是高職院校教材建設的一項重要工作。許多中專學校升格為高職院校后，機械、機電類專業的主干課程《液壓與氣動》原先采用的中專教材內容淺顯，難以達到高職教學的基本要求；有些高職院校借用的本科教材則存在內容陳舊、理論偏深、缺乏實踐環節、練習偏少等問題；還有些教材雖然冠以高職高專教材的名義，實質上是一本濃縮型本科教材，教材內容脫離地方經濟發展與職業發展的實際。為此，我院教材編寫組教師在同類教材的基礎上進行了改革，編寫了高職教材《液壓傳動與氣動技術》，該教材于2006年1月由北京大學出版社正式出版，同時被選入21世紀全國高職高專機電系列實用規劃教材?；仡櫧滩牡拈_發過程，我院主要注重了以下幾個方面。
適應市場需求，調整教材結構液壓與氣動是研究以液體和氣體為傳動介質實現各種機械傳動與控制的學科，由于這門技術具有許多獨特的優越性，近幾十年已滲透到各個工業部門，隨著我國高新技術開發區的迅猛發展，氣動技術正以極快的速度在現代企業領域日益推廣。目前，本學科的絕大多數教材均側重于液壓部分內容的介紹，氣動部分的相關資料比較欠缺，因此，這些教材已嚴重滯后于市場發展需求，也在很大程度上制約了學生的提高與發展。為此，我院在保留原有教材比較成熟的液壓傳動理論精華內容的基礎上，增添了氣動方面的理論知識與實踐環節。整本教材共分為三大模塊：第一部分包括液壓傳動的基本概念、常用液壓元件的類型和特點、液壓基本回路、典型液壓系統的功能與應用；第二部分包括氣壓傳動的基礎知識、多種類型氣動元件的結構和特性、常用氣動回路的應用特點、氣動控制系統的設計；第三部分包括常見故障診斷、氣動實驗課題等實踐內容。模塊化的教學內容便于師生有選擇性地開展教學活動，充實的氣動技術資料便于學生了解新技術、新信息，典型的實驗課題便于學生鍛煉動手能力，提高實踐技能。
依據教學經驗，整合教材內容“液壓傳動”與“氣壓傳動”盡管工作特點和應用場合明顯不同，但兩者在元件工作原理闡述、圖形符號繪制、基本回路分析等方面有許多相似之處，因此，針對兩種傳動方式的共性實施教學比較順利。然而，在實際應用時，查詢氣動方面的資料很不方便，不少高職院校添置了氣動實驗設備，但卻沒有配套的教材。為了使液壓傳動與氣動技術兩部分內容合理分配，我院對教材作了大膽處理。首先，憑借多年來的教學經驗對液壓傳動內容進行精心篩選，保留了原有教材中成熟的、重要的理論基礎；其次，大量引入現代實用氣動技術資料，全面介紹常用氣動元件的類型、功能、結構原理與應用特點，在很大程度上彌補了原有教材中氣動資料欠缺的不足；再次，適當增添系統常見故障診斷與排除方法以及與自動化生產設備配套的實驗項目，在一定程度上解決了理論與實踐脫節的問題。全書各部分內容的分配比例為：液壓內容占36%，氣動理論占39%，實踐課題占11%，單元練習占11%，附錄參考占3%。整本教材的編寫充分體現了四個結合，即液壓與氣動的有機結合，理論與實踐的緊密結合，精講與勤練的有效結合，課堂學習與知識拓展的有序結合。
借鑒先進理念，降低理論難度從一些先進國家和地區開展專業教學和培訓活動所采用的教材中，不難發現許多比較優秀的國外專業教材的特點，即以圖代文，化難為簡；模塊組合，層次分明；案例介紹，通俗易懂。為此，在編寫教材時，我院舍棄了傳統教材中繁瑣的文字敘述、理論性較強的公式推導、復雜的元件結構圖，取而代之的是簡要的文字說明、結論性的經驗公式、清晰的元件回路簡圖和生動的典型實例。教材中將大量的形象圖片和必要的說明文字有機組合，在一定程度上降低了理論難度，可以幫助學生減輕閱讀負擔，提高學習效率，增強感性認識。
引用實驗課題，增強實踐環節高職教材的特色主要應體現在實用性與實踐性環節上。近二十年來，由于氣動技術具有廉價、無污染、輕巧、安全、可操作性強等特點，其實用領域迅速拓展，在各種自動化生產線上得到廣泛的應用。近幾年，越來越多的高職院校通過引進或自發研制等途徑，配備了全氣動控制的實驗裝置以及由可編程控制器與氣動元件聯合控制的自動化生產仿真系統，這些設備滿足了學生實踐教學和訓練的需要。在教材中，我院初步選擇了12個氣動實驗課題，并提供了實驗解答方案，便于學生在實踐中學習，將理論學習與操作技能有機結合。這樣，既彌補了傳統教材缺乏氣動實驗的不足，又可以使氣動實驗教學滲入專業理論教學之中，引導學生重視實踐環節，加強技能訓練。
拓寬專業知識，增大信息容量高職院校學生的學習習慣與學習能力與本科院校的學生相比還存在較大差距，不少學生往往習慣于憑借一本教材來學習，而不善于翻閱參考資料。高職院校的教師一方面應善于引導學生全面學習，另一方面在編寫教材時也應倡導“教參式”的教材觀，使人手一本的教材不但成為學生學好某門課程的工具，而且還可以成為學生今后在生產實踐中能活學活用的參考資料。編寫教材時，我院借鑒了多本權威性很高的最新參考資料，大量引入現代企業實用技術信息，便于學生拓寬知識面；安排了“氣動系統使用與維護”章節，便于學生在生產實踐中隨時查閱，提高解決實際問題的能力；提供了符合國家最新標準的常用液壓與氣動元件圖形符號的附錄，便于學生查閱元件名稱類別與圖形符號，增強識別能力。因此，本教材不僅可以作為職業技術院校相關專業的試用教材或培訓資料，還可以供教師、學生、企業技術人員課內外學習，拓展視野或進一步參考。
增補練習題型，豐富教學內容適量安排課內外練習，幫助學生復習鞏固每個章節的教學內容，這是每一本教材必不可少的環節。目前，多數本科院校規劃教材的課后練習僅布置了幾道問答題，不利于學生全面復習和訓練；而一些中專學校使用的教材雖有配套的練習冊，但練習冊中的習題面廣量大，或過于簡單，或彼此重復。我院的教材在每一章教學內容之后，均有針對性、有選擇性地提供了一定數量的習題，題型有填空題、判斷題、選擇題、問答題、分析題等多種，既便于教師在教學過程中講練結合，又便于學生在學習過程中獨立思考、及時練習、鞏固提高。
重視圖文制作，保證教材質量北大出版社在批準我院的教材編寫申請后，提出了嚴格的圖文制作要求。針對書中大量的元件圖和回路圖，我院曾嘗試用掃描、拍攝等方法，但打印效果均不理想，最后全部采用了CAD繪圖。編者承擔了近四百張圖形的制作，盡管工作量很大，但編者自己繪制圖形的好處是圖形的大小比例、線寬線型、標號注釋等比較容易調整與修改，可以避免編書者與繪圖者由于理解偏差產生的錯誤，為保證教材的圖形質量奠定基礎。在文字描述方面，則盡量使用簡練的語言，在部分章節還嘗試了教學提綱式表達方法，意在簡單明了地呈現課程內容，便于學生一目了然，抓住重點。全書的排版均由北大出版社編輯完成，編輯部以專業化的封面設計、高水平的版面布局與規范的格式設置為該教材進行了“精包裝”。
采用先進手段，改進教材形式教材作為學生學習的一種基本工具，不只局限于書面形式，還可以制作成網絡電子教材，以生動形象的網頁界面展現教材的整體內容，可將書中靜態、復雜的圖形用動態、直觀的動畫加以演示，將教材中元件的內部構造與企業產品實物的外形圖片與型號參數相互對照，使學生貼近實際，了解所學專業與實際應用的關聯性。針對重點、難點教學單元，還可以制作多媒體課件，便于學生在課后的業余時間繼續學習。網絡教材更新調整內容比較方便、快捷，具有較強的時效性和靈活性，可以對書面教材起到很大的輔助作用。
高職教育的教材建設是一項重要而艱巨的系統工程，只有不斷總結、不斷充實、不斷創新，才能使教材的內容與形式日益完善，真正成為高質量、符合時代要求、具有鮮明特色的高職教材。
參考文獻：
[1]程榮福.高等職業教育教材改革與建設[J].職業技術教育，2001，（10）.
關鍵詞：連桿凸輪減速器；箱體；模態分析；ANSYS；固有頻率；振型
中圖分類號：TN249 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0016-04
連桿凸輪減速器具有傳動效率高、承載能力大、出軸形式靈活、剛性好、性價比高等特點。該減速器在一定程度上吸納了漸開線齒輪減速器和擺線針輪減速器的優點。但是，該樣機在試驗中所產生的噪音比較大，而噪音是由于機器的振動所產生的。振動現象是機械結構系統經常遇到的問題之一。對于大部分系統來說，都不希望有振動的發生，振動會造成結構的共振或結構疲勞而破壞。然而，由于結構本身具有某種程度的剛性，所以其固有振動頻率及振型是結構必須了解的特性之一，進而避免外力頻率和結構的固有頻率相同或接近，以防止共振現象的發生。
本文從模態分析的角度、利用工程分析軟件ANSYS進行數值模擬分析，以期得到連桿凸輪減速器箱體的固有頻率和相應的振型，從而為更深入的噪聲分析研究做一個基礎性的工作。
1 連桿凸輪減速器的工作原理及結構設計
1.1 工作原理
圖1是自由度為1的連桿凸輪組合機構。即將平行四邊形機構ABCD的連桿BC與差動凸輪機構的凸輪1（或者推桿2）制成一個構件，凸輪1（或者推桿2）的幾何中心位于連桿的鉸鏈B處，與凸輪接觸的擺動推桿2（或者凸輪1）的回轉中心在固定鉸鏈A處，擺動推桿2（或者凸輪1）的回轉中心與凸輪1（或者推桿2）的幾何中心的距離等于主從動曲柄3、5的長度。
1.凸輪 2.擺動推桿 3.凸輪 4.機架 5.曲柄
圖1 連桿凸輪減速器的工作原理
由于在平行四邊形機構ABCD中，連桿作平動，其上各點的軌跡形狀、速度、加速度均相等，所以固連于連桿BC上的凸輪1（或者推桿2）的幾何中心B點的軌跡是以A為圓心，以曲柄長度為半徑的圓。這樣設計的目的是當曲柄3帶動連桿上的凸輪1（或者推桿2）作圓平面運動，其廓線應推動擺動推桿2（或者凸輪1）勻角速轉動某一給定角度，實現減速傳動。
在圖1所示的機構中，當曲柄5帶動與連桿BC固聯的凸輪1作圓平面運動時，凸輪1上的廓線推動推桿2轉動某一給定角度，只要凸輪廓線設計恰當，則推桿2可以實現等速轉動。為了使傳動連續進行，借用一齒差原理即給凸輪基圓上一周均勻分布Z1個廓線，推桿構件2上一周均布Z2個推桿，Z2＝Z1＋1，組成特殊的一齒差高副，從而實現連續等速傳動。
1.2 結構設計
為了實現上述組合機構運動方案，同時盡可能地減小結構尺寸，確定的連桿凸輪減速器結構如圖2所示。連桿凸輪減速器主要由主動曲柄1、推桿2、凸輪連桿7、從動曲柄3、輸出軸5和箱體（機蓋）共六部分組成。其主體結構為兩根高速軸，它們對稱地布置在低速軸（輸出軸）的兩側。
1.輸入軸 2.滾子 3.凸輪 4.均載裝置 5.輸出軸 6.高速軸 7.從動曲柄 8.推桿 9.主動曲柄
圖2 連桿凸輪減速器的結構
2 模態分析的理論基礎
模態分析是以振動理論為基礎，以模態參數為目標的分析方法，是研究系統物理參數模型、模態參數模型和非參數模型的關系，并通過一定的手段確定這些系統模型的理論及應用的一門學科。模態分析是研究結構動力特性的一種近代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用。模態是機械結構的固有振動特性，每一個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。
由彈性力學有限元法可知，系統的運動方程為：
（1）
式（1）中，、、分別為節點位移向量、速度向量和加速度向量；F（t）為節點動載荷向量；[M]、[K]、[C]分別為系統總體質量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣。
若無外力作用，即F（t）＝0，則得到系統的自由振動方程。在求結構自由振動的頻率和振型即求結構的固有頻率和固有振型，阻尼對它們影響不大，因此，阻尼項可以略去，這時無阻尼自由振動的運動方程為：
（2）
結構的自由振動可視為一系列簡諧振動的迭加，因而可以假設（2）式的解的形式為：
（3）
式（3）中，[]為振幅列陣；為簡諧振動頻率；為時間變量。
將（3）代入式（2）并消除因子，得到無阻尼模態分析求解的基本方程：
（4）
式（4）中，[K]為剛度矩陣振型；為第i階模態的振型向量（特征向量）；i為第i階模態的固有頻率（特征值）；[M]為質量矩陣。
上式有解的條件為：
（5）
式（5）稱為結構的特征方程，求解該特征方程可得到n個特征值，，…，，以及對應每個特征值的n個線性無關的n維特征列向量，，
…，。
3 連桿凸輪減速器箱體的模態分析過程和結果
ANSYS軟件是一個功能強大而靈活的大型通用有限元分析軟件，能夠進行包括結構、熱、流體、聲場、電磁場等多學科的研究，其中模態分析包括建模、劃分網格、施加載荷、求解、擴展模態和查看結果等幾個步驟。
3.1 建立箱體的模型
據所給出的零件圖，在三維軟件Pro/E中分別建立機座和機蓋零件的三維模型，再裝配在一起，得到的三維模型圖如圖3所示，并將該裝配文件“.asm”格式以保存副本的方式保存為“.igs”格式。要特別注意的是，為了使導入到ANSYS中的模型能夠被ANSYS所識別，對于零件上的一些小結構如倒角、圓角、拔模斜度等將被忽略。
3.2 定義單元及相關參數
定義單元類型為“Solid186”，該單元是一個高階3維20節點固體結構單元，該單元通過20個節點來定義，每個節點有3個沿著x、y、z方向平移的自由度。SOLID186具有二次位移模式，可以更好地模擬不規則的網，例如通過不同的CAD/CAM系統建立的模型。
根據箱體的材料為HT200，查閱相關資料，得到該材料的彈性模量E＝120GPa、泊松比μ＝0.25、密度ρ＝7340kg/m3。這里值得注意的是，PROE和ANSYS這兩種軟件的默認長度單位不同，PROE在建立零件三維模型時的單位是“mm”，ANSYS中的單位是“m”；當從PROE中將模型導入到ANSYS中時，單位變得和PROE中的一樣，都是“mm”了，如果這時輸入的是“1.2e11”和“7.34e3”，就會出現計算出的固有頻率非常小，顯然這和實際是不相符的。
經過單位換算：E＝120GPa＝1.2e11N/m2＝
1.2e11×e-6N/mm2＝1.2e5N/mm2
ρ＝7340kg/m3＝7.34e3kg/m3＝7.34e3×e-9kg/mm3＝7.34e-6kg/mm3
圖3 機蓋、機座的裝配模型 圖4 劃分網格后的箱體
3.3 劃分網格
連桿凸輪減速器箱體采用水平剖分式，由機座和機蓋組成，由灰鑄鐵鑄造而成。由于采用多個螺栓連接使機蓋機座之間不會產生相對移動，因而建立箱體整體式的模型，所以，導入后用布爾運算中的“和”運算將機蓋和機座合二為一，成為一個整體，然后進行劃分網格，對箱體模型共劃分了134246個單元，得到如圖4所示的網格模型。
3.4 施加約束及指定分析類型并求解
連桿凸輪減速器箱體在實際安裝中是聯接到固定的工作臺上。為了能夠準確地反映連桿凸輪減速器箱體的實際狀態，箱體的邊界條件取為箱體底面和與工作接的4個螺栓孔以及臺階孔的臺階面，它們的自由度為全部約束，即“ALL DOF”。
指定分析類型為“modal”，方法為“Block Lanczos”，設置為10階擴展模態，求解并查看結果，得到連桿凸輪減速器箱體的10階固有頻率和相應的振型。
圖5 輸出的10階固有頻率
圖6 箱體前10階模態對應的振型
4 結語
（1）利用Pro/E建立的箱體簡化模型，導入到ANSYS中進行了模態分析。
（2）利用ANSYS的模態分析模塊所提供的Block lanczos方法，得到了連桿凸輪減速器箱體的10階固有頻率和相應的振型等固有振動特性。
（3）連桿凸輪減速器箱體的10階固有頻率在16.142～66.897Hz之間，隨著頻率的增加，振型愈復雜。
（4）在箱體的底板處于全約束的狀態下，最大振動及最大相對位移主要發生在箱體的機蓋上，而且在箱體上有突緣的部位，這幾個部位是產生噪音的部位和最有可能被破壞的部位，為箱體的進一步深入研究奠定基礎。
參考文獻
[1] 張國海，王保民，張景學，等．連桿凸輪減速器的研制[J]．機械工程學報，2004，40（7）：171-174．
[2] 張國海，王保民．連桿凸輪減速器性能試驗[J]．機械傳動，2010，（8）：70-72．
[3] 張力．模態分析與實驗[M]．北京：清華大學出版社，2011：10-11．
[4] 高耀東．ANSYS機械工程應用精華30例[M]．北京：電子工業出版社，2010：97-129．
[5] 任重．ANSYS實用分析教程[M]．北京：北京大學出版社，2003：177-184．
[6] 徐兆華，崔志琴，張騰．基于ANSYS的6300柴油機曲軸的模態分析[J]．煤礦機械，2012，（2）：102-103．
我國機械工業迅速發展的今天，每年所生產的齒輪數以千萬計，而加工時由于機床，刀具及工件系統的影響，被切齒輪的齒形會產生一定的誤差。這個誤差如果不能控制在一定范圍內，將會影響齒輪傳動的平穩性，并引起噪音和振動。因此對齒形誤差進行測量是評定齒輪質量的一個重要方面。同時還能從中分析出產生誤差的原因，并研究出提高質量的措施。
隨著科學技術和制造業的發展，許多機器和設備所需的動力速度愈來愈大，因而對齒輪的精度要求也將越來越高。一些老式的齒輪測量儀已經跟不上時代的步伐，但在其基礎上，通過某些方面的改進，可使之重新煥發青春，以免過早淘汰。
本次設計的目的是對一臺單盤式漸開線檢查儀進行改裝，以改善其功能。
原來的單盤式漸開線檢查儀，存在著諸多不足，在設計過程中，我著重考慮了以下三個方面的不足：
一、定位裝置采用圓錐定位，限制了儀器只能測量帶孔齒輪，而對帶軸齒無能為力。
二、每次測量均要以繁瑣的中調零過程來保證測量的準確性。
三、采用百分表讀數，精度太低。
針對這幾個不足，我作如下進：
一、定位裝置采用頂尖定位，使儀器可測帶軸齒輪，擴大了儀器使用范圍。
二、在儀器中增設了對中調零裝置，使這一過程得到簡化。
三、用傳感器代替百分表讀數，效率和精度大大提高。
由此可見，通過定位裝置，對中裝置，記錄裝置三方面的改進，儀器在通用性，高效性準確性等到方面有了很大改善，達到了設計任務的要求。
關鍵詞：定位裝置，對中裝置，記錄裝置，通用性，準確性
1設計任務
要求：一、改進定位裝置；
二、改進對中調零裝置；
三、改進記錄裝置；
四、進行精度分析，須能夠測量分度圓直徑100左右，6-9級精度的齒輪法向模數目3.5~6.3。
目的：對實驗室的單盤式漸開線檢查儀進行改裝，以改善其功能。
齒輪傳動的基本要求
瞬時傳動比基本不變，否則傳動將不平穩，不準確。齒輪傳動中反映瞬時傳動比變化的因素很多，如周節、基節、公法線變動，齒形等。齒輪傳動裝置由齒輪副、軸、軸承及機座組成，其運動質量與互換性主要取決于齒輪的加工和安裝精度。同于齒輪廣泛地用于傳遞運動和動力。因此，各種機器和儀器的工作性能，與齒輪傳動的質量密切相關，對于齒輪傳動，主要由以下四個方面的要求：
一、傳遞運動的準確性
在齒輪副中，從動輪齒數Z2和主動輪齒數Z1的比值叫傳動比，即。傳動比是根據傳動的需要設計的，對于精密機械傳動應保持瞬時傳動比基本不變，否則傳動將不平穩，不準確。齒輪傳動中反映瞬時傳動比變化的因素很多，如周節、基節、公法線變動，齒形等。
二、傳動的平穩性
用于準確傳遞運動和分度的齒輪，如傳動不平穩，也無法保證準確和傳遞運動和分度。對于高速旋轉的動力齒輪，它對工作平穩性無更高的要求，希望噪音小，沖擊和振動小，這樣不僅可保證工作精度，而且還可以延長壽命。由于加工誤差使得齒輪轉動不可避免地產生瞬時傳動比的變化。轉速時快時慢，從而產生噪音，沖擊
和振動，因此要對它加以限制，即要求齒輪在每一轉中多次重復出現的轉角誤差（高頻誤差）要小。
三、載荷分布的均勻性
對于低速動力齒輪，要求其在嚙合時其齒面的實際接觸面積要
大，而且接觸要密合，這樣齒面載荷分布得均勻，不易磨損，可延長使用壽命，但是由于加工和安裝中有誤差，實際上不可能在全齒寬上接觸，因此要對接觸精度提出要求。
四、齒側間隙
為了齒面和防止齒輪傳動時因熱膨脹變形引起尺寸的變化甚至卡死，故要求齒輪不接觸的非工作齒面之間有一定的齒側間隙，間隙過大，對需要正反轉的齒輪會引起換向沖擊，對分度用的齒輪則會有較大的空程誤差。
2.2齒輪傳動的公差標準
為了保證齒輪的傳動質量和互換性，要用齒輪傳動公差標準來對齒輪的加工精度提各種不同的要求。
GB10095-88《漸開線圓柱齒輪精度》對圓柱齒輪規定了幾個精度等級，其中一級最高，以后名級依次降低。對于3~12級精度大致分為三類：
3~5級為高精度級
6~8級為中等精度級
9~12級為低精度級
按齒輪各項誤差的特性和對使用性能的主要影響，將其各項公差或使用偏差分為三個公差組，以滿足各方面精度要求的選擇。
表2.1齒輪公差組
公差組公差與極限偏差項目誤差特性對傳動性能主要影響
Ⅰ
一轉周期誤差傳遞運動的準確性
Ⅱ
一齒誤差、傳動的平穩性
Ⅲ
齒向誤差載荷分布均勻性
一般情況下，一個齒輪的三個公差組應選用相同的精度等級，當使用時對齒輪有某個方面的特殊要求時，也可選用不同的精度等級。
2.2.1漸開線圓柱齒輪誤差分析
（一）傳遞運動準確性的誤差
（二）影響傳動平穩性的誤差
齒輪傳動是通過齒輪副的嚙合來進行的，所以要使齒輪傳動平穩，必須保證齒輪正確連續嚙合的條件，所謂連續嚙合是指前一對齒脫離接觸前，后面一對齒進入嚙合，否則如不正確嚙合，傳動將不平穩而產生誤差。
1、傳動平穩性的誤差因素
影響傳動平穩性和引起噪音振動的誤差因素主要是齒輪在一轉過程多
次反復出現的短周期誤差。對高速齒輪副，長周期誤碼差也影響平穩性。
由前面漸開線齒輪嚙合原理和條件可知，保證齒輪副瞬間傳動比不變
和正確嚙合的主要條件，是兩齒輪漸開線齒形一致過程中多次反復的轉角誤差，是影響平穩性的基本參數。從每個輪齒的嚙合過程也可看出，基節偏差
將產生撞擊或頂刃嚙合，而輪齒正常進入嚙合到脫離嚙合之前傳動是否平穩，則主要取決于齒形誤差。
周節偏差是反映傳動平穩性的另一指標，周節與基節有如下幾何關系：
式中分度周壓力角α為20°
上式微分后的近似有：
由上式可以看出，如果周節存在誤差則必將影響基節偏差，從而影響齒輪的傳動平穩性，但當齒形角的誤碼差存在時，控制周節偏差并不等同于控制基節偏差
2.2.2誤差來源
齒形誤差主要來源于齒輪加工機床的周期誤差，刀具誤差以及加工中的振動。機床周期誤差主要是分度蝸桿本身的制造和安裝誤差引起的。有誤差的蝸桿在分度蝸輪的嚙合傳動中，將使蝸輪的轉動呈現以蝸桿每轉一轉為周期的周期性不均勻，其不均勻性取決于蝸桿的頭數。一般機床分度蝸桿多采用單頭所以這種誤碼差在被加工齒輪每轉中的頻率就是分度蝸輪的齒數，它使漸開線齒形上產生波度誤差。
刀具的制造和安裝誤差（徑向跳動和軸向竄動）經常是齒形差的主要來源。就滾齒來說，幾乎滾刀上所有誤差參數都有影響被加工齒輪的齒形誤差。生產實踐表明，齒數少的小齒輪，刀具誤差對齒形誤差的影響尤為突出。但對齒數較多的大齒輪，則機床誤差的影響往往占主導地位。
加工的振動也將引起齒形誤差。特別是對高精度齒輪的加工不可忽視。
由于以上三者的影響。會使切出的輪齒形狀發生誤差即實際得到的漸
開線齒形如圖2.1中的黑線所示（而其中的Δ是齒頂倒角部分）所謂漸形開線齒形誤差是指在齒輪的端截面上，齒形的工作部分（h）范圍內（齒頂倒
棱部分除外），包容實際齒形距離為最小的兩條設計齒形（B、C）間的法向距離。設計齒形可以是修正的理論漸開線包括修緣齒形，突齒形等。工作齒形不是正確的漸開線時，則其嚙合點的運動理論上已不符合齒輪基本定律，即這時的瞬時傳動比將發生變化，所以齒形誤差會影響傳動的工作平穩性。
目錄
1設計任務…………………………………….....……………1
2緒論……………………………………………….………….1
2．1齒輪傳動的基本要求………….……………………….…....1
2．2齒輪傳動的公差標準……….…………………….…………2
2．2．1漸開線圓柱齒輪誤差分析……………………...3
2．2．2誤差來源…………………………………………4
3漸開線及其特點.………………………………...…………..5
3．1漸開線定義及特點……………………………………..……..5
3．2漸開線理論在齒檢儀上的應用………………………..….….8
4原單盤式漸開線檢查儀簡介……………………….…….....9
5齒形測量儀器參考…………………………………..………12
5．1漸開線齒形的測量…………………………………………..12
5．2漸開線儀器及其測量原理…………………………………..12
5．2．1漸開線比較測量儀…………………………..……12
5．2．2漸開線絕對測量儀……………………………..…25
5．2．3電子范成式漸開線檢查儀………………..………27
6方案選擇………………….………….………..…..….……..30
6．1方案選擇1：關于定位裝置………………………………30
6．2方案選擇2：關于對中調零裝置…………………………32
6．2．1原單盤式漸開線檢查儀存在的不足…………..…32
6．2．2改進思路………………………………….……..…33
6．2．3采用什么樣的限位裝置………………………..…33
6．3方案選擇3：關于記錄裝置………………………………34
6．3．1單盤式漸開線檢查儀存在的不足……………..…34
6．3．2改進思路………………………………………..…35
6．3．3采用什么類型的傳感器…………………….……35
7單盤式漸開線檢查儀精度分析……………..……………....37
7．1誤差分析概述……………………..………….……………37
7．2精度分析…………………………..…………………….…38
7．2．1上下頂尖同軸度誤差……………………………38
7．2．2主軸回轉跳動誤差………………………………40
7．2．3儀器總誤差…………………..…………..………45
7．2．4判斷精度達以要求否………………..…..………45
8結束語…………………………………….………………....46
關鍵詞：電子節氣門，執行器
汽車電子節氣門技術(Electronic Throttle Control，ETC)是伴隨汽車電子驅動理念(Drive-by-Wire)而誕生的。論文格式。它摒棄了傳統節氣門踏板采用鋼絲繩或杠桿機構與發動機節氣門間的直接的機械連接，通過增加相應的傳感器和電控單元，實時精確控制節氣門開度。ETC可實現發動機扭矩控制和精確空燃比控制，有助于提高汽車行駛的動力性、平穩性、經濟性以及降低排放污染，備受業內人士重視。目前，ETC被廣泛地運用于汽車的驅動防滑控制(ASR)、巡航控制(CCS)、車輛穩定性控制(VSC)及自動變速控制(AMT)等汽車動力控制系統中，并逐漸成為高檔轎車的標準配置。
一、發展的制約因素
1)控制系統復雜，精確控制困難。ETC系統與ASR、CCS及VSC等多種系統相連，需要控制的參數多，控制邏輯復雜。論文格式。ETC系統本身存在非線性阻尼特性，進氣擾流阻力矩不穩定等因素，傳感器等工作部件在使用過程中存在機械磨損和可靠性變差等問題。
2)在進行多種控制功能集成時，各控制系統之間需采用信息融合技術，即將ASR、CCS及VSC系統所需要的各傳感器信號有機地融合起來，實現資源共享，各個系統間的相互關系，提高控制系統的穩定性和可靠性。
3)ETC設計需要充分考慮不同駕駛員的駕駛個性和車輛的行駛環境。目前對汽車的減速、怠速、定速和加速控制還存在一定難度，這個問題的解決還需依靠駕駛行為學理論、神經網絡控制理論(人工智能)和汽車電子技術的進一步發展來共同解決。
4)駕駛員主觀偏見與成本居高不下也是阻礙ETC廣泛應用的瓶頸。駕駛員習慣于人工操縱節氣門，有的誤認為機械連接操縱節氣門更為理想，安全可靠。ETC采用了傳感器、控制單元、驅動器以及冗余設計，使之成本較高，使得ETC目前只裝配在高檔轎車上。所以降低ETC產品的價格是當前研究的重要任務之一。
二、發展的關鍵技術
1)由單一功能向多種功能的集成發展集成化不僅是ETC系統的發展方向，也是各種汽車電子控制系統的發展方向。它有助于降低成本，增強各系統間的內在聯系，充分利用車輛各種信息，從而進一步提高系統的穩定性和可靠性。最初的ETC設計是為了發動機扭矩控制和空燃比控制，現代的ETC系統已經向多功能集成化方向發展，如集成了怠速控制、牽引力控制、減少換檔沖擊控制、節氣門回位控制、巡航控制及車輛穩定性控制等多種功能。
2)綜合多種控制策略，為提高節氣門的控制精度及反應速度，采取多種控制方法進行綜合控制。目前的發展方向是從經典的PID控制發展到采用PID與現代控制方法相結合的控制算法，從線性控制發展到非線性控制，從單一模式控制發展到多模式控制。有些學者將多模態控制、模糊神經網絡控制及滑模變結構控制等方法引入到ETC控制中，但是這些理論本身還有待完善和發展。
3)系統設計注重安全可靠性，具有自診斷和失效保護功能節氣門是發動機控制的關鍵部件，因此在提高控制精度和進行集中控制的同時，必須注重ETC系統的安全可靠性，提高系統的故障自診斷和容錯能力。如采取冗余設計的軟／硬件控制器，能在系統出現故障時自動啟用故障安全保護模式，使汽車在安全模式下能正常工作。因此，采用冗余設計，提供及時的故障隔離及系統重構功能，將是今后ETC系統發展的必然趨勢。
4)控制器局域網CAN的應用，隨著ETC等電控系統在汽車上的廣泛應用，車載ECU與傳感器數量越來越多，導致整車電路繁瑣復雜、線束多、重量大及成本高。汽車局域網CAN總線，只用兩根信號線就可與其它帶有CAN的電子設備相連接，能以共享方式傳送多種控制信息，實現真正意義上的數據共享。論文格式。因此，將CAN總線應用于ETC系統設計也是今后的發展方向。
三、電機式汽車節氣門執行器的工作原理
電子節氣門一方面執行來自電控單元的指令調節節氣門開度以控制進氣量，同時還可以輸出反映節氣門位置的信號，供系統監控節氣門的實際開度。
電子節氣門有兩個電位器作為位置傳感器，其電阻值隨節氣門位置的改變而變化。當加入+5V電壓后，轉化為與電阻值相應變化的電壓輸出。這兩個電位器連同加速踏板上監控踏板運動行程的兩個電位器，構成了整個電子節氣門監控功能的一部分，能提供系統控制所期望的冗余度。
與拉線式節氣門總成相比較，電子節氣門開啟角度不再由節氣門踏板拉索控制。節氣門踏板通過拉索控制節氣門踏板位置傳感器，該傳感器只是以電壓信號反映車主的力矩指令，而不是節氣門的實際開度。電子節氣門軸上的雙軌道節氣門電位計用來檢測節氣門的準確開度，此開度與車主的意圖（加速、減速）并不完全一致。此外，怠速調節閥也被取消，由電子節氣門直接進行怠速調節。
計算機精確控制電子節氣門的開啟以便滿足空調、自動變速箱、平穩性動態控制、車速調節、發動機冷卻等功能的需要。這是一種新的發動機負荷管理系統，可以最好地管理發動機的力矩。節氣門位置由發動機各項功能的需求來確定，當各項功能需求同時出現時，計算機按照內部的各種優先級別決定，并由計算機來控制打開到某一開度，以滿足優先級別最高的這項功能的需求。
四、電機式節氣門執行器的優點
在傳統汽車發動機節氣門系統中，節氣門踏板和節氣門之間是剛性連接，操縱機構是通過拉索(軟鋼絲)或者拉桿，一端連接加速踏板．另一端連接節氣門連動板而工作。這種傳統機械式節氣門開度完全受控于加速踏板開度，即取決于駕駛員的操作，所以并不總是在最佳運行狀態，它的應用也受到了很多限制，并且缺乏精確性。在汽車電子技術和計算機技術飛速發展的情況下，電子節氣門應運而生。與傳統節氣門相比，電子節氣門明顯的優點是可以用線束來代替拉索或者拉桿，在節氣門旁邊安裝一只微型直流電動機，用電動機來驅動節氣門開度，即所謂的“導線駕駛”．用導線代替了原來的機械傳動機構，可以根據加速踏板移動量及其變化率解析駕駛意圖，獲取節氣門轉角的基本期望值，并且通過采集各種傳感器信號，得到當前發動機工況參數信息，經過控制器的運算和處理，發出指令，驅動電子節氣門，使節氣門開度在各種工況下處于最佳狀態．由此獲得優良的發動機性能。
電機式節氣門執行器的優點在于克服了原先在機械節氣門時，發動機控制系統只能對怠速和定速巡航進行控制的局限性，轉而成為對發動機全工況進行控制，也就是說原先由于駕駛員踩住了節氣門踏板，控制系統無法按照所接收到的扭矩信號控制節氣門進行動力匹配，在使用了電子節氣門后這種情況得到了改變，由于節氣門僅靠一電機帶動，駕駛員踩節氣門踏板只是為控制系統提供踏板位置的信息，控制系統參考這個信號，并根據各種工況的需求包括燃油經濟性，排放等等進行運算后，來確定節氣門的開度位置。這樣使動力匹配得以精確。所以電子節氣門與原來的機械節氣門是完全不同兩個概念，在打開點火開關踩節氣門踏板和發動機運轉時踩節氣門踏板所看到的節氣門開度情況是不同的。在打開點火開關踩節氣門時，節氣門會隨著踏板的逐漸踩下而開大；在運轉時，節氣門開度并不隨節氣門踏板的踩下而改變，而是受控制系統來控制，有可能你節氣門踏板踩得不大，但因為動力匹配需求節氣門是全開的，這和開頭所介紹的是一致的，所以不要以為是故障。發動機控制系統主要是根據改變節氣門位置，噴油時間，點火提前角來匹配因三元催化預熱、怠速、排放控制，速度限制、動力限制、自動變速箱換擋點、制動系統（牽引力控制，發動機制動）、空調，巡航控制等帶來的扭矩的變化。
綜上所述，機電一體化結構逐步取代組合式結構，智能化控制技術逐步取代純電子控制技術，帶通信技術功能的逐步取代不帶通信技術的，數字控制方式逐步取代傳統的模擬控制方式，運用紅外遙控的非接觸式調試技術逐步取代接觸式手動調試技術，等等。我國目前新一代符合現場總線的智能電動執行器產品，是執行機構今后發展的必然趨勢，它的成功研究與應用給電動執行器的進一步發展打下了良好的基礎，并將給智能電動執行器帶來廣闊的市場發展前景。
參考文獻：
[1]舒華，姚國平等編.汽車電器與電子技術.北京：機械工業出版社，2004
[2]李發海，王巖等編.電機與拖動基礎.第二版，北京：清華大學出版社，1994
[3]徐灝，蔡春源，嚴雋琪，汪愷，周士昌.機械設計手冊.第二版，第四卷，北京：機械工業出版社，2001
數控設備是一種自動化程度較高，結構較復雜的先進加工設備，對于技術類學校，它是培養高層次技術工人的必備設備。而學校中的這類設備，一般都具有使用率較低，而故障率較高這樣的特點，要保證設備的正常使用，就必須加強日常維護保養，而許多學校都存在著有人用沒人管的情況，即使有專職的教師進行維護，也只是打掃衛生和擦拭機床等表面的工作，一旦發生故障，只能停機等待廠家來進行維修，這樣的周期往往過長，造成教學活動無法正常開展，本文簡單介紹一些常見故障及維修方法，對保障實習教學活動的正常開展有著一定的積極意義。
1. 數控設備使用中應注意的問題
1.1 電源要求。 為了避免電源波動幅度大（大于±10%）和可能的瞬間干擾信號等影響，數控設備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨供數控機床使用）或增設穩壓裝置等，都可減少供電質量的影響和電氣干擾。
1.2 操作規程。 操作者一定要按操作規程操作。機床發生故障時，操作者要注意保留現場，并向維修教師如實說明出現故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時排除。
數控機床不宜長期封存不用，購買數控機床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱環節盡早暴露，得以在保修期內得以排除。在沒有教學任務時，數控機床也要定期通電，最好是每半個月通電1-2次，每次空運行1小時左右，既可以對系統進行充分的循環，同時也能及時發現有無電池報警發生，以防止系統軟件、參數的丟失。
2. 數控機床電氣系統的維護保養 數控機床種類多，各類數控機床因其功能，結構及系統的不同，各具不同的特性。其維護保養的內容和規則也各有其特色，具體應根據機床種類、型號及實際使用情況，并參照機床使用說明書要求，制訂和建立必要的定期、定級保養制度。下面是一些常見、通用的日常維護保養要點。
2.1 數控系統的維護。 （1）應盡量少開數控柜和強電柜的門。 在機加工車間的空氣中一般都會有油霧、灰塵甚至金屬粉末，一旦它們落在數控系統內的電路板或電子器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及電路板損壞。有的用戶在夏天為了使數控系統能超負荷長期工作，采取打開數控柜的門來散熱，這是一種極不可取的方法，其最終將導致數控系統的加速損壞。
（2）定時清掃數控柜的散熱通風系統。 應該檢查數控柜上的各個冷卻風扇工作是否正常。每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現象，及時清理，避免引起數控柜內溫度過高。
（3）直流電動機電刷的定期檢查和更換。 直流電動機電刷的過度磨損，會影響電動機的性能，甚至造成電動機損壞。為此，應對電動機電刷進行定期檢查和更換。數控車床、數控銑床、加工中心等，應每年檢查一次。
（4）及時備份數據。 一般數控系統內對CMOS RAM存儲器件設有可充電電池維護電路，以保證系統不通電期間能保持其存儲器的內容。在一般情況下，即使尚未失效，也應每年更換一次，以確保系統正常工作。電池的更換應在數控系統供電狀態下進行，以防更換時RAM內信息丟失。大部分數控設備都有CF卡記憶卡接口，應對每臺設備配備記憶卡，將數據更新備份好，這樣即使數據丟失也能快速恢復。
2.2 維修工作的基本條件。 由于數控機床日常出現的多為電氣故障，所以電氣維修更為重要。數控機床電氣維修工作的快速性、優質性關鍵取決于人員的素質條件。
（1） 要學習并基本掌握有關數控機床電氣控制的各學科知識，如計算機技術、模擬與數字電路技術、自動控制與拖動理論、控制技術、加工工藝以及機械傳動技術，當然還包括上節所講的基本數控知識。
（2）數控技術基礎理論的學習，首先是參加相關的培訓班和機床安裝現場的實際培訓，然后向有經驗的維修人員學習，而更重要且更長時間的是自學。
（3） 勇于實踐但要避免盲目。要積極投入數控機床的維修與操作的工作中去，在不斷的實踐中提高分析能力和動手能力。
（4） 掌握科學的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的，還必須在長期的學習和實踐中總結提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學的方法。
（5） 學習并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。
（6） 掌握一門外語，特別是英語。起碼應做到能看懂技術資料。
3. 維修與排故技術 數控機床的電氣故障可按故障的性質、表象、原因或后果等分類。
3.1 以故障發生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產生的故障，需要輸入或修改某些數據甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴重的軟件故障則是數控系統軟件的缺損甚至丟失，這就只有與生產廠商或其服務機構聯系解決了。
3.2 以故障出現時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當今的數控系統都設計有完美的自診斷程序，時實監控整個系統的軟、硬件性能，一旦發現故障則會立即報警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結合系統配備的診斷手冊不僅可以找到故障發生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機床制造者也會針對具體機床設計有相關的故障指示及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致（如開關不閉合、接插松動等）。這類故障則要依靠對產生故障前的工作過程和故障現象及后果加以分析、排除。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
（1） 直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
① 詢問。向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
② 目視。 總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態（例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等），各電控裝置（如數控系統、溫控裝置、裝置等）有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
③ 觸摸。 在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線（如伺服與電機接觸器接線）的聯接狀況等來發現可能出現故障的原因。
④ 通電。 這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發現立即斷電分析。
（2） 信號與報警指示分析法。
① 硬件報警指示。 這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
② 軟件報警指示。 如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
4. 電氣維修與故障的排除 （1） 電源。 電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機；重者會毀壞系統局部甚至全部。
（2） 數控系統位置環故障。
① 位置環報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
② 坐標軸在沒有指令的情況下產生運動?？赡苁瞧七^大；位置環或速度環接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
