前言：中文期刊网精心挑选了机械传动论文范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
机械传动论文范文1
关键词：机械传动齿轮失效主要形式预防措施
齿轮传动是现代机械传动中广泛采用的主要运动形式之一。做为最常见的机械传动零件，它优点很多应用广泛。但是，齿轮传动也存在其固有的缺点：不能缓和冲击作用。当制造、安装和使用过程中出现不当情况往往会引起较大的振动、噪声，甚至发生断裂等失效故障。产生齿轮失效的原因比较复杂，下面就此进行探讨。
1、齿轮失效的主要形式
1.1 轮齿折断
轮齿受力后，相当于悬臂梁受载，齿根部弯曲应力最大，同时齿根又有较大的应力集中，因此，轮齿弯曲折断一般发生在齿根部分。齿轮传动工作时，轮齿每啮合一次，齿根弯曲应力变化一次。当弯曲应力超过弯曲疲劳极限，轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐渐扩展，致使轮齿折断，这种折断称为疲劳折断。轮齿受到短时意外的严重过载或冲击载荷作用也易造成突然折断，这种折断称为过载折断。
1.2 齿面点蚀
齿面点蚀是一种在轮齿表面上出现麻点的齿面疲劳损伤。齿轮传动工作时，轮齿表面的接触应力呈脉动变化。在接触应力作用下工作一定时间后，靠近节线的齿根表面就会出现若干小裂纹，油渗入裂纹，当裂纹随轮齿啮合而闭合后，封闭在裂纹中的油在压力作用下，产生楔挤作用而使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点状凹坑，称为齿面疲劳点蚀。齿轮发生齿面点蚀后，严重影响传动的工作平稳性并产生振动和噪音，影响传动的正常工作，甚至导致传动的破坏。
1.3 齿面胶合
胶合是比较严重的粘着磨损，在高速重载传动中时，因滑动速度高而产生的瞬时高温会使油膜破裂，造成齿面间的粘焊现象，粘焊处被撕脱后，轮齿表面沿滑动方向均成沟痕，这种胶合称为热胶合。在低速重载传动中，不易形成油膜，摩擦热虽不大，但也可能因重载而出现冷粘着，这种胶合称为冷胶合。热胶合是高速、重载材料传动的主要失效形式。
1.4 齿面磨损
互相啮合的两齿廓表面有相对滑动，在载荷作用下，会引起齿面的磨损。如果磨损的速度符合预定的设计使用期限，则应视为正常磨损。正常磨损的齿面很光亮，没有明显的痕迹。在规定的磨损量界限内，并不影响齿轮的工作能力。但齿面磨损严重后，轮齿将失去正确的齿形，会导致严重的噪音和振动，影响齿轮正常工作，齿厚逐渐减薄，最后导致轮齿因强度不足而折断。
1.5 齿面塑性变形
当齿轮材料较软而载荷及摩擦力又很大时，在啮合过程中，齿面表层材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形，从而破坏正确齿形。在主动轮齿面节线的两侧，齿顶和齿根的摩擦力方向相背，在节线附近形成凹沟；在从动轮齿节线的两侧，齿顶和齿根摩擦力方向相对，因此在节线附近形成凸脊，齿面塑性流动破坏了正确的渐开线齿廓，导致轮齿从动失效。
2、导致齿轮失效现象的主要诱因分析
(1)制造误差齿轮制造时造成的主要异常有:偏心、齿距偏差和齿形误差等。
所谓偏心，是指齿轮(一般为旋转体)的几何中心和旋转中心不重合。齿距偏差是指齿轮的实际齿距与公称齿距之差;而齿形误差是指渐开线齿廓有误差。
(2)装配不良齿轮装配不当，会造成齿轮的工作性能恶化。例如，在齿宽方向只有一端接触，或者齿轮的直线性偏差等，使齿轮所承受的载荷在齿宽方向不均匀，不能平稳地传递动力。这种情况使齿的局部增加多余的载荷，有可能造成断齿，此现象称为“一端接触”。
3、预防和改进齿轮传动失效的措施探讨
3.1 优化设计
机械齿轮在不加大外形尺寸的条件下，如何提高其强度和寿命是从设计环节预防和改进齿轮传动失效的主要方向。特别是对于承受重载和冲击载荷的机械齿轮,其弯曲极限应力强度和接触耐久性极限强度都必须得到有效提升，这就需要不断优化设计，包括优化选材、优化齿形结构、采用先进加工和处理工艺，这样才能通过表面光洁度、合理的硬度和啮合参数、有效的参数、装配要求等工艺的提升，来实现避免齿轮传动失效的现象。
3.2 合理选材
齿轮材料的选择,要根据强度、韧性和工艺性能要求,综合考虑。对于承受重载和冲击载的齿轮,采用含Ni的以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗碳钢为主的钢材(含Ni量2%-4%)；对于负载比较稳定或功率较小、模数较小的齿轮,亦可选用无Ni-Mn钢。同时，应尽量选用冶金质量好的真空脱气精炼钢和电渣重熔合金钢，这种钢材的纯度高,具有较好的致密度,含氧、氮和非金属等杂质极少,塑性和韧性高,减少了机械性能和各向异性，齿轮极限荷可提高15%-20%。
3.3 应用热处理工艺术
传动机械齿轮的承载能力不仅取决于表面硬度,还取决于表层向芯部过渡区的剪切强度的比值。深层渗碳淬火是提高芯部硬度的有效措施，渗碳齿轮经过淬火和回火，不但能硬化表层,还能产生压应力。它可比单纯渗碳齿轮的强度极限应力提高13%以上,寿命可提高1倍。需注意的是，在热处理后，还应进行油浴人工时效处理。
3.4 表面强化处理
对齿面和齿根进行喷丸强化处理,通常是齿轮加工的最后一道工序,可在渗碳淬火或磨齿后进行。严格按照设计的喷丸工艺要求操作，能使齿轮的接触疲劳强度提高30%-50%,使齿根弯曲疲劳强度得到改善能有效地阻止裂纹扩展,使实际载荷比外加载荷小得多。
3.5 正确安装运行
实践表明，齿轮的安装精度对其承载能力、磨损和使用寿命影响很大。无论是新安装、更换或检修安装，都应按照安装技术规范和标准进行，确保齿轮轴心线的水平度、平行度、中心距、轴承间隙、齿轮侧隙、顶隙、接触区域或轴向窜动量等。
3.6 有效
对于齿轮的磨损失效有着重要的影响,应当引起足够的重视。机械传动齿轮的接触应力通常很高,因此轮齿接触表面材质的局部弹性形变不容忽视，因此，应根据各类工况对齿面强度的影响进行具体分析，通过有效、合理来避免齿轮失效现象的发生。
4、结语
齿轮的失效形式虽然多种多样，但在实际工作应具体分析齿轮失效的诱因，才能作出正确的选择，合理加强齿轮加工、使用和维修保养措施，从而有效避免齿轮失效现象的发生。
参考文献
机械传动论文范文2
【关键词】谐波齿轮传动；螺杆泵；增速；柔轮
0.前言
目前，世界蕴藏有巨大的稠油资源，据有关专家估计比常规原油资源高数倍至十余倍，具有替代常规石油能源的战略地位。稠油资源分布广泛，几乎所有产油国都有发现。据调研资料，世界上稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联等，其稠油资源约为4000～6000x108m3（含预测资源量）[1]。中国大部分含油气盆地稠油多于常规油，有共存和有规律过渡分布的规律，稠油资源非常丰富，约占总石油资源的25%～30%以上。国内老油田大多处于开发后期，排量小，油层较深的稠油、含砂、含气的难采油井越来越多，并且常规采油工艺投入大、产出低、短期产出与投入比不经济，制约了各油田后期开采。针对这种情况，可以采用螺杆泵采油技术加以解决。
1.螺杆泵驱动系统设计设计要求
（1）基本参数：谐波齿轮传动的增速比大于等于20；谐波齿轮传动的结构外径小于等于Ф116cm；（2）总体方案分析及设计；（3）谐波齿轮传动结构方案及结构设计。
由于井下空间狭小，需要所设计的装置体积较小。油管转速为6r/min，螺杆泵转子的转速为120r/min，在保证增速比大于等于20的条件下，转速可以调整。油管转速低可以实现较长的寿命。
在功能方面，要改变原来采用的采油方式。原来的采油系统在工作时动力源的动力通过减速箱首先减速到合适的转速然后驱动方卡子，再由旋转的采油杆柱驱动井下采油螺杆泵转动，从而实现将井下原油通过采油杆住与油管的环形空间举升到地面。
2.主要功能实现方法
考虑到增速器结构尺寸较小，传动比大，所以选择用少齿差行星轮系。少齿差行星轮系具有体积小，传动比大，重量轻等优点。由此，有三种增速方案：谐波齿轮传动，少齿差行星齿轮传动，摆线针轮传动。
2.1谐波齿轮传动增速
谐波齿轮传动是一种依靠弹性变形运动来实现传动的新型传动，它突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，使用了一个柔性构件机构来实现机械传动。构成谐波齿轮传动的3个主要部件有：波发生器，柔轮，刚轮。谐波齿轮传动对运动的传递是在波发生器作用下，迫使柔轮产生变形，并与刚轮相匀作用而达到传动目的。 在未装配前，柔轮的原始剖面呈圆形，柔轮和刚轮的周节相同，但两者的齿数不相等。柔轮的齿数Z1，比刚轮的齿数Z2略少，而波发生器的最大直径比柔轮的内径略大。一般情况下为了有确定的输出，都会有一个固定件，一个主动和一个从动。具体哪个固定，哪个主动，哪个从动，需要根据需要实现的功能要求来决定。当波发生器装入柔轮后，受到一对方向通过椭圆的曲率中心和它的旋转中心的力的作用。当输出轴上承受载荷后，柔轮产生变形，这是柔轮对波发生器的作用力方向仍通过椭圆的曲率中心，但不通过发生器的旋转中心，这就形成了使波发生器旋转的旋转矩。当输出轴上载荷继续增加时，柔轮作用在波发生器上的作用力和这时作用力之间的力臂也随之增加。则作用在发生器上的旋转矩也随之增加。当此旋转矩超过发生器的阻矩时，就产生了增速现象。
2.2少齿差行星齿轮传动增速
少齿差行星齿轮传动按传动型式可分为NN型和N型。以N型为例。这种型式的传动，通常均是采用输出机构把行星轮的回转运动传给低速轴。N型传动，其转臂有单偏心和双偏心两种。双偏心的转臂，两个偏心相差180度，装在其上的两个行星轮也相差180度，这样由偏心而产生的离心力相互抵消（但这两个离心力大小相等方向相反，且不在同一直线上，所以不平衡力偶仍然存在）。单偏心的转臂只有一个方向的偏心，其中装一个行星轮，必须在偏心的相反方向加上平衡重才能使离心力得到平衡。
N型常用的输出机构有五种类型，即销孔式、浮动盘式、滑块式、零齿差式和双曲柄式。以零齿差输出机构为例。主要特点是用标准刀具在普通机床上就可加工，不需要专门的工艺装备。零齿差输出机构可内齿轮输出，也可外齿轮输出。两对齿轮中只有一对是少齿差，起增速作用，另一对则是作为平行轴间联轴器的零齿差内啮合。转臂是单偏心，必须装设平衡重。
这种传动增速的特点是传动比大，体积较小，重量轻，运转平稳，齿形容易加工，装拆方便。合理地设计、制造及，可使其传动效率达0.85-0.91。实践证明，少齿差传动最适合于大传动比、小功率的场合，在我国已经被用到很多机械或者齿轮装置上。但少齿差要考虑变位问题。由于内啮合和内齿轮加工中，相啮合双方的位置关系、几何关系与外啮合不同，在设计内啮合变位齿轮传动时，齿数的搭配和变位系数的选择要受到各种干涉条件的限制。为避免干涉要进行验算，设计时要考虑齿轮根切问题。提高了加工难度，且刚度不够高。
2.3摆线针轮行星传动增速
摆线针轮主要由4部分组成：
（1）行星架H由输入轴1和双偏心套2组成，偏心套上的两个偏心方向互成180°。（2）行星轮C齿形通常为短幅外摆线的内侧等距曲线。按运动要求，一个行星轮就可传动，但为使输入轴达到静平衡和提高承载能力，对于一齿差针摆传动，常采用两个完全相同的奇数齿的行星轮，装在双偏心套上，两轮位置正好相差180°。行星轮和偏心套之间装有用以减少摩擦的滚子轴承（称为转臂轴承）。（3）太阳轮 又称针轮，针齿壳上装有一组针齿销，通常针齿销上还装有针齿套，称为针齿。（4）输出机构这种常采用销轴式输出机构。
3.结论
本次设计针对螺杆泵采油系统做了改进，由于原来用抽油杆的采油方式转速高、磨损快、寿命低，改为直接用油管驱动螺杆泵采油。螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，本次设计采用了地面驱动方式。油管转速较低，螺杆泵转速较高，所以要设计一个增速器。
由于所设计的结构尺寸小，且传动比大，故可选择的螺杆泵增速有三种方式，谐波齿轮增速，摆线针轮增速，少齿差行星齿轮增速。这三种增速方式各有优缺点，也都广泛应用。通过对三种传动采油方案的对比分析，选择基于谐波齿轮传动的螺杆泵驱传动系统。
【参考文献】
[1]万仁薄.采油技术手册（修订版）第四分册[M].北京：石油工业出版社，2003.
[2]孙俊峰.螺杆泵采油技术在锦州油田的改进及优化[D].哈尔滨：东北石油大学硕士论文，2009.
[3]周卫东.渐开线谐波齿轮传动齿廓参数优化及动态仿真[D].大连：大连理工大学硕士论文，2008.
机械传动论文范文3
关键词：慧鱼工程技术；机械设计；实践实验教学；创新能力
一、引言
机械设计制造及其自动化专业作为学校向应用型综合大学转变中专业建设的重要组成部分，是培养应用型机械类本科专业人才的主阵地。《机械设计》是该专业重要的专业基础课，专业教学计划围绕《机械设计》教学目标开设了工程实践实验课程，如《机械设计课程设计》《16+2职业技能训练》等，培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等，要求学生能综合利用所学知识解决工程实际问题。但是在实践实验教学环节，教学效果差，一是因为机械设计实验教学所开实验多是认知性实验和验证性实验[1]；二是因为《机械设计课程设计》命题陈旧且单一，缺乏现代设计，无法达到综合训练的目标[2]。为此，本文提出基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学方法，培养学生的综合设计能力、创新工程实践能力等。
二、机械设计实验教学弊端及改进策略
1.机械设计实验教学弊端。《机械设计》是一门综合性很强的专业基础课，以《机械制图》《理论力学》《材料力学》《机械工程材料》《互换性和测试测量技术》《机械原理》等课程为依托，对机械零件设计准则、摩擦磨损及、螺纹连接、轴毂连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动、轴系设计、滚动和滑动轴承、机械系统设计以及其他常用零部件设计等知识进行讲解[3]。其课程特点是内容多且杂，存在大量经验公式与图表，教学内容抽象等，多数学生反映内容零乱，找不到重点。为此，通常在制订教学计划开设相应实验课，辅助学生理解并掌握相关知识，如《机械设计课程设计》《机械设计实验》。随着技术的发展，社会对学生的综合创新设计及工程实践能力提出更高的要求[4]，但目前《机械设计课程设计》《机械设计实验》仍然存在一定的弊端，实践实验教学效果差，无法满足社会需求。《机械设计课程设计》是对渐开线圆柱齿轮二级减速器进行设计，该实践项目存在一些弊端：一是课程设计命题陈旧且单一，是对通用渐开线圆柱二级齿轮减速器进行设计，主要内容为机械方案设计、传动系统详细设计、装配图绘制及减速器设计说明书，相关设计技术指导书成熟，网络资源丰富，学生设计时基本是依葫芦画瓢，查手册，套公式，设计过程就是仿造，部分学生存在抄袭、买卖现象，严重影响教学秩序和教学质量；二是重视二维装配图，轻视二维零件图、爆炸图和三维建模及装配的训练，不足以满足机械设计综合训练的要求。机械设计实验方面，主要包括机器组成及典型机械传动零件感性认识、传动试验（齿轮传动、带传动和链传动等）、机械传动轴系部件设计与分析。由于我校教学计划安排，无明确的机械设计实验有关课程，仅在《机械设计》理论教学时，组织学生参观机械典型零部件多功能语音教学示范箱，加深对《机械设计》各章节的理解。为弥补《机械设计》实践实验课程的不足，我校除了积极对《机械设计课程设计》教学内容、教学方式以及考核方式做调整外，还积极探索以16+2实践周“专业技能训练”作为实验实践教学的补充，但由于不规范存在教学效果差的问题。2.设计实践实验教学，对大学生工程实践能力的培养具有重要的意义[5]。为此，我校对《机械设计课程设计》教学进行创新改革，积极探索机械设计综合创新实验教学。Fischertechnik，即“慧鱼”，是德国人基于六面体接体发明创造的工程技术智趣拼装模型，包含各类机械构件（齿轮传动、丝杆传动、链传动、皮带传动、连杆机构、凸轮机构、减速器等）、电气元件（电机、电气开关、气动零件、各类传感器、控制器、导线及导线接头等）和编程软件等模块。该模型是《机械设计》的理想教学工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台，结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目等，在16+2实践周“职业技能训练”时机械设计综合创新实验题目，学生自由组队，综合利用《机械原理》《材料力学》《理论力学》《机械设计》《机械制图》等课程知识，合理分工，利用Fischertechnik组合模型，完成相关综合创新实验设计任务，力求达到培养综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等的教学目标。
三、机械设计综合创新实验教学示例
为解决菠萝采摘生产效率低、人工成本较高、果农劳动强度高、芒刺对果农伤害较大等问题，我校17机械班某组学生基于慧鱼组合模型设计了一款小型手扶式菠萝自动采摘机。右上图为菠萝采摘机部分功能装置，分别为成熟识别装置、传输装置，考查学生对《机械设计》教学中电动机、减速器装置、齿轮传动、皮带传动、链条传动/螺栓连接等知识的理解与掌握。基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学中，我校学子在第八届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）中获得国家三等奖1项，立项大学生创新创业训练计划项目国家级2项、省级1项，发表省级以上科技学术论文3篇，申报专利1项。目前，我们正在以国家级大学生创新创业训练计划项目为依托，积极备战中国—东盟高校创新创业教育联盟大学生创意机器人设计大赛和第九届全国大学生机械创新设计大赛，期望取得优异成绩。
机械传动论文范文4
因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性，高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关，由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。
如果在机械部分，首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副，如果导轨副的动、静摩擦系数大，且其差值也大，将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨，如果导轨间隙调整不好，仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位，对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动，对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题，导轨副状态不好，导轨的油不足够，致使溜板爬行。这时，添加油，且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂，能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜，从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。
其次，要检查进给传动链。因为在进给系统中，伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力，调整松动环节，调整补偿环节，都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度（即提高其传动刚度），对于提高运动精度，消除爬行非常有益；另外传动链太长，传动轴直径偏小，支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此，在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷，逐个排查。
二、分析进给伺服系统原因与对策
如果故障原因在进给伺服系统，则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题，与进给速度密切相关，所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环，检查速度调节器故障一是给定信号，二是反馈信号，三是速度调节器自身故障。根据故障特点（如振动周期与进给速度是否成比例变化）检查电动机或测速发电机表面是否光整；还可检查系统插补精度是否太差，检查速度环增益是否太高；与位置控制有关的系统参数设定有无错误；伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确；增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好，应对这些环节逐项检查、分类排除。
三、其它因素
有时故障既不是机械部分的原因，又不是进给伺服系统的原因，有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查，发现电动机故障引起过载，更换电动机过载消除，可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因，结果核实传动链没问题，又查进给伺服系统确认无故障，随后对加工程序进行检查，发现工件曲线的加工，采用细微分段圆弧逼近来实现，而在编程中用了G61指令，也即每加工一段就要进行一次到位停止检查，从而使机床出现爬行现象，将G61改为G64指令连续切削，爬行消除。
如果故障既有机械部分的原因，又有进给伺服系统的原因，很难分辨出引起这一故障的主要矛盾，这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况，要进行多方面的检测，运用机械、电气、液压等方面的综合知识，采取综合分析判断，排除故障。
数控机床是技术密集和知识密集的设备，故障现象是多样的，其表现形式也没有简单的规律可遵循，这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识，还要求具有综合分析和解决问题的能力。
参考文献：
1、蒋建强数控机床故障诊断与维修北京：电子工业出版社2006
机械传动论文范文5
关键词：液压传动 纯水液压传动 液压技术
1.目前我国纯水液压传动发展现状
液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史， 但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下发展缓慢，气压传动几乎停滞，早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。从18世纪的产业革命开始逐渐应用于各类行业中。上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。上世纪50、60、70年代，工艺水平很大提高，液压与气压传动技术也迅速发展，国民经济各个领域，从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有液压与气压传动术，且其水平高低已成为一个国家工业发展水平的标志。
我国液压与气压传动技术从60年代开始发展较快，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上，新产品研制开发和发达国家不差上下，
纯水液压传动技术是液压领域的前沿发展方向之一 ，它起源于1605 年发现的帕斯卡定律。自那时起 ，液压传动装置一直以水作为工作介质 ，称为水液压传动时代。由于种种原因 ，水液传动一直没有得到充分的发展 ，直到 1906 年 ，用油压代替了水压传动推功了液压技术的发展 ，也就是说 ，现代液压技术是在古老的水压传动技术的基础上发展和完善起来的。二战期间 ，尤其是20世纪60、70 年代 ，液压技术得到了快速发展并日趋完善。同时 ，以油液作为介质也存在着环境污染和易燃等问题。随着社会的发展 ，人们对人类赖以生存的环境有了一个更高的要求 ，希望有一个安全无污染、高度文明、美好的环境。因此也要求科学技术向安全、生态化、艺术化、环境系统优化的目标发展。水介质本身独有的一系列特点正好满足了现代社会提出的这一要求。 因此 ，时代的要求 ，呼唤着水压传动这一古老而又崭新的技术的复出 ，纯水液压技术就应运而生了 ，也就使现代液压进入了现代水压传动的研究和应用阶段。液压传动技术经历了从水压到油压的发展阶段 ，目前又在向水压传动方向发展 ，这不是简单的重复和循坏 ，而是螺旋式上升 ，它标志液压传动技术正向更高的阶段发展。纯水液压技术己经成为现代液压界关注的热点。 随着新材料的研发成功、精密加工技术的不断进步 ，以及各种新结构的液压元件研制成功 ，使水压传动技术在最近10多年内取得了长足进步 ，使得纯水液压系统重新进入了有严格无污染要求的领域 ，具有十分诱人的应用和发展前景。同时 ，鉴于国防建设和某些特殊经济领域的迫切需要 ，以及未来市场的诱惑 ，西方国家一直在集中力量研究该项技术 ，并已取得了突破性进展 ，部分己进入实用阶段。目前 ，国外己经生产出专为纯水液压系统设计的液压元件 ，如德国 Hauhinco 公司生产的 Ehk― 3k 系柱塞泵 ，英国于 1988 年研制成功 14 MPa 的海水柱塞泵及10MPa 的海水柱塞马达。国外的纯水液压技术己进入包括海洋开发、水下作业、原子能动力工厂、钢铁工业、食品、医药等诸多领域中 ，创造了很大的经济效益。国内自 20 世纪初也开展了纯水液压传动技术的研究 ，华中理工大学进行了海水液压传动技术的研究 ，现己成功地研究出轴向柱塞式海水液压泵 ，同时 ，浙江大学流体传动及控制国家重点实验室也投入大量的人力、物力从事纯水液压技术的开发和研究工作。
2.液压技术与机械传动、电气传动相比，存在的优点：
2.1.液压传动的各种元件可以根据需要方便、灵活地来布置。
2.2.重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。
2.3.操纵控制方便可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000：1）。
2.4.可自动实现过载保护。
2.5.一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行使用寿命长 。
2.6.很容易实现直线运动。
2.7.很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控 制过程，而且可以实现遥控 。
3.我国目前纯水液压传动面临的主要技术难题如下：
3.1. 泄漏与磨损
纯水的粘度极低通常在油的 1 /40～ 1/ 50 之下甚至更低。 因此， 一方面极易引起纯水液压元件及系统的内、外泄漏， 导致系统容积效率的降低； 另一方面纯水的性很差， 在纯水液压元件的耦合摩擦副中形成液压膜比较困难， 从而导致干摩擦及卡死。 为此， 必须采用一些特殊材料、结构和较高的加工精度等技术手段。 所以纯水液压元件制造成本要高于同等性能的油压元件的制造成本。
3.2. 材料腐蚀与老化
由于水的锈蚀性和导电性很强， 能引起钢、 铜等常用金属材料的电化学腐蚀铁、及非金属材料的老化。例如常温下新鲜、流动的纯水对碳素钢锈蚀速度可达 1127mm 年， 从而降低了纯水液压元件的寿命。为此， 总是优先考虑采用不锈钢、有色金属合金和工程塑料等抗蚀性强的材料来制造纯水液压传动的元、辅件。
3.3. 液压冲击、振动和噪声
与液压油相比， 水的密度大 10%、压缩性小 25%、声速高 10%。所以， 纯水液压传动系统中阀门突然启闭等使水的流动状态发生变化时， 极易引起较油压传动更大的液压冲击、振动和噪声， 对系统的工作性能、使用寿命及人身健康造成有害影响。为此， 通常要在纯水液压系统中加装吸收和消除压力冲击、振动和噪声的蓄能器或消声器。
3.4.气蚀
尽管通常水中的气体含量比液压油中的低， 但由于水的饱和蒸气压比液压油高 107 倍， 故水中极易分离和产生出气泡， 并在高压区凝结和溃灭， 从而产生异常高温和冲击压力， 引起系统元、辅件流动表面材料疲劳和破坏、系统工作性能下降的气蚀现象。为此， 一般通过采取限制系统温度以降低介质中的气体溶解度、提高液压泵的吸入压力等措施来减小或消除
气蚀现象。
3.5.系统中容易产生水垢。
水液压传动系统中，水介质经过一段时间的运行后，随着水温的升高，循环水会在液压元件及系统管道中产生水垢，水垢受到震动或冲击后，分解为不溶于水的微小颗粒进入系统，加剧液压元件的摩擦，影响液压元件的密封性能，甚至会造成液压系统回路的阻塞。
3.6.设计理论
由于水的理化特性较特殊， 所以传统油压元件、系统的设计理论与方法不完全适用于水
压系统， 还有待通过深入细致的理论及实验研究， 建立一整套适用于纯水液压传动的设计理论和方法。但是因为液压传动有许多突出的优点，总体而言瑕不掩瑜，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等，矿山机械中的液压钻机、采煤机、提升机、 液压支架等，土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构、大洋采矿等发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等，船舶用的甲板起重机械绞车、船头门、舱壁阀、船尾推进器等，特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等，军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
4.部分纯水液压传动的缺点及解决的方法
4.1.材料易被腐蚀。水的导电性比矿物油高数亿倍甚至数百亿倍，能引起绝大多数金属材料的电化学腐蚀和大多数高分子材料的老化，故容易造成液压元件等材料快速腐蚀。因此所有纯水液压元件的材料必须能够与水相容，具有优良的抗水腐蚀性能，使用不锈钢、铝合金和铜合金等材料可提高抗腐蚀性能，但仍然要注意防止缝隙腐蚀和点蚀，在水中滴加酸离子或碱离子是一种有效的解决措施。
4.2.容易发生水击现象。在纯水液压系统中，当液体流动突然停止时就会发生水击现象，它可使系统的振动和噪音增加，性能不稳定，典型的起因是快速关闭液压阀。通过系统的正确设计和元件的正确选择，可消除水击现象，使用蓄能器也能降低系统的刚度。
4.3.防冻问题及元件设计理论。由于水的理化特性不同于液压油，从而造成传统油压元件设计理论与方法不完全适用于纯水液压传动，必须根据水的特性建立新的数学模型，进行新的理论和实验研究。另外，水在0℃时会结冰，影响其在低温环境下的使用，这就必须在其中加入防冻剂。
五.结束语
液压传动与控制是现代机械工程的基础技术，由于其在功率重量比、无级调速、自动 控制、过载保护等方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现传动与控制的重要技术手段。
液压传动动是工农业生产中广为应用的一门技术 。如今液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。液压传动技术已成为工业机械、工程建筑、机械及国防 尖端产品不可缺少的重要技术。而其向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、 轻量化方向发展是不断提高它与电传动、机械传动竞争能力的关键。
而纯水液压传动有着良好的环境友好效益，已愈来愈引起各国的普遍关注，西方一些发达国家早已率先开始了这方面的技术研究，并有成熟的产品问世。我国研究和应用纯水液压传动的组织比较少，技术水平与西方国家有很大差距，因此要积极参与这方面的研究工作，以缩小我国在此领域与西方国家的差距。可以预见，纯水液压传动技术在将来一定会取代目前的油压传动技术，成为液压传动发展的主流，具有十分广阔的发展和应用前景。
参考文献：
[1]张利平主编 1 液压气动系统设计手册 1 北京： 机械工业出版社
[2]史维祥 流体动力几个重要方面的发展 1 液压气动与密封， 2000
机械传动论文范文6
根据国家机械设计制造及其自动化专业毕业培养标准中对毕业能力要求之4“具有设计机械系统、部件的能力”要求，整合现有教学内容，形成了基础知识递增和设计能力递进的机械设计类课程教学环节结构。其中先修课程包括数学类、工程力学、机械制图、公差与技术测量等基础课和专业基础课。为达到“具有设计机械系统、部件的能力”的毕业要求，设计了课程教学及课内实验、基础设计能力培养、创新设计能力培养三个能力递进培养环节。
2机械设计类课程教学及课内实验
课程教学及课内实验教学环节分为机械原理和机械设计两个部分，每部分。含课内实验，课程内容及培养目标如下：机械原理课程是一门培养学生机械机构运动设计与分析的技术基础课，主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统传动方案的规划与设计，其主要任务是培养学生：第一，理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神。第二，掌握机构运动方案设计的能力。第三，具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力。机械原理实验教学是机械原理课程教学中的实践环节。在实验中通过安排部分课程基本理论的验证性实验，使学生进一步加深对课堂教学内容的理解。通过增设一些综合性、设计性实验，培养学生基本知识、基础理论与实际项目需求的理论知识应用能力，同时培养学生创新意识和能力。通过设立较多的选修实验，促进学生的个性发展。机械设计课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课，在教学内容方面着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和创新思维，通过对本课程的学习，使学生掌握常用机构和机器中各种通用零件的基本理论和基本知识，初步具有机械结构方面的分析、设计能力，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。机械设计实验教学通过设立部分验证性实验，使学生进一步加深理解课堂教学的内容；通过设立一些综合性、设计性实验，培养学生理论联系实际的能力及机械结构设计的创新意识和创新能力；通过强调学生参与实验的全过程，培养学生的动手操作能力；通过设立较多的选做实验，满足学生的求知欲，促进学生的个性发展。
3基础设计能力培养
机械设计课程设计是机械设计基础类课程的重要实践性环节，通过对机械传动装置和简单机械的设计，使学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，熟悉机械设计的一般规律，掌握机械通用零部件及简单机械的设计理论及设计方法。培养学生理论联系实际的正确设计思想，树立工程意识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，为毕业设计和以后从事工程设计工作打下良好的基础。课程的教学目的：第一，学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。第二，学会从机器的功能要求出发，合理选择传动机构的类型，制定传动设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的结构、形状、尺寸及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力。第三，进行机械设计基本技能训练，例如计算、绘图，运用标准、规范、手册、图册和设计资料，以及使用经验数据和处理数据等。第四，通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；培养学生运用计算机撰写论文的能力。第五，训练学生用CAD绘图的能力。机械综合课程设计是形成机械装备设计能力的重要实践性教学环节。内容以车床或铣床的主传动系统设计为主线，以所学过的机械制造装备的基础知识为支撑，完成主传动系统设计、操纵装置布置、工程分析计算等环节的训练。其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。
4创新设计能力培养
学生创新设计能力培养包括机械产品创新设计与仿真和机械创新设计与制作两个环节：机械产品创新设计与仿真是学生以项目组的形式自主开展的为期一年的研发与制作项目，在学院的统一命题下完成一项任务。提高学生自主学习、问题求解、团队协作、项目管理、综合创新等方面的能力和素质。机械创新设计与制作是结合学生已有的知识储备，充分发挥学生的创新设计思维，通过机构综合模拟现实自然界生物的动作行为，并辅以相应的控制系统达到机构的协调运动。在教师的启发和指导下，学生以组为单位自主地进行相关内容科技文献检索、方案设计、虚拟仿真、绘制加工图纸、撰写设计说明书并进行答辩，通过工程实践培养学生灵活运用所学机械设计知识的能力。
5结论
