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中圖分類號：TH132 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）37-0043-01
0 引言
在機械傳動系統方案設計研究過程中，設計一個能夠實現特定運動以及動力要求的機械傳動系統時，可根據機械傳動裝置的設計原則及設計要求，通過不同傳動原理進行實現，初步從知識庫當中選擇幾種不同的傳動方案。再根據這些設計方案，確定哪種方案可以滿足要求，從而對方案的優劣進行適當評價，確定最優方案，這一過程對于整個機械系統設計過程來說，雖然相對比較困難，但是卻非常重要，過程的好壞直接影響到設計機械產品的經濟性、合理性以及可靠性。由于一個機械傳動系統是通過有限的傳動件組成，并且每個傳動件各不相同，都有各自不同的特征，若選擇傳統的評價方法，免不了要進行大量復雜的計算分析過程，因為計算所產生的累積誤差，這就有可能導致做出的評價和實際情況存在一定的差別，令最后確定的方案不是最優方案?；诖?，本文對支持向量機法、三級模糊綜合評判法、未確知測度模型以及基于熵權的模糊AHP法等方法進行介紹。
1 機械傳動系統概述
機械傳動系統就是指將發動機運動和動力傳輸至機械執行構件的一個中間環節，其不僅可以改變運動方式、運動大小及確保機械系統中的全部執行構件工作部分的協調性和配合性，另外，一定要將發動機功率和轉矩傳至相應的執行構件，進而克服生產形成的阻力。
2 機械傳動系統設計方案的評判方法
2.1 支持向量機法
支持向量機指的是根據統計學習理論而發展起來的一種方法。若樣本有限，支持向量機法可以構建一套規范完整的機器學習理論及方法，該設計可以有效克服隨意性等缺點，現如今，支持向量機方法已廣泛應用于模式識別與函數逼近、概率密度估計以及降維等眾多領域，并且在這些領域中，支持向量機方法處理相關問題的能力也不斷提高。
機械傳動方案決策系統在建模時，普遍采用支持向量機法的多類分類算法。如今選擇支持向量機法解決多類分類問題的基本方法包括“一對一”以及“一對其它”兩種方法。具體的問題舉例如下：假設給定屬于k類的m個訓練樣本（x1，y1）， （x2，y2），…， （xi，yi），其中xi（i=1，2，…，m） 代表系統的特征因素集，比如{μc1（u），μc2（u），μc3（u），μc4（u），μc5（u）}，yi？{1，2，…，k}代表分類標志，其中k=4。需要通過上述練樣本建立分類函數f，確保未知樣本x進行分類過程中錯誤率可以達到最小化。通常情況下，每一個樣集均有k（k-1）/2個學習機，學習過程要選擇“最大贏分”的模式。若此時學習機的訓練結論表示測試樣本x是屬于第i類的滿意度，那么對于第i類滿意度的分數要加1；否則便對第j類的滿意度分數加上1，最后的結論要通過具有最大分數類為x的滿意度進行決定。
因為支持向量機法是通過靈活地引入了核函數從而達到非線性分類的目的，而且可以平衡經驗風險和函數集容量間的關系，所以，支持向量機法可避免過擬合現象的發生，其推廣空間是巨大的。另外，支持向量機法僅僅需要少量的訓練樣本便可以獲取較低的檢測錯誤率。支持向量機法性能的好壞直接取決于核函數，經常使用的核函數有高斯核與多項式、核線性核與感知器核等等。以下是采用支持向量機方法對70組、5種特征因素、4種傳動形式的樣本集進行6個分類器的訓練，訓練流程圖見圖1。
2.2 三級模糊綜合評判法
機械傳動系統方案受到不同的屬性、不同的因素影響，評價過程中一定要進行充分的考慮。但是部分的因素模糊性較強，因此，評判過程中會涉及到模糊因素，此類的評判便稱作模糊綜合評判。所謂的模糊綜合評判指的是通過模糊變換原理綜合考量評價目標。機械傳動系統方案設計過程中，由于需要考慮的因素相對較多，并且不同因素之間還存在層次之分，大多數因素還存在較為強烈的模糊性，為了能夠對系統中事物間的優劣次序進行比較，確定具有實際價值的評判結果，所以，可選擇三級模糊綜合評判進行評價。該評價方法首先對一個因素的不同等級進行綜合評判，從而實現單因素評判，其次將評判結果作為每一類的綜合評判，將確認的結果再次進行類與類間的綜合評判。
機械傳動系統方案采用三級模糊綜合評判時，引入了因素子集、因素以及因素等級三層結構，與此同時，克服了因素的模糊性以及權分配的問題，所以，確保了對于因素的狀態以及重要程度的確定可以滿足客觀實際的要求。評判過程中涉及到了隸屬度與權數，所以，是離不開人的主觀因素，但是由于選擇三級模糊評判，一定程度上降低了人的主觀因素所產生的影響，確保評判結果滿足準確性的要求。機械傳動系統方案設計過程中，分析評價系統里存放三級模糊綜合評判模型，該評價模型能夠對不同因素的影響進行全面考慮，作出的評判與實際是相符的，對于提高專家水平是非常有意義的。
2.3 未確知測度模型法
根據國內外相關研究成果，可以發現，有文獻涉及到了一種全新的評價方法，這種方法根據建立未確知測度模型，綜合評價多目標機械設計方案，對于科學決策提供必要的理論依據。未確知測度模型主要包含了部分關鍵性問題，比如：單指標測度和單指標測度矩陣、多指標綜合測度評價矩陣、指標權重以及識別與排序等等。如何對上述這些關鍵性的問題進行處理，將直接影響到模型的準確性與可靠性。
2.4 基于熵權的模糊AHP法
通過相關文獻可以發現：經典AHP法可以解決多層次機械傳動方案評價架構等相關問題，可以作為傳動系統方案評價的理論基礎。但是經典AHP法也存在缺陷：解決模糊問題的過程中，對于尺度選擇過分確切，與此同時，在評價的過程中，決策者不可以對模糊問題的含義進行精確把握，導致在實際操作過程中無法變通處理問題。不僅如此，經典AHP法處理時，人為參與的程度較多，具體人的主觀差異較大，所以，確定結果；會體現出較多的人為因素，從而致使結論的誤差相對較大。而基于熵權的AHP法在對模糊數與熵權進行合理定義的基礎之上，通過分析比較具體性能指標分值，選擇基于對稱三角模糊數從而實現判斷因素矩陣的尺度匹配，最后，選擇模糊區間運算對總的模糊判斷矩陣與熵權進行計算。
3 結束語
在建立機械傳動系統評價模型時，上述四種方法各有各的特點。選擇模糊的綜合評價方法對于機械傳動方案進行評價，可以對全部主要的影響因素做出全面而定量的分析，能夠客觀有效的對較為合理與滿意的方案進行選擇，其不僅適用于機械傳動方案的選擇，也可以用于其余方案的選擇與評價，所以，模糊綜合評價法在機械傳動系統設計中的應用也越來越廣泛。
參考文獻
[1] 彭文生，李志明，黃華梁.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2] 謝慶生，羅延科，李屹.機械工程模糊優化方法[M].北京：機械工業出版社，2002.
[3] 黃華梁，趙小蓮，李小周.甘蔗壓榨機系統可靠性的失效模式影響模糊評估分析[J].中國機械工程，2002，19（10）：1669-1672.
中圖分類號：TH137.332 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0049-02
在大型L電系統實際運行期間，相關部門需要重視液力機械傳動裝置的建設與應用，提升自身工作質量，滿足現代化裝置設計要求，并創新相關工作方式，增強液力機械傳動裝置的應用效果。
1 我國能源出路分析
隨著國家的改革開放，我國經濟效益逐漸提升，對于各類能源的消耗越來越多，導致出現資源浪費與環境污染的現象，抑制了國家環境的發展與進步。我國的能源消耗量較大，甚至是全球的第二位，在能源危機的情況下，相關部門必須要轉變傳統煤炭與石油能源的應用方式，提升新型能源的使用效率，及時發現其中存在的問題，并采取有效措施解決能源短缺問題，提升自身工作質量。對于新能源而言，主要分為幾種形式：其一就是直接行使；其二為間接形式，例如：太陽能、風能、地熱能等，提升自身工作質量，滿足現代化工作要求。同時，相關部門需要科學開發核聚變能源等，保證可以提升現代化能源開發工作可靠性，優化其發展體系，達到預期的能源管理工作要求。另外，相關部門需要根據新能源的開發要求，解決污染問題與資源浪費問題，逐漸提升其工作質量，達到預期的管理目的[1]。
2 液力變矩器在新能源中的重要地位
在新能源體系中，液力變矩器占有較為重要的位置，其屬于液力傳動裝置，可以對能源進行轉換與傳遞，具備柔性優勢，可以發揮先進的工作功能，提升其工作質量。
液力變矩器的應用，是新能源開發中較為重要的液體介質傳遞設備，具備自動化生產優勢，適應能力較強，并且可以對其進行無級變速處理，提升其運行穩定性，增強低速性能，并減少震動現象，發揮自身隔振作用，同時，機械設備的耐磨性能較為良好，相關管理人員與技術人員必須要制定完善的技術應用方案，提升變矩器傳動裝置的應用效果，達到預期的管理目的[2]。
3 大型風電系統概述
在應用液力傳動裝置之前，相關部門需要全面了解大型風電系統的實際情況，并對其進行有效的開發處理，以便于應用先進的調整技術。
第一，風電定義。對于風電而言，主要就是將風中的動力能源轉換成為電能工程技術，或是將風力能源作為動力，對電機進行帶動處理，以便于將風能轉換成為電力能源，提升其工作質量[3]。
第二，風能特征分析。對于風能而言，主要就是在太陽輻射下流動形成，與其他能源相比較，存在較為良好的優勢，主要因為其含量較多，比水能多十倍左右，并且分布較為廣泛，屬于可再生能源。當前，我國相關部門會將風能應用在發電系統中，可以提升其工作質量。在實際發展中，風能屬于隨機變化的現代能源，與風速、風向等產生直接聯系，因此，電力企業可以將其應用在常規的發電中[4]。
第三，風力發電原理分析。對于風力發展而言，主要就是將風動能轉換成為機械設備動能，然后將其轉換成為電力能源，作為風力發電的主要渠道。對于風力發電工作而言，主要就是在實際發電的過程中，利用風力對風車的葉片進行帶動，使其可以更好地旋轉，以此提升增速機械設備的旋轉速度，發揮現代化發電機的應用作用。對于風力發電而言，主要及時風力發電機組，相關工作人員需要對風輪、發電機與鐵塔等進行處理，提升其運行質量，減少其中存在的運行問題。風輪部分，主要就是將風動能轉換為機械動能，屬于重要的部件，相關工作人員需要對螺旋槳等葉輪進行處理，提升發電機組的運行質量。由于風輪的轉速較低，在實際運行中，會出現頻繁的變化情況，導致出現轉動不穩定的現象，因此，相關部門需要對其進行全面的處理，提升其工作質量。
4 液力變矩器在大型風電中的應用措施
在大型風電系統中，相關部門需要科學應用液力變矩器，提升大型風電系統的運行質量，優化其發展體系，增強液力傳動裝置的應用效果，達到預期的建設目的。具體措施包括以下幾點。
第一，變速恒頻設備。在應用變速恒頻風力發電裝置的時候，相關技術人員與管理人員必須要根據基礎恒定數據信息等，獲取與捕捉風能，科學調節電網的功率，并對其進行全面處理，除了可以提升電力系統動靜性能之外，還能增強其運行穩定性，優化變速恒頻設備的應用體系，達到預期的管理目的。技術人員必須要對變槳距進行全面的調整，提升其工作可靠性，科學開展功率調整工作。
第二，新型傳動系統。相關工作人員在應用新型傳動系統的時候，必須要及時發現變速恒頻系統中存在的問題，并根據風輪轉速的變化等，對其進行全面的處理，保證可以快速獲取風能，保證可以提升葉尖速的調整效率，增強風機葉輪與發電機輸入軸之間的配合效果，除了要保證轉速恒定之外，還要對其輸出頻率進行全面的控制，保證與電網的頻率相互一致，以此優化其運行體系。在應用此類系統的時候，相關技術人員需要全面分析閉環控制系統，保證液力傳動的效率符合相關規定，提升大型風電系統的運行質量。在此期間值得注意的是：工作人員與技術人員需要對液力變矩器的轉速進行調節，保證輸出轉速符合相關要求，逐漸提升機械傳動的可靠性，通過完善的設計方式對其進行處理，增強大型風電系統的建設效果。
5 結語
在大型風電液力機械傳動裝置實際設計與應用的時候，相關工作人員需要制定完善的管理方案，科學分析其應用需求，創新工作方式，發揮現代化機械設備的應用作用，提升技術創新可靠性。
參考文獻
[1] 何芳.大型風電液力機械傳動裝置的分析與研究[J].液壓氣動與密封，2012，32（1）：66-71.
0.引言
機械傳動系統概念設計自動化的概念設計可以分為3個階段：需求階段、描述階段以及綜合階段。這三個階段的設計思想主要體現了一種組合創新的策略，在設計過程中的創新思維主要體現在對功能的分解和、功能與結構進行匹配和基于功能分解的結構重組之中。由于功能描述階段往往存在著一定的不確定性和抽象性，這會給整個設計過程帶來一定的不便，因此就有國外的學者通過將機構用于功能與結構之間的搭接作用，從而形成“功能—機構—結構”的模式，通過這種模式可以實現基本機構的重組，而且能將系統轉化為一個全部由轉動副所組成的機構鏈。倘若進一步對機構鏈中的機架和執行構件等進行處理，便可以得到一個運動鏈。
1.對功能原理的構思和選擇
系統功能的方案設計實際上就是一個成功的機械系統設計項目的核心，系統功能的方案設計是否有效，將對整個機械系統以及機械的制造技術產生重要的影響，正因為這個，所以設計人員要詳細地設計機械系統的運動方案和功能原理，從而保障機械系統的有效性，因此在機械系統設計之中制定合理的功能設計方案顯得十分必要。對于功能原理的構思，主要是以使用者的要求以及機械系統設計的預期要求為主，對于符合上述兩種要求的方案進行探索和研究，并對不同的設計方案進行比較，從中選擇出一個比較好的方案。以自動輸料板的設計為例，設計人員在設計過程中，應當對以下幾點進行考慮：第一，要貫徹機械推拉原理，以便能將物料從底層推出，使物料能通過夾料板被輸送到料板上；第二，運用摩擦傳動原理，將從底部推出的物料抽走；第三，通過底層吸取的方法以實現對于料板的固定；第四，運用底部的摩擦輪將物料滾出。通過這幾點對于功能結構的設計，可以將機械系統的使用目標得以實現，再通過對其進行功能設計和對比不同的方案，便可以實現機械傳動系統概念設計自動化。
2.符號方案推理器
2.1. 符號方案推理器的構成
符號方案生成器的構成主要有涉及規則輸入、圖形載體庫、構件相似性分析和符號推理器四個部分所構成。在運行時，符號方案生成器的運行過程是：按照設計要求所規定的內容對設計規則進行確定，再通過對選擇好的圖形載體進行符合設計規則的邏輯操作。在推理器進行推理的過程中，要對每一條設計規則都要對圖形載體中的每一條邊（通常情況下可以稱為構件）進行相似性分析，從而確定推理過程中不會產生冗余的設計方案。相似性分析主要有兩個方面的內容：對有規則操作的構件進行相似性分析、對沒有規則操作的構建進行相似性分析。
2.2. 設計規則
有三種渠道可以對設計規則進行生成，這三種渠道分別為：基于系統功能的分解、對現有的問題進行分析和基于基本機構的重組。通過對運動鏈再生為機構的可能性進行分析，主要有下列9種情況：
2.2.1.通過改變機架在運動鏈中的位置，用G表示機架。
2.2.2.通過改變主動件在運動鏈的位置，用C表示主動件。
2.2.3.通過改變運動鏈之中運動副的形式，用P表示。
2.2.4.通過將二級組改變為齒輪副、凸輪副槽輪副、力作用構建的形式，用R、M、O、F表示。
2.2.5.通過改變輸出構件在運動鏈的位置，用T表示輸出構件。
2.2.6.將運動鏈上不同構件的點作為運動輸出，并用N表示。
2.2.7.用S表示運動鏈中給定構件的位置。
2.2.8.對運動鏈中作為動力特性約束的構件用D表示。
2.2.9.用L表示運動鏈中不同構件實現的相對位置和軌跡。
設計者可以通過這9個方面來實現對設計規則的定義。一般可以先將機架作為第一條設計規則，再去確定主動件的設計規則，然后才是其他設計規則，同時對于P副的規則應當將其寫在規則集的最后[1]。由于設計問題與運動鏈的再生環節都不相同，在這種情況下，設計者就可以根據自己的需求制定相關的規則和符號。設計規則的書寫格式可以如下表示
A（B）[C|D…！E|F…] （1）
該式中 A——整個步驟中再生的功能構件的類型
——構件的拓撲性
（B）——構件之間的重疊關系
[C|D…！E|F…]——構件的鄰接關系
[C|D…——是該規則中的第一部分，代表著相鄰性的要求。
！E|F…]——是第二部分，代表的是不相鄰性的要求。
2.3. 圖形載體庫
作為運動鏈再生符號推理的平臺，在缺乏圖形載體的情況下，符號推理是無法進行的。對于由運動鏈組成的機構，符號方案聲稱其中提供了十桿以下，三自由度以內的全部非同構運動鏈，對于一般多自由度復雜機構而言，完全可以滿足方案設計的需求[2]。
圖形載體的初始狀態可以通過用字符串“00000000（12）”表示。在該字符串中，“0”的數目代表了八桿機構，而“（12）”則表示了八桿非同構運動鏈中的第十二種結構。符號方案的推理的本質其實就是對類似于“00000000（12）”的字符串進行符合設計規則的操作。在字符串的操作過程中，相似性分析對于減少冗余設計方案的產生，提高符號方案生成效率起著至關重要的作用[3]。
3.結語
為了適應當今科技快速發展的潮流，在現今的機械系統的設計過程中，應當從功能設計以及系統設計等多個方面進行對機械系統的設計。文章通過以上的闡述，給出了一種基于設計規則的機械設計自動化的思路，并以此來提高機械系統的自動化的程度，這對提高機械系統的可操作性和實用性，促進我國的機械制造行業的發展有著一定的幫助。
參考文獻：
[1]王玉新，騫軍，顏宏森.構建相似分析的方法[J].天津大學學報.2010（3）
1 概述
隨著齒輪傳動向重載、高速、低噪、高可靠性方向發展，現代齒輪設計對齒輪傳動系統的靜、動態特性提出了更高的要求。齒輪設計的主要內容之一是強度設計，因此，建立比較精確的分析模型，準確的掌握齒輪應力的分布特點和變化規律具有重要的意義。①③④
設計模型的幾何尺寸及邊界條件如下表所示，大齒輪與小齒輪的齒厚為10mm，兩個齒輪的中心距離為81mm。小齒輪為主動齒輪，大齒輪為從動齒輪，小齒輪均勻轉速0.2rad/s，大齒輪承受600N.m的阻力扭矩，計算時間為1s.（如表1表2）
2 模型的建立
定義小齒輪漸開線，定義小齒輪根部過渡曲線，定義小齒輪齒廓線，建立小齒輪模型，同理建立大齒輪模型，調整兩個齒輪的位置，如圖1所示。
3 齒輪有限元網格模型的建立
在Ansys中對齒輪副進行分析，首先要建立齒輪的有限元網格模型。依據齒輪嚙合模型參數，把根據齒面方程設計的專有程序計算結果導人Ansys，建立齒輪單齒有限元網格模型如圖2所示。針對所建齒輪模型，在齒高方向劃分了17層單元，過渡部分劃分4層單元，齒厚方向劃分41層單元，為節省計算資源，省略了齒輪的輻板和輪載部分等對接觸分析結果影響不大的部分。該模型共有7896個節點，7678個單元，輪齒采用Solid45八節點線性等參元，將生成的單齒模型數據導人到Ansys中，并對其進行旋轉復制等操作，把單齒模型拓展為有限元網格模型。
4 齒面接觸情況及分析過程
在上述模型上施加扭矩，對面齒輪副進行分析計算。由于面齒輪的傳動誤差都很小，一般都在10-4-10-2范圍內，基本上呈一條直線，并且波動性不大。下圖給出面齒輪輪齒在一個嚙合周期內5個嚙合位置的接觸情況。其中：圖3為初始嚙合位置的接觸情況，圖4為嚙合終了位置的接觸情況。圖中顯示了不同啃合位置面齒輪輪齒接觸區域的位置和形狀變化，反映了齒輪副的啃合性能。理論上講，面齒輪啃合時為點接觸，而在加載時齒面形成橢圓狀接觸區，接觸區的大小用接觸橢圓的長軸來衡量。
根據圖1的仿真結果和數據結果，對右齒齒面的接觸應力和長軸數據進行分析可知：右齒為中間齒和上一齒相接觸的齒，在開始狀態下，它的接觸長軸由3.261mm減小到2.832mm，齒面接觸應力由8497MPa上升到10771MPa。對中間齒進行分析可知：中間齒在嚙合過程中，始終處于嚙合狀態，齒面應力變化為從8497MPa增加到12431MPa然后又下降到10771MPa，齒面接觸橢圓從10.673mm減小到4.382mm，因為隨著齒輪的旋轉，中間齒始終處于穩定嚙合狀態，由上一齒的嚙合狀態到下一齒的啃合狀態的轉化中，右齒上的載荷逐漸減小，而左齒上承擔的載荷逐漸增加，從而引起中間齒上載荷的先增大后減小。隨著左齒上載荷的增加，中間齒上分擔載荷減小，引起接觸區域接觸橢圓長軸的減小。由左齒的圖像和數據可以看出，對應于面齒輪初始位置旋轉1°-3°，雖然左齒上分配載荷沒達到最大值，但引起較大的應力變化，發生了應力集中，應力最大值10771MPa，隨后由于接觸點向下移動，邊緣接觸現象消失，接觸應力和接觸區域趨于正常。②⑤⑥⑦⑧
5 結語
（1）對于一個嚙合周期的數值結果表明，面齒輪的嚙合軌跡基本上呈一條直線。所建模型能夠準確真實的模擬嚙合過程中應力和接觸區域的分布，以及位置的變化。（2）面齒輪在嚙合的過程中，為2-3個齒同時接觸，并且隨載荷的增大，接觸區變大。但在3個齒嚙合到兩個齒嚙合轉化的過程中，面齒輪齒面發生邊緣接觸，增大載荷可改善這種情況，但接觸應力變大。（3）如果把齒輪副的各種誤差分解為軸夾角誤差，軸交錯誤差和軸向誤差，利用本文所建模型可對更接近與齒輪的實際工作情況的、在各誤差存在的條件下的接觸情況進行分析。
參考文獻：
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[4]王延忠，等.面齒輪齒面方程及其輪齒接觸分析.機床與液壓，2007.
[5]方宗德.齒輪輪齒承載接觸分析（LTCA）的模型和方法.機械傳動，1998.
駕駛員模型用于模擬駕駛員的操作，以跟蹤設定的車速歷程（即目標車速），使仿真所得的實際車速與驅動循環目標車速之間盡可能接近。駕駛員模型實際是個車速控制器，模型中采用PID控制器將輸入的目標車速與實際車速的差值轉變為加速踏板信號或制動踏板信號，該PID控制器可由式（1）表示：
（1）
式中： ―比例系數， ―積分系數， ―微分系數， ―油門踏板開度或制動踏板開度。
據此理論建立的駕駛員模型如圖1所示。
二、發動機模型
本文中所用到的發動機模型主要是發動機穩態轉矩特性模型，即指發動機轉速與發動機輸出轉矩和油門開度的關系，通過發動機臺架試驗或廠家提供的數據得到的發動機轉矩特性，如圖2所示。對于發動機模型的建立忽略了發動機和泵輪引起的慣性力矩，同時結合研究內容的需要對發動機模型考慮當油門開度為零并且車速也為零時，發動機輸出扭矩為零；當油門開度為零且發動機轉速較低時，發動機輸出為怠速轉矩。
根據以上分析，基于兩參數（油門開度和車速）換擋規律，建立的發動機模型如圖3所示。
三、傳動模型
自動變速動力傳遞過程是由發動機提供動力源，輸出給液力變矩器泵輪，經液力變矩器變矩后，由渦輪將動力傳遞給變速器齒輪傳動機構，齒輪機構經換擋執行元件的動作情況輸出不同傳動比，從而將動力輸出。自動變速器傳動模型就是根據動力傳遞過程而建立，包括液力變矩器模型和機械傳動模型，如圖4所示。
1.液力變矩器模型
本文中的液力變矩器為單級、雙相、三元的液力變矩器，其性能一般是由泵輪和渦輪軸上的扭矩和轉速間的關系來確定的。由于液力傳動的過程非常復雜，故通常將液力變矩器的特性用數學模型來表征。
其數學模型如下：
（2）
式中：M p―泵輪扭矩，M T―渦輪輪扭矩，λ B―泵輪轉矩系數，n p―轉速，K ―變矩比，η ―液力變矩器的效率，i ―速比，γ ―傳動油重度（N/m3），D ―液力變矩器循環圓直徑（m）。
根據液力變矩器傳動原理及數學模型建立的液力變矩器仿真模型，如圖5所示。
2.機械傳動模型
自動變速機械部分動力傳遞通過機械傳動模型實現，包括齒輪傳動模型及換擋執行元件模型，機械傳動模型數學模型為：
（3）
式中： ―變速器的輸出扭矩； ―變速器的輸入扭矩； ―變速器的出轉速； ―變速器的進轉速； ―變速器各擋位的速比；η ―機械傳動效率。
所建立的仿真模型如圖6所示。
四、自動換擋模型
采用車速和油門開度為控制參數，進行換擋規律的計算，所制定的換擋規律如圖7所示。
將換擋規律存儲在自動變速器電子控制單元（TCU）的存儲器中，在自動變速器正常運行時，由各種傳感器采集當前車輛運行狀態信息，通過TCU所設定的控制規律將這些信息與換擋規律相比較，隨后通過TCU中的邏輯判斷程序完成是否換擋的決定，若符合換擋條件，則TCU向執行機構發出執行換擋的信號，實現自動換擋。
1.換擋邏輯輸入量
依據兩參數換擋規律所建立的自動換擋模型如圖8所示，該模型的自動換擋功能是通過換擋邏輯模塊來實現的，換擋邏輯模塊的輸入量并不是升降擋的車速信息，而是將換擋區域劃分為幾個不同區間，換擋線作為不同區間的分界線，不同車速和不同油門開度下，所對應的區域信息作為自動變速器換擋模型中換擋邏輯模塊的輸入量。
2.換擋邏輯模塊
換擋邏輯模塊采用Stateflow建立，Stateflow是有限狀態機的圖形實現工具，可用于解決復雜的控制邏輯問題，所謂有限狀態機，就是在系統中有可數的狀態，在某些事件發生時，系統就從一個狀態轉換到另一個狀態，可以設計從一個狀態到另一個狀態的轉換的條件，在每對相互轉換的狀態下都可以設計出狀態遷移事件，從而夠成狀態遷移圖。如圖9所示為自動變速換擋邏輯模型，該模型包括兩個并列的狀態圖：擋位轉移（shift）和擋位控制（shift_control）。在shift狀態圖中，有兩個擋位狀態，定義了upshift和downshift兩個狀態轉移事件，作為擋位變換的條件，而upshift和downshift兩個狀態轉移事件是由shift_control狀態圖進行控制。shift_control狀態圖包含有三個狀態：擋位保持（steady）、升擋（upshifting）和降擋（downshifting）。當shift_control被激活后，無條件轉移激活steady，然后通過判斷狀態轉移條件是否滿足，如果滿足則激活upshifting或者downshifting狀態；如果不滿足條件，則維持steady狀態。
五、液力自動變速器仿真
將所建立的駕駛員模型、自動換擋模型、傳動模型與發動機模型以及車輛模型結合在一起構成整車動力系統模型，如圖10所示。
將整車參數輸入到模型中，然后進行循環工況仿真，設置仿真時間為1400s，仿真結果如圖11所示。
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎，應用現代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛的應用于國民經濟的各行各業，在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優點：易于實現直線運動的速度位移及力控制，驅動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點：(1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統的輸入信號的功率很小，而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中，控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件，常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優點：
(1)液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
（2)液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1／10，可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速，調速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
(3)傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易的實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化，便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點：(1)液壓系統的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作：(3）為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度
精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級。總之，高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體
確定改造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先做技術性較低的、工作量較大的工作，然后做技術性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性
數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備，如果發生故障其損失就更大，所以提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，它的規定條件是指其環境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規程等。這里的功能主要指數控機床的使用功能，例如數控機床的各種機能，伺服性能等。
五、結語
液壓技術在高、新、尖技術裝備中有著舉足輕重的作用，掌握液壓控。
參考文獻
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎，應用現代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛的應用于國民經濟的各行各業，在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優點：易于實現直線運動的速度位移及力控制，驅動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點： (1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差?！?3)系統的輸入信號的功率很小，而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中，控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件，常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優點：
1 液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2 液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1／10，可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速，調速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
3 傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易的實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化，便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點：1液壓系統的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級。總之，高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先做技術性較低的、工作量較大的工作，然后做技術性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎，應用現代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛的應用于國民經濟的各行各業，在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優點：易于實現直線運動的速度位移及力控制，驅動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點：(1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統的輸入信號的功率很小，而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中，控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件，常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優點：
1液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1／10，可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速，調速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
3傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易的實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化，便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點：1液壓系統的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級?？傊呔鹊目刂葡到y必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先做技術性較低的、工作量較大的工作，然后做技術性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2013）11-0103-03
一、引言
根據全國高職院校的教學改革經驗，工學結合、教學做一體化是目前高職院校廣泛推崇的一種教學模式。但是，這一教學模式的實施必須具備一定的師資力量、物質設備、實習場地等條件。要做到每一個專業、每一門課程都全面實行一體化教學模式，實施起來難度較大，這就需要有一個循序漸進的過程，即一個過渡期。在這一過渡期，我們該如何做？就目前大部分高職院校的現狀來看，課堂教學仍然占了較大的比重，在這種情況下，如何設計教學內容和教學模式，是每一位教育工作者值得深思和探討的問題。
二、從實際出發，積極推進課程教學的單元、整體設計（一）課程教學的整體規劃與設計
機械設計基礎不僅是一門技術基礎課，而且也是一門能直接用于生產的設計性課程。本課程的教學目標不僅在于傳授常用機構和通用零件的基本知識、基本理論和基本設計方法，更重要的是培養學生的實際機械設計能力。高等職業教育要辦出特色，就應按職業崗位所需的知識結構和能力結構以及生產實際需要來構建以職業技術能力為主的課程體系。據此，應將機械設計基礎以章節劃分的課程內容設計成為若干個教學單元：機械的組成及特性、聯接、機械傳動、支承零部件、機械設計綜述等。本課程新的課程結構，首先從機械的整體出發，從宏觀上使學生了解機械整體的基本知識和要求，把握每個模塊和整體的關系，從簡易的聯接入手，到各種機械傳動、支承結構；以機械傳動為課程重點，把握各種機械傳動的特點，為培養學生機械安裝和調試能力奠定良好基礎。
（二）教學單元內容設計
高職教育教學內容及課程體系強調理論知識的應用，要求按照一線生產實際需要授課，其課程體系突出能力與素質的培養，教學內容應擺脫學科系統性、完整性的束縛。按照這一思路，需對教學內容進行調整：（1）機械設計都是以機構運動簡圖為研究模型的，建立機械運動簡圖是機械設計的基礎，因此，應把機構的結構分析，機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號，機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。（2）對機構設計部分的內容，過去是以講授圖解法為主，隨著計算機輔助機械設計的廣泛應用，其教學內容應該逐漸轉換為以講授解析法為主。（3）對于機械傳動和零件設計部分，應減少計算公式的推導過程，增加零部結構設計的內容和一些設計參數的選取原則，并加強對機械運行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等，多向學生介紹機械方面的新發展、新思路，以開闊學生的眼界。
在過去的教學中，通常只重視設計計算，認為學生只要會計算就達到要求了，而輕視結構設計，以及結構設計與工程實際技術問題緊密結合的部分，導致教學與實際脫節。如滾動軸承這一章，軸承裝置設計在教學中往往不作為重點，但卻是生產一線技術人員接觸最為廣泛的內容。因此，可以把這章內容進行重新整合，把軸承裝置設計作為重點，要求學生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調節、、密封等實踐性很強的技術問題。在學習了這些基本知識的基礎上，再舉一些工程實例，如CA6140車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學生重點掌握軸承的組合結構、軸承的調整以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。通過整合，使學生既學會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應用技術，同時使學生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
1對課程單元、整體設計及一體化教學的思考
（三）單元設計要堅持“必須夠用”原則
進行單元教學設計時，需堅持“必須夠用”原則，刪除不必要的理論推導和證明。高等職業教育培養目標強調的是人才的應用性，畢業生所從業的崗位決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈像研究型人才那樣了解得清清楚楚，而應注重于如何運用這些公式、定理、方法等來解決實際問題。
如機械設計基礎中凸輪機構從動件運動規律中的速度、加速度方程的推導過程；帶傳動即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間的關系式的推導過程等都應刪除或略講。與先前所學課程重復的內容、偏深偏難而又不實用的內容、因科學技術發展進步而落后的內容也應刪除。
（四）單元設計需不斷完善
進行單元教學設計時，不斷完善必要的基本知識和理論，增加基本設計方法和實踐性內容。機械設計所需的基本知識和基本理論、緊密結合工程實際且多樣化的設計方法，是培養學生機械設計能力的根本保證。而以往的教材對此注意不夠，具體表現為：（1）基本設計計算原理和設計方法介紹得較少，致使學生解決實際問題的思路少、方法少。例如：平面四桿機構的設計，一般教材只介紹按給定連桿的2個（或3個）位置設計，以及按行程速比系數設計等兩三種方法；軸上零件的定位固定，一般也只介紹軸肩、軸環、套筒等幾種方法。（2）對設計方法和步驟缺少分析、總結和歸納，不利于學生整體設計思想方法的形成。（3）實用性、實踐性內容少，不利于學生應用所學理論知識和方法解決工程實際問題能力的培養。
（五）單元設計的評價
一堂職業教育的好課既要看教師是否認真進行了突出職業能力培養的單元教學設計，又要看是否圓滿地按照設計進行了實施，取得預定的教學效果。綜合起來，主要應從以下幾個方面進行評價。
1.單元目標的評價。單元目標包括職業能力目標和知識目標。單元目標一經設定，應當嚴格遵照執行，不能隨意更改。但可以將其進一步分解細化，確定重點、難點及解決辦法，使之更加明確、具體，更具可檢驗性。另外，還可結合課程教學內容的實際，適當添加德育或人文目標，但不能盲目拔高或擴張。
職業能力目標同知識目標一樣，不能隨意更改。必須對訓練項目實施步驟、方式、訓練素材、所需場地器材及工具、安全事項、考核方法等做出規劃與安排。
2.單元教學過程的評價。單元教學過程的設計與實施是實現培養目標的途徑，是提高課堂教學效果和效率的重要環節，也是單元教學設計和現場實施中最重要、最難、最能體現教師教學能力的環節，因此，這是單元教學評價的重要方面。應重點考核職業能力訓練過程、步驟、方法、手段的設計與實施是否符合學生職業能力提高和知識認知的規律，是否能夠激發學生的學習興趣和內在動力，重點是否突出，難點是否得到有效化解，實訓條件是否準備充分，教師操作是否熟練，指導學生是否得法，各步驟時間分配是否合理等等。
三、推進“教、學、做”一體化模式，提高教學效率和質量針對機械設計基礎課程的特點，真正實現“教、學、做”一體化教學模式，提高教學效率和質量，需做好以下幾方面的工作：
（一）理論聯系實際，激發學習動力
機械設計基礎是與工程實際聯系緊密的課程，教學過程中應特別注重理論聯系實際。如講解平面機構時，可列舉實際機器（內燃機、汽車等）和日常生活中（縫紉機的踏板機構、農用水井壓水機構等）的應用實例，并介紹與專業有關的金屬切削機床――牛頭刨床的應用實例，增強基礎課與專業課之間的聯系，使理論知識和實際應用有機地結合起來，激發學生學習的動力。
（二）講練結合，精講多練
對機械設計基礎基本概念的講解要強調聯系實際，講練結合，即在各章節安排相應的練習，還安排一些階段性的綜合練習，提高練習的綜合程度，注重方法的運用和掌握，注意對各種理論、方法的綜合應用進行總結。使學生學牢學活知識，并具有應用知識解決問題的能力。
分析討論是開發學生智能，鍛煉學生膽量，培養學生科學思維能力的有效教學方法。討論的內容可以是概念題討論、綜合題討論、自選題討論。例如，經常布置一些較重要的概念性思考題，讓學生課外思考，下一次上課進行提問。適當討論，這樣可以促進學生課外自學，加深對基本概念的理解。
（三）建立必備的實驗、實訓條件
機械設計實驗、實訓是學生職業技能培養的重要環節，因為實驗項目是以機械工程技術為背景的，如通過漸開線直齒圓柱齒輪參數測定和減速器的結構分析、裝配實驗等，使學生學習和掌握具體的測試技術、測量方法，熟悉測量工具與設備。教師在指導過程中還可進行一些創新，設計并提出一些新的實驗內容，如可選用一些磨損過的齒輪和使用過的減速器，通過分析，提出一些具體的修理、調整、改進的意見和解決問題的方案。這樣，既鞏固和加深了理論知識，又使理論知識與實踐能力培養有機結合起來，同時使學生覺得學有所用。
（四）搞好課程設計，培養學生綜合技能
機械設計基礎的課程設計是把學生學過的各學科知識較全面地綜合應用到實際工程中去，力求從課程內容上、從分析問題和解決問題的方法上，從設計思想上培養學生的工程設計能力。首先，在選題上要考慮培養目標，有針對性，有側重面：可選二級減速傳動裝置作為設計題目，其中，一級為v帶傳動，另一級為單級斜齒圓柱齒輪傳動。這樣的選題，既包括本課程的主要內容，又使學生得到較為全面的訓練。在設計之前，應先組織學生對該傳動裝置進行拆卸、安裝，使學生熟悉裝置的基本構造，整體組成結構及各部分結構、功能、裝置和調整；各個零件之間的連接關系與特點，然后找出標準件與非標準件，明確傳動裝置布置形式與空間位置的關系，建起一個立體的概念，避免出現閉門造車和照抄照搬式的設計，與生產實際相脫節。在設計過程中，許多參數不可能完全由計算決定，需要借助畫圖、初選或初估等手段，并且通過畫圖、計算、修改交叉進行，同時要求學生認真閱讀參考資料，學會查閱相關手冊等。
兩級封閉行星齒輪傳動系統若在兩條傳遞路徑上分配輸入功率，則通過雙路徑傳動使其構件上轉矩減小，在傳遞相同載荷條件下結構更加緊湊；另外，通過速度合成，擴大了傳動比選擇范圍，可靈活地選擇傳動比，尤其對一些嚴格要求傳動比的場合，可精確地得到傳動比，如航空加法傳動[1]。由于封閉行星齒輪傳動的上述優點,廣泛地應用于工業機械、起重機械、建筑機械、冶金機械以及航空機械等現代機械傳動領域。另外，由于封閉行星齒輪傳動可以進行多個動力源的功率分流與匯流、結構緊湊，使其在混合動力車輛傳動系統得到了廣泛應用，如艾里遜油電混合器、豐田普銳斯的油電混合系統。
每對齒輪副所傳遞的功率取決于齒數比和輪系結構，即輪系結構和齒數比決定著齒輪副的功率流。然而，如果封閉行星齒輪傳動系統各支路的傳動比選擇不當，將會使其內部存在較大的循環功率[2-6]（封閉功率）。循環功率的存在加大了構件上的載荷,加劇了磨損，產生較大的振動和噪音，嚴重降低了傳動系統的性能。文中通過對兩級封閉行星齒輪傳動系統的功率流分析，說明合理地選擇單元傳動比可獲得高效率的傳動，介紹一種避免功率循環的單元傳動比配置方法。
1 兩級行星齒輪傳動系統
簡單的單級行星齒輪傳動系統有3個運動的基本構件，為兩自由度系統。通過接入一個控制元件，制動一個構件或者使2個構件剛性連接，使其成為具有確定運動的單自由度系統，因此，可通過給定一個構件的運動來實現對其它構件運動的控制[2]。
兩級行星齒輪傳動系統具有四個自由度，需要接入3個控制元件來形成單自由度傳動系統，其中，3個控制元件可以選擇性地制動某些構件或者剛性連接某些構件。當構件剛性連接時，其上所產生的轉矩和速度直接決定著輸入功率在內部路徑上的分配，以及在內部路徑上的循環。
如表1中(a)所示，若將兩個簡單的單級行星齒輪傳動相互串連，則可形成兩級行星齒輪傳動系統，不考慮損失，輸入功率流經每一個單元（構件A 、B、d、e分別為輸入、輸出、連接、制動構件）。
如表1(b)(c)所示，若將一個簡單的單級行星齒輪傳動系統與一個差動行星齒輪傳動系統進行封閉式連接，就形成了兩級封閉行星齒輪傳動系統，其中只有一個固定構件，單元間通過構件剛性連接。很明顯，(b)中輸入功率pin在r1利用雙路徑傳遞，其中一部分功率p1通過r2傳遞給輸出軸，另一部分功率p2繞過r2傳遞給輸出軸。(c)中輸入功率pin在r1利用兩條路徑傳遞，其中一部分功率p1通過r1傳遞給r2，另一部分功率p2直接傳遞給r2，然后在r2處匯流輸出。所有的兩級行星齒輪傳動系統的連接都可簡化為表1結構簡圖的形式。文中只考慮表1中(b)、(c)具有功率分流形式的兩級封閉行星齒輪傳動系統。
2 運動學關系
表1(b)中轉矩和功率由兩條路徑輸出，稱為功率分流輸出型兩級封閉行星齒輪傳動系統；表1(c)中轉矩和功率由兩條路徑輸入，稱為功率分流輸入型兩級封閉行星齒輪傳動系統[6]。二者廣泛地應用于動力傳動系統中，文中主要以二者為研究對象。傳動系統內將給定方向上功率流定義為正方向，若實際功率流方向與定義的方向相同，則為正；反之，則為負。因此，需要通過計算來判定實際功率流的正負號。
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Research on Design of Two-stage Closed Planetary Geared Systems
Duan Fuhai，Zhong yong
由于液壓系統需要有一定的壓強來推動，所以提高壓強便成為了增大液壓系統傳動能力的重要研究方向，本文通過全面分析液壓系統的結構，提出針對性的增壓措施，提高工業生產效率。
1.液壓系統簡述
近年來，我國的液壓技術有很大的提高，已不再單純地使用國外的液壓技術進行加工，而是更多地使用自我研制的液壓系統。據國家科學定義，以油液作為工作介質，利用油液的壓力能并通過控制閥門等附件操縱液壓執行機構工作的整套裝置稱為液壓系統。液壓系統的原理為通過增大壓強來增大傳動力。一般的液壓系統主要由五個部分組成：動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。一個完善的液壓系統取決于合理的系統和液壓系統中各元件性能優劣。另外，液壓系統的壓力提升尤為重要，根據其原理可知，增加壓強可改變傳動系統的作用力，因此，我國的科研人員一致致力于研究增大壓強的措施。
1.1.動力元件
動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能。例如：液壓系統中的油泵，它吸收原動機的機械能，并產生高壓，迫使油液產生巨大流動力，向整個液壓系統提供動力。
1.2.執行元件
執行元件的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。例如：液壓缸和液壓馬達，通過接收油液產生的作用力，并通過推動發動機運動，使其轉換為機械能，并推動生產中需要動力的負載進行運作。
1.3.控制元件
控制元件在液壓系統中的作用是控制和調節液體的壓力、流量和方向，即系統中的液壓閥。根據每個液壓閥的控制功能不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類。壓力控制閥又分為安全閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。流量控制閥分為節流閥、調整閥、分流集流閥等。方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。另外，由于液壓閥的控制方式不同，又可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
1.4.輔助元件
輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等，用于完善和填補整個液壓系統，保證它的正常運作。
1.5.液壓油
液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質。例如：各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等。
2.液壓系統的優缺點分析
2.1.液壓傳動的優點
2.1.1.體積小、重量輕，慣性小，當生產過程中由于故障或失誤造成瞬間過載或停止工作時，不會發生巨大沖擊。
2.1.2.能夠完成在液壓系統給固定的范圍內實現平穩、自動調節牽引速度的功能，并可實現無極調速。
2.1.3.容易換向，可以實現在不改變電機旋轉方向的情況下，簡單、方便地使工作機構在旋轉和直線往復運動之間進行任意需要的轉換。
2.1.4.液壓系統中的液壓泵和液壓馬達之間使用油管進行連接，因此，兩種設備在占地考慮和方位布置上彼此不受限制。
2.2.液壓傳動的缺點
2.2.1.使用液壓傳動主要使用油液作為介質，因此若要使工作油始終保持清潔，則會增加維護的費用和人力。
2.2.2.對液壓元件的精度要求高，因此會產生較高的設備成本。
2.2.3.因主要的工作介質是油液，因此會存在一定的火災隱患。
2.2.4.由于油液的流動性主要靠壓強產生，自我流動力較小，慣性較小，因此傳動力較弱，傳動效率低。
3.液壓系統增壓
3.1.液壓系統增壓的重要性
通過分析液壓系統的優缺點可知，雖然液壓系統操作簡單，設備不受空間限制，但由油液的流動性產生的傳動力較小，無法滿足工業的高強度工作要求，因此增壓成為了決定工業產值的重中之重。通過簡述液壓系統的構造和原理，液壓系統的動力主要由壓強大小決定，因此，怎樣在幾個構成部分進行不同方式的增壓成為了解決問題的關鍵。
3.2.液壓系統增壓的措施
3.2.1.動力元件增壓
動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能。因此，提高原動機的機械能，進而推動油液吸收更多機械能，產生較大壓強，迫使油液流動性加快，從而產生較大的作用力，釋放至下一環節后，帶動負載運作，從源頭提升液壓系統工作效率。
3.2.2.控制元件增壓
控制元件在液壓系統中的作用是控制和調節液體的壓力、流量和方向，即系統中的液壓閥。因此，可提高每個液壓閥的固定閥值，當液壓系統中的油液壓力到達一定程度后，再進行運作，并根據所需傳動力的大小設置閥值的大小，研制可間接顯示傳動力大小的具有平滑調節能力的閥值。
3.2.3.輔助元件增壓
輔助元件作用為完善和填補整個液壓系統，保證它的正常運作。例如：油箱。工業上現已開始運用油箱輔助增壓系統進行增壓。油箱輔助增壓系統的工作原理為：
由電動機通過聯軸器帶動齒輪泵轉動，從油箱中吸入經過吸油過濾器的液壓油，經過齒輪泵的作用，輸出一定油壓的油液到柱塞泵，提升柱塞泵入口油壓，從而減少柱塞泵氣穴現象，相應減少液壓系統的壓力波動，使液壓元件工作平衡。
4.結束語
工業生產中效率決定產值，因此使用液壓系統時的增壓問題成為重點研究課題，本文通過對液壓系統的各項組成結構和優缺點分析，提出增壓的重要性及根據不同組成部分的針對性措施，著力提高液壓系統傳動能力，提升工業效率，增加產值。
參考文獻：
