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机械传动的定义范文1
轴承作为传动轴的关键支撑零部件，在多载荷、多工况下，轴承寿命的正确评估成为工程机械传动系统设计过程中的重要环节。文中以一工程机械多轴传动系统为研究对象，在9种工况挡位下，运用Romax软件建立传动系统的虚拟样机，通过ISO轴承寿命计算法和轴承修正寿命计算法对轴承寿命仿真计算，由模拟数据评估轴承的使用寿命，为传动系统设计过程中的轴承选型设计和寿命分析提供参考。
关键词：
工程机械；轴承；寿命计算；虚拟样机；仿真计算
0引言
自20世纪50年代液力传动技术出现以来，工程机械传动系统为适应多工况、多挡位工程需求，经过机械到液力、手动到自动、行星式到定轴式，多种传动形式的变革和发展，促进了工程领域的发展和进步[1-3]。其中轴承作为传动轴的关键支撑零部件，在多载荷、多工况下，轴承寿命的正确评估成为传动系统设计过程中的重要环节。本文以一工程机械多轴传动系统为研究对象，其支承系统由圆锥滚子轴承承受轴两端轴向力和径向力，由齿轮轮毂处的推力圆柱滚子轴承和径向滚针轴承组合承受斜齿轮的径向力和轴向力。在传动系统的9种载荷工况下，轴承寿命计算成为轴承选型设计的重点。由于工况多，轴承型号及数量多，纯手工计算较复杂[4]。本文介绍Romax的两种轴承寿命计算方法[5-8]，建立系统的虚拟模型仿真轴承寿命计算，为系统设计过程中的轴承选型设计提供参考。
1多轴传动系统轴承支承布局
多轴传动系统由圆柱斜齿啮合传动，7个轴系组成，每个轴系两端由圆锥滚子轴承支承，离合器齿轮通过一列或几列滚针轴承与轴联接，两边采用推力圆柱滚子轴承承受径向力，动力由SR轴输入，SC轴输出，如图1所示。
2轴承寿命分析理论
1）ISO轴承寿命计算公式为L10,ISO=a1a2a3（C/P）n。（1）式中:a1为可靠性修正系数；a2为材料修正系数；a3为修正系数；C为轴承额定动载荷；P为轴承当量动载荷；n为寿命指数，球轴承为3，滚子轴承为10/3。ISO轴承寿命计算采用当量载荷计算方法，考虑轴向和径向载荷，但没有考虑单个滚动体承载情况，也没考虑滚道承载能力，计算的轴承寿命有限制，可以做一定的参考。2）轴承修正寿命计算公式为：L10,Adjusted=flz•L10,ISO；（2）flz=（Pe/PeISO）n。（3）式中:Pe为实际运转中滚动体当量载荷；PeISO为ISO轴承计算条件下即不考虑滚子偏斜、轴承游隙、预载荷、高速离心效应时滚动体当量载荷；flz为区域载荷系数，考虑运动过程中滚动体承载情况，其值总是小于1.0，但少数情况下滚动体载荷分布情况优于ISO轴承计算结果时，其值超过1.0。
3建模
利用Romax的建模功能建立起多轴传动系统的虚拟样机模型，见图2。仿真计算时，采用SKF轴承数据，部分轴承通过自定义增加到数据库中。多轴传动系统中选用的轴承型号见表1。传动系统的各载荷工况见表2。
4分析
Romax对每个载荷工况下的轴承寿命有小时数和损伤百分比计算结果。损伤百分比是载荷工况持续时间与计算出的寿命时间比值，当损伤百分比大于100%时，轴承容易损坏。对于多载荷工况，Romax对轴承寿命计算依据Miner法则叠加各载荷工况下的小时数和损伤百分比，当损伤百分比超过100%时，轴承容易损坏。表3列出了轴两端圆锥轴承寿命的计算结果。分析表3数据可知，修正寿命小时数低于ISO寿命小时数，前者损伤百分比也更大。修正寿命计算方法较ISO寿命计算方法更安全，更有参考性。对于圆锥滚子轴承而言，一个载荷循环后，轴承L3Taper-R损伤百分比最高为36.272%，最低寿命小时数为12406.415h，对于4500h需求来说，足以满足寿命要求。
5结论
工程机械多轴传动系统轴两端采用圆锥滚子轴承、齿轮毂体处由滚针轴承和轴向推力轴承为支承结构，轴承类型、数量较多，借助Romax建立系统的虚拟仿真模型，通过ISO轴承寿命计算法和修正寿命计算法，仿真计算传动系统的各轴承寿命，分析仿真数据，评估轴承寿命，对传动系统的轴承选型和设计奠定一定的基础。
参考文献：
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机械传动的定义范文2
【关键词】UG；二次开发；参数化；谐波齿轮
Application of UG Secondary Development Technology to Design of Harmonic Gear
YAO Ji-wei ZHANG Shi-long FENG Li DONG Ling
（Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China）
【Abstract】By using the joint development of technology of UG/Open and VC++， the harmonic gear system is achieved by UIStlye interactive dialog. The main process and key technology of the second development of UG. Simple and easy to operate， the system can be used to improve the design efficiency of harmonic gear. The system will make contribution to the force analysis of different material and structure.
【Key words】UG；Second development；Parameterization；Harmonic gear
0 引言
谐波齿轮传动是20世纪50年代后期随着航天技术的发展而出现的一种重要的机械传动方式，具有结构简单、体积小、重量轻、传动比大、传动精度高等独特优点[1]，已被成功地应用在航空航天、光学仪器以及通用机械（如低速重载的起重机绞盘、矿山隧道运输用井下转辙机）、雷达系统等领域中。谐波齿轮传动系统中，虽然只有3个主要构件――柔轮、刚轮和波发生器（见图1），但各构件的参数较多，且直接影响工作性能及使用寿命。对谐波齿轮传动系统进行参数化设计，可提高设计效率和设计质量，缩短产品设计周期。
图1 谐波齿轮传动
1 开发思路
针对设计要求，在UG用户界面中交互输入谐波齿轮传动系统的初始参数，通过Visual C++程序对这些参数进行读取、计算，得到谐波齿轮传动系统三大主要零部件（柔轮、刚轮和波发生器）的设计参数，并通过调用UG绘图函数实现主要零部件的三维建模。
2 零部件关键参数设计
利用UG进行二次开发最常用的有两种基本形式：第一种为在UG界面上进行参数化建模，再利用UG/open UIstyler、UG/API语言和VC++语言联合进行程序设计、编译、链接生成动态链接文件，执行相应的菜单命令，系统将调用相应的对话框完成特定功能，此种方法适用于大批大量、系列化生产，且结构相对简单的零部件；第二种为利用UG/open UIstyler创建功能对话框，零部件的所有参数通过UG/API语言和VC++语言联合进行程序设计来实现，最终在UG界面呈现，此种方法适合专有零件、单件生产或者结构相对较复杂的零部件上[2-5]。根据谐波齿轮传动系统的特点，本文选择第二种设计方法进行谐波齿轮传动系统的设计。
柔轮是谐波齿轮传动系统中的关重件，主要由圆柱壳体与齿圈组合而成，其结构及尺寸如图2所示，主要参数包括：1）基本数据：柔轮齿数、传动比、负载转矩、模数、变位系数、柔轮分度圆直径、柔轮齿顶圆直径、柔轮齿根圆直径、柔轮齿高、柔轮初始变形量等（选择压力角为20°C的渐开线齿廓）；2）结构数据：柔轮内径、齿圈宽度、筒壁厚度、筒长、筒壁外圆直径、凸缘厚度、齿圈前沿宽度等。
图2 柔轮结构及几何尺寸
3 UG二次开发
3.1 环境设置
1）安装Unigraphics软件（须确保安装ugopen和ugoenpp模块）；
2）建立D：＼UG OPEN++目录，并在其菜单下新建startup和application文件夹；
3）增加环境变量UGII_USER_DIR，其值设为D：＼UG OPEN++；
3.2 开发流程
作为UG最常用的二次开发工具之一，UG/Open是一系列函数的集合，也是UG与外部应用程序之间的接口，以开放性架构面向不同的软件平台，提供灵活的开发支持。本文采用UG API语言和VC++语言联合进行二次开发，开发流程如图3所示。
图3 UG二次开发流程图
3.3 关键技术
3.3.1 创建用户菜单
采用 UG/OPEN MenuScript创建用户菜单。运行脚本程序：
VERSION 120
EDIT_UG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR //编辑主程序路径
TOP_MENU
CASCADE BUTTON CUSTOM
LABEL谐波传动设计 //生成谐波齿轮传动设计菜单
END_OF_TOP_MENU
MENU CUSTOM
BUTTON CUSTOM UISTYLER DLG
LABEL谐波齿轮选型 //生成谐波齿轮选型菜单
ACTIONS harmonic_selstyle.dlg // 打开谐波齿轮基本参数对话框
END_OF_MENU
即可生成如图4所示的菜单界面。
图4 菜单界面
3.3.2 创建自定义对话框
采用UG/OPEN UIStyler 创建自定义对话框，作为用户与UG/API程序的交互界面，实现交互式数据输入，并通过调用回调函数响应用户事件。对话框控件定义如图5所示，对话框基本属性定义如图6所示。
图5 对话框控件定义
图6 对话框基本属性定义
3.4 Visual C++程序开发关键技术
3.4.1 程序调用
主程序通过ufsta（）函数连接；通过函数UF_UI_add_styler_actions和函数UF_STYLER_create_dialog连接*.men主菜单以及对话框文件*.dlg子程序。ufsta（）函数体中，通过函数UF_MB_add_stlyer_actions来连接下级子程序，开头和结尾通过回调函数UF_initialize（）与UF_terminate（）实现被调函数进入或退出UG系统。当进行对话框间调用时，如选择全部回调，需删除源程序#ifdef DISPLAY_FROM_CALLBACK中的#endif语句。
从菜单调用xiebo_selstyle.dlg功能函数：
extern void ufsta （char *param， int *retcode， int rlen）
{
int error_code；
if （（UF initialize（））！=0）
return；
…
UF_terminate（）；
return；
}
3.4.2 柔轮几何建模计算函数
几何建模函数定义是二次开发的关键部分，柔轮建模函数如下：
extern int caculate（）
{
iii=ii；
T2=torch；
z1=（int）（2*iii）；
iii=z1/2；
ll=3*E*Yz*Ksd/iii；
dd=0.456*T2*1000/（（dlt/（Kd2*nd）-3*E*Yz*Ksd/iii）*Kbd*Ksd）；
d=pow（（0.456*T2*1000/（（dlt/（Kd2*nd）-3*E*Yz*Ksd/iii）*Kbd*Ksd）），1/3.）；
ddd=pow（（T2*1000/0.3），1/3.）；
if（d
{d=ceil（d）；
dgen=d；}
else if（d>gene[14][j]）
{d=ceil（d）；
dgen=d；
}
Else
…
while（x1>3||x1
ii2=z1/2；
h1=ha0*m；
dar=dfr+2*h1；
z2=z1+2；
if（（ii2-iii）/iii>0.04）
{}//判断传动比的变化是否在允许范围内
return 0；
}
3.5 三维结果输出
运行UG，点击主菜单上谐波传动设计 谐波齿轮选型 选定基本参数，弹出如图7所示基本参数对话框，在该对话框中输入基本参数，单击ok按钮后弹出如图8所示基本部件对话框，选择“建立柔轮”，即可得到如图9所的示柔轮三维造型。
同理可实现刚轮和波发生器的三维建模。
图9 柔轮三维图
（上接第45页）建立三维模型后，各部件的计算结果可通过调入结果输出函数来实现。
图10 柔轮信息窗口
4 结束语
运用UG/Open API 语言和VC+++语言联合对谐波齿轮系统设计进行二次开发，该系统在UG软件启动时可自动加载到UG的主菜单上，界面简洁，操作方便，使用该系统可以提高设计效率、设计质量和标准化水平，为不同材料、不同结构的谐波齿轮传动系统的受力分析打下了基础。
【参考文献】
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机械传动的定义范文3
关键词：数控液压伺服系统数控改造
一、引言
液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。
二、液压伺服控制系统原理
目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。
液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。
综上所述，液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。
在液压伺服控制系统中，控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件，常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。
三、液压传动帕优点和缺点
液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：
1液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。
2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12％～13％。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1／10，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。
3传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。
液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。
总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。
四、机床数控改造方向
(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。
(二)先局部后整体。确定改造步骤时，应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，做到先易后难、先局部后整体，有条不紊、循序渐进。
(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等，例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。
机械传动的定义范文4
【关键词】 海水液压技术 海洋能 应用展望
0 引言
海洋，占地球总表面积的71%，蕴含着丰富的矿产生物能源等自然资源。由于对陆地资源的过度开采，人类社会面临着严重的人炸、资源枯竭、经济衰退问题，因此发展海洋科技，开发海洋能资源成为解决人类社会问题的有效路径。
海水液压传动技术，作为国际液压领域新兴前沿液压技术，已被广泛应用到各种海洋设备中，成为开发海洋资源的重要手段之一[1]。本文介绍了海水液压传动技术以及海洋能的定义、特点等，并分析了海水液压传动技术在开发海洋能领域应用的优越性，最后对海水液压传动在海洋能领域中的应用作了展望。
1 海水液压传动技术
海水液压传动技术是指以海水为工作介质的水液压技术。液压传动系统采用海水作为工作介质[2-4]，主要优点如下：
（1）无污染、阻燃、防爆。海水介质具有无污染，阻燃爆防的特点，避免了以油作为工作介质时带来污染及安全隐患。
（2）来源广泛、使用成本低。
（3）响应速度快、控制精度高。与油压系统相比，水液压传动系统位置控制精度高，系统工作准确性高。
（4）系统效率高、功率密度高。海水粘度较低、弹性模量大、粘滞阻力小，液压系统的沿程损失少，压缩损失小，系统效率高。
（5）体积小、轻便、系统简单。海水液压系统对循环设备元器件需求较少，简化了系统结构，减轻了系统重量。
（6）易于维护、应用范围广。
海水液压传动系统不易产生污垢，对系统的维护和保养十分方便。
目前，海水液压传动技术得到了长足的发展，已经推广和应用于水下作业、深潜设备、海洋平台、消防系统以及食品工业、通用机械等领域，取得了不可忽视的经济和科技效益。
2 海洋能
海洋能源通常指海洋中可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
我国海洋能资源极为丰富[5]，据不完全统计，我国潮汐能资源坝址共有424处，总装机容量为2179万kW，年发电量约624亿kW时；波浪能理论平均功率为1285万kW；温差能资源蕴藏量最大，南海温差能资源实际可供利用装机容量达13121～14176亿kW，主要集中在各大江河的出海处；近海风能资源是陆上风能资源的3倍，预计达到715亿kW。
目前，我国潮汐能开发利用已经形成了一定规模，波浪能以及潮流能开发利用也取得了一定成果，而其他形式的海洋能例如海水盐差能、温差能等的研究与开发尚处在实验室原理试验阶段。
3 应用展望
我国海洋能开发利用在技术层面存在着许多问题[6]。首先，我国海洋能资源丰富是建立在广阔的海洋面积基础之上的，相比之下，海洋能能源较为分散，能源密度较低，难以进行收集利用，因此对海洋能设备工作效率有较高要求；其次，海洋能开发利用技术是对海洋、能源、土木、水利、机械、材料、电力等多技术领域的集成。然而，目前综合利用技术的开发尚处于起步阶段，致使一次性投资大，与常规能源利用相比，耗费高，经济性差；最后，由于海洋能设备的特殊工作环境，其零件的维修和更换相对困难，工作环境容易造成零件金属表面的腐蚀和磨损，给设备的维护带来不便。
相比而言，海水液压传动技术在海洋能开发利用方面，优势明显。首先，海水液压传动系统具有响应速度快、控制精度高、系统效率高、功率密度大等优点，能够满足海洋能设备对工作效率的要求，且环境无害；其次，相对于机械传动，在同等功率下，装置体积小，结构紧凑工作平稳，反应快，冲击小，能高速启动，制动和换向，控制、调节简单，易于实现自动化与电气控制配合使用以及实现复杂的顺序动作和远程控制，且易于实现系列化、标准化，易于设计，制造和推广使用。最后，海水液压传动设备本身抗海水腐蚀性强，便于设备的维护和保养。
4 结语
海水液压传动技术凭借其特有优势，正成为液压领域新兴技术发展方向之一，海洋能开发利用也将是世界各国争相发展的前沿科技，两者的有机结合对我国发展海洋科学，开发海洋事业具有重要的理论和现实意义。
参考文献
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机械传动的定义范文5
Abstract： This paper is about the Modal Analysis of Worm. The model of the Worm is built by Pro-e software. The Anslysis of the Modal is using the the finite element software Workbench. And we obtaine the related parameters of change on the influence of the natural frequencies and worm， which has a certain engineering value.
关键词： 蜗杆；模态分析；有限元；固有频率
Key words： Worm；Modal Analysis；finite element；natural frequency
中图分类号：TH132.44 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0204-03
0 引言
蜗杆传动是一种重要的传动方式，具备传动比大，承载能力高，传动平稳，且易于自锁的特点，在国防、冶金、建筑 、化工等行业得到广泛的运用。蜗杆作为一种机械传动构件，传动过程中产生振动会对蜗杆的工作造成一定的影响。模态分析作为其它动力学分析的起点，如瞬态动力学分析，使用模态分析来确定蜗杆的振动特性，分析参数变化对蜗杆振动性能的影响，在工程实践中具有重要的作用。本文通过有限元软件workbench对蜗杆模态进行了分析，考虑不同参数下的蜗杆的固有频率，寻找参数改变对蜗杆固有频率的影响，对蜗杆的工程运用具有一定的帮助。
1 有限元模型建立
由于workbench有限元软件在建立复杂模型方面存在了一定技术难度，本文采用绘图软件Pro-e通过参数控制建立蜗杆三维实体模型。有限元法是将无限多个自由度的物体化为有限多个自由度的物体，通过相关函数进行差值，得到一组多未知量的多元线性代数方程组，最后通过边界条件求解问题。通过Pro-e建立三维模型，workbench中支持多种模型格式的导入，通过比较，Pro-e中SAT格式可较好的导入workbench中。
2 workbench有限元分析
2.1 前处理
2.1.1 单元类型
有限元分析中单元类型对分析结果有很大的影响，通过查寻得使用的单元类型为高阶3维10节点固体结构单元SOLD187单元，该单元通过10个节点来定义，每个节点有3个沿着X，Y，Z方向的平移自由度，具有很好的二阶位移模式可以很好地模拟不规则图形，满足需求。
2.1.2 定义材料相关参数与网格的划分
本文蜗杆采用的材料为20Cr，相关参数如表1。使用workbench对模型进行自由划分网格。
2.1.3 约束
模态分析中，唯一有效的载荷是零唯一约束，其他类型的载荷，如力、压力、温度等，可以在模态分析中制定，但是在模态提取时将被忽略。在模态分析中约束条件十分重要，它可以影响到零件振型和固有频率，在分析中需要仔细考虑模型是受到什么样的约束。蜗杆运动模式是绕定轴旋转，且在两侧的阶梯轴端面安装滚动轴承支撑。因此我们需要约束其X，Y，Z轴方向的位移，及沿X，Y轴方向的绕轴转动，通过Workbench中Remote Displacement，约束其相应的位移及转动。
2.2 模态分析及结果
2.2.1 相关理论
2.2.2 workbench分析结果
①本次对蜗杆参数的分析属于定性分析，模型的建立并不是按实物尺寸建立，为了保证我们建立模型分析的可靠性，求得前6阶振型图如图1所示。
第1阶振型图蜗杆自身刚体运动；第2阶及3阶振型图蜗杆中心处分别沿着轴，Y轴产生微小的位移；第4阶及5阶振型为图蜗杆中心分别沿Y轴，X轴方向产生微小转动位移，第6阶振型图蜗杆产生轴向拉压变形，通过文献中的类似蜗杆的振型图比较，确定我们所建立的模型建立的可靠性。
②我们对蜗杆的分析主要研究蜗杆齿轮厚度，齿轮的深度，及齿轮的个数改变对模态的影响，具体如表2所列。
第一组蜗杆：
研究在蜗杆其它条件不变的情况下，齿轮深度分别为：0.3，0.5，0.6时的蜗杆固有频率，提取前10阶频率结果如图2所示。
由于前几阶固有频率变化值较所取单位值过小，因此分别提取了2～5及2～10阶频率作图，由图知，随着齿轮深度的增加，蜗杆的固有频率在逐渐降低。并且随着阶数的升高降低的幅度也在增加。
第2组蜗杆：
研究蜗杆在其它条件不变情况下，齿轮厚度分别为：0.1，0.2，0.3时的蜗杆固有频率，提取前10阶频率结果如图3所示。
同上，我们分别提取2～5阶及2～10阶频率，通过图形可知，随着齿轮厚的的增加，其固有频率在逐渐降低，但是就影响而言，齿轮厚度对其固有频率变化影响没有深度变化那么明显。
第3组蜗杆：
研究在其它条件不变的情况下，齿数为6，10，15时候的蜗杆模态，提取前10阶固有频率，如图4所示。
从图中可以看出，在蜗杆其它条件不变的情况下，齿数为6， 10， 13的蜗杆其前8阶固有频率曲线几乎重合，只有在8阶过后，我们看到稍微的分界线，因此可以得出，在其它条件均不变的情况下，蜗杆的齿数的增减对其前几阶固有频率的影响非常微小。
3 结论
通过三维绘图软件Pro-e及有限元软件workbench对蜗杆进行了模态有限元分析，通过分析，我们得到了蜗杆模态的前6阶振型图。通过蜗杆参数的控制，设计不同的蜗杆进行了分析，分别得到了蜗杆不同参数下的模态，通过比较分析，我们发现，在蜗杆的模数及尺寸等其他条件不变的情况，改变蜗杆的齿数对其前几阶固有频率影响非常微小，而改变蜗杆齿轮的深度则对其固有频率有较大的影响。
参考文献：
[1]濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社，1996：235-238.
[2]张洪才.ANSYS14.0理论解析与工程应用实例[M].北京：机械工业出版社，2013（08）：327-328.
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[4]唐熊武，袁建畅，沈丹峰.基于 ANSYS 的阿基米德蜗杆模态分析[J].机械传动，2010（10）：62-65.
机械传动的定义范文6
【关键词】液压技术；设备改造；技术应用；发展进步
1.液压技术的定义和液压系统组成
液压技术的发展是以水为介质到油液为介质，液压技术使用的液压油是各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。它是利用油液产生的压力，通过控制阀门的操纵使液压执行工作的装置。它的传动力量大，又易于传递，已在工业和民用工业中受到广泛的应用。在液压系统各部件的制造中，对液压设备的密封性、耐久性由于利用了新技术和新材料都有了很大的进步，尤其在液压部件中利用了滚压工艺，已经解决了液压设备的圆度和粗糙度的困难。特别是计算机技术在液压系统的广泛应用，使液压智能化技术更加完善。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件是将原动机的机械能转换成液体的压力能，它可以向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵不同形式。它的执行元件，例如液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，来做驱动负载作直线往复运动。控制元件可以在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。我们根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀、减压阀和顺序阀等不同形式；其中流量控制阀可以包括节流阀、调整阀、分流集流阀等不同阀门；其中，液压系统的方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等一些阀门。我们又可根据液压智能控制的不同，将液压控制分为开关控制阀、定值控制阀和比例控制阀等不同方式。其中液压系统的辅助元件又有油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、油温计等。
2.液压技术对设备改造中的作用
2.1液压技术历史上发挥的作用
液压技术是利用帕斯卡定律：即密闭液体上的压强，能够大小不变地向各个方向传递。液压技术的发明，在历史上曾经轰动一时，成为颠覆性的工业技术，它首先对传统的挖掘机中依靠电气的机械传动技术是一种颠覆性的改变，随着科技的发展，液压技术最终导致了建筑机械整个行业的技术突破。时至今日，行走液压技术已经成为工程机械的核心和关键技术，由于它的性能优越，因此它的发展趋势向好，是液压技术不仅融入了建筑机械的本体，而且还影响到这一行业未来的发展趋势。
2.2液压技术在现代设备中的应用
液压技术是建立在传统水介质流体控制技术的基础上，液压技术的创新彻底改变了建筑工业设备发展史中最具有标志意义的重大装备的主体技术。例如，从水压机到现代工业广泛应用的各种油压机，尤其是那些大型的和超大型的油压机重大转变，迅速改变了现代船舶、飞机、机床和农业机械中的革新与应用，并且影响、推动了现代国防工业中的航天、航空很多武器装备以及各类机械制造等领域的技术发展和进步。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹和火箭等。历史表明，自1905 年Janny 研制成功了以油液为介质的轴向柱塞机械，这一成果就标志着液压技术已发展到油压技术阶段。到了20 世纪60～70 年代,关于液压技术得到了发展并日臻完善,液压技术在制造业中进入到稳定成熟的发展时期。在现代机床工业中，机床传动系统有85%采用液压传动与控制，如磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、剪床和组合机床等。在工程机械中，普遍采用了液压传动，如挖掘机、轮胎装载机、汽车起重机、履带推土机、轮胎起重机、自行式铲运机、平地机和振动式压路机等。近些年来液压智能控制技术在太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟器、地震的再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟和高层建筑防震系统及紧急刹车装置等没备中都得到了广泛应用。但由于它主要是以油液作为传动介质,如果一旦出现异常，存在着对环境的污染，也存在着燃烧爆炸的不安全因素,这是现代社会的可持续发展和人类生存环境不允许的。因此，水为介质的液压技术的提高又提到了研究日程。水本身固有的物理和化学性质具有清洁性和阻燃性,同时又能满足现代社会对环境提出的保护和安全要求,因此，近十几年来水压的传动技术重新被科技研究工作者青睐。又加上随着科技的发展，制造业的新材料技术和精密加工技术得到飞跃的进步,基本克服了传统水压机存在的易腐蚀、易泄露，在设备中效率又低等不容忽视的缺点,在这些因素的促进下，现代液压已经开始进入到现代水压传动的研究和应用阶段。在高科技创新中，凡是有机械设备的场合，都可以采用液压技术，显然液压技术的发展前景是光明的。
3.我国液压技术对工业进步发展的挑战
21世纪初，中国制造取得了历史性的重大发展与进步，中国正经历着从“制造大国”到“制造强国”的历史性转折，面临着千载难逢的机遇和严峻挑战。与此同时，中国在液压技术领域及其行业的共同努力下，在中国装备制造业发展的黄金时期中，在诸多领域中同时也取得了历史性的发展和进步，尤其是积极参与了当代中国一系列具有国际先进水平和世界级规模的重大工程和装备中复杂机电系统的自主研发，并做出了重要贡献。在中国现代装备制造的发展和进步中扮演了非常重要的角色。根据实践研究分析，得出以下观点：第一，液压技术在集成应用中的进步。这是在集成应用中取得历史性的进步具有的强大潜力，但目前在我国，一些重要的元器件上，我们与液压技术先进的西方国家还存在差距，还需要引进世界液压强国的产品和技术。因此，在中国未来制造业的发展时期，必须使制造业的液压技术迅速形成自主产品牌和先进技术，并且要敢于超越，虽然这是一项十分艰巨的具有挑战的任务。但只要团结奋斗，勇于迎接挑战，我们可以实现历史性的突破与进步。
4.结语
液压技术在设备改造中对我国设备改造中的应用探讨。由于液压技术受高科技发展的影响，借助微电子技术，将液压技术发展到电液控制与传动，使液压技术在制造业产生创新活力。液压技术只要沿着机电智能化的方向走下去，跟踪、更新和移植计算机技术和信息技术以及利用新材料的成果，液压技术就可成为现代控制重要组成部分，将会不断的扩大应用领域。向着更便捷、更高效、更智能、更安全的方向迈进。我国未来的液压技术，一定会展现一个崭新的面貌。 [科]
【参考文献】
