时间：2023-03-17 17:58:53
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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
判断方法液压传动系统在施工的过程中可能会出现一些小的故障，虽然并不会明显地表现出来，对于当时的施工也并没有影响，却为以后的工作埋下了隐患。因此，必须要有专业的检查人员来对液压传动系统进行定期的检查，从而能够及时发现系统中存在的故障隐患，并进行及时地维修，排除故障，保证系统的正常运作。定期检查分析判断法是唯一一种能够在故障发生之前检测出来的方法，也是维护液压传动系统最实用的方法。
2工程机械液压传动系统故障的处理方法
2.1液压泵故障处理方法
液压泵在液压传动系统中主要承担的提供动力的任务，在施工中，常用的液压泵有齿轮油泵和叶片泵等类型。齿轮油泵在使用的过程中常出现的故障就是液体的泄露，当液压泵中的液体泄露出去之后，泵内的流量和压力都将变小，无法达到工作时的需求，这时，可以检查轴承、齿轮，及时更换损坏的元件。而叶片泵常发生的故障则是由于定子与配流盘相互磨损引起的，维修时应当将叶片泵进行拆解，并且更换磨损严重的定子，同时检查转子和叶片是否存在磨损现象，当出现问题时，也要及时维修。
2.2液压马达故障处理方法
相对于液压泵来说，液压马达出现故障的频率要小得多。因此，液压马达并不需要频繁的维修，只需要在平时使用时注意保养和维护，就能够大大降低马达故障的可能性。在使用的过程中，加入液压马达的液压油要选用合格、干净的油，并且要进行仔细地过滤，防止杂质进入马达，液压油中含有杂质，将会严重磨损液压马达，减少马达的寿命。另外，在更换油管的时候，要注意不要让液压马达内的液压油泄露出来，否则空气进入马达，将会引起震动和噪音，将会损坏马达，影响正常运行。
2.3液压油缸故障处理方法
液压油缸是为液压传动系统提供压力的部位。液压油缸经常发生的故障分为两种，一种是液压油泄露，另外一种则是运动爬行。如果液压油缸发生液压油泄露的情况，就要及时检查油缸的密封元件是否破损，如果发生损坏，就要及时更换，阻止液压油继续泄露。如果液压油缸存在运动爬行的故障，则要仔细地分析究竟是那种原因，其中原因可能会使油缸密封元件紧弛度不合适，有可能是空气进入了油缸内，或者是液压油内含有杂质等，不同的原因要运用不同的方式来排除故障。
2.4控制阀故障处理方法
控制阀在液压传动系统中发挥着调节与控制液压的作用。控制阀之间、控制阀与其他元件之间的配合必须非常精密，才能够保证机械的正常运行，因此，在维修时必须注意不要损坏控制阀。当控制阀出现一般的故障时，在维修的过程中应当尽量避免抽动控制阀，如果抽动次数过多，也会影响其精密性，使其无法正常工作。控制阀出现故障的原因可能是阀芯被磨损，这时可以研磨接触线，以此来进行修正。如果不是阀芯的故障，那么有可能是调压弹簧出现了问题，那么就要对此进行维修。
2.5管接头故障处理方法
管接头指的就是液压传动系统中那些管道的衔接与焊接处，在机械工作过程中，由于高频率的震动，很容易使管接头损坏。进行维修时，就要注意管路的安置，在不影响系统正常运作的前提下，要尽量保持两管道之间的距离，防止管道接触而产生的摩擦，这样，就能大大降低磨损的可能性。另外，在进行管道安装时，一定要保持清洁，管路上不能有杂质、氧化物等物质，如果管道安装时需要弯曲，要保证其弯曲直径在其能承受的范围内，并且让弯曲处尽量远离接口处。
3工程机械液压传动系统故障的预防
关键词：煤矿机械；传动齿轮；失效；有效措施
在煤矿产业中，传动齿轮应用非常广泛，是煤矿机械的一个重要组成部分，但是煤矿的运输重量一般都很大，在施工过程中，很容易导致超重现象，长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题，导致机器瘫痪，影响煤矿的施工作业，降低生产效率，甚至造成安全隐患。
1 传动齿轮的工作环境及工作特点
煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的，传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业，井下的环境比较复杂恶劣，所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况，因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业，要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能，矿井一般空间不是很大，所以传动齿轮还要满足体积小，抗冲击能力强等特点，传动要求高效率，尽量减少过程中能量的损失。
2 传动齿轮失效的表现形式
2.1 传动齿轮磨损失效
磨损的程度分为很多种，一般分为：正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响，比如正常的磨损，这是齿轮传动过程中必然存在的，在齿轮的使用寿命中，不会造成齿轮失效，这个磨损是经过时间慢慢磨损的，不影响齿轮的正常转动；对于中度磨损，这个要比正常的磨损速度快一点，在齿轮传动工作的过程中，可能会发出噪音，由于磨损的程度比较大，损失机械能，会降低齿轮工作的效率；破坏性磨损，这个磨损的程度就很大了，齿轮表面会形成严重的损伤，严重影响传动齿轮工作的效率，破坏了齿轮的结构，大大缩短齿轮的使用寿命；磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒，增大了齿轮间的摩擦系数，摩擦力增大，加速了齿轮的磨损，可能会出现齿轮停止转动的现象；腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应，发生了齿轮表面的腐蚀，严重影响齿轮的工作效率。
2.2 传动齿轮疲劳失效
在加工过程中，齿轮的表面肯定存在初始裂纹，加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下，造成材料的疲劳，当作用的应力超出了材料的疲劳极限时，裂纹就会延伸扩张，加速齿轮的损坏，出现齿轮失效。
2.3 传动齿轮胶合失效
齿轮的转动需要油的帮助，在强重力作用下，齿轮间的油不能及时的补充，造成两个齿轮接触面的油膜挤破，两个金属齿轮直接接触在一起，在高速运转的情况下，温度上升，可能造成齿轮的胶合，出现失效。
2.4 传动齿轮断裂失效
齿轮的断裂意味着彻底不能工作，断裂分为疲劳断裂，高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下，出现裂痕，当应力超出了齿轮的疲劳极限时，裂痕继续扩张，导致断裂；高负荷断裂是指在高强度的作业状态下，负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂，或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀，导致断裂等；淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力，产生裂纹，外界的压应力与弯曲应力的作用下，产生疲劳，当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸，导致淬性断裂，这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深，这是氧化的结果。
3 传动齿轮出现失效的具体原因
设计阶段：由于齿轮工作环境的特殊性，决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性，在设计阶段，可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性，按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮，造成传动齿轮不能满足矿井下高强度，环境复杂的要求，达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求，这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。
齿轮的制造加工阶段：即使齿轮的设计没有问题，若在制造加工方面不合格，齿轮一样会失效，如果质量把控不严格，锻造时化学成分超标或者化学成分有残留，降低了齿轮的性能，不能满足工作的需要。例如：在加工过程中C的含量超标，就会增加齿轮的脆性，容易发生断裂，造成失效。
齿轮的安装使用阶段：不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效，安装的位置出现偏差，影响整个传动齿轮的安全，同时，传动齿轮的工作需要油的不断补充，一旦缺少油就会增大摩擦力，降低齿轮工作的效率，增加磨损，导致传动齿轮的失效。
4 避免传动齿轮失效的有效措施
根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因，制定防止传动齿轮失效的有效措施，避免失效问题的出现。
4.1 齿轮设计阶段控制
设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察，只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要，才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性，优化齿轮的设计方案，满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求，进行精确的计算，在符合国家标准的前提下，选择适合煤矿特殊工作的材料，尤其是钢材的选用尤为重要，这直接影响着齿轮的强度，最好经过研究确定选材，确定油等，以免后期工作出现漏洞。
4.2 齿轮工艺制造阶段控制
选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量，要严格控制齿轮制造过程中的质量，改善制造工艺，提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长，这个粗糙度应该根据实验来确定，合理的控制粗糙度，将齿轮的性能提升到最佳状态。
4.3 齿轮安装阶段控制
齿轮的安装看起来很简单，其实有比较高的要求，对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的，而且这个标准还很严格，稍微有一点偏差就会影响整体的性能，所以，在安装阶段应该有专业人士来进行指导，运用专业的工具辅助安装，最大限度的减少齿轮间的摩擦，降低损耗，提高工作效率，延长使用寿命。
4.4 齿轮使用及维护阶段控制
在传动齿轮的使用过程中，应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量，油也要及时补充，保证传动齿轮是在油的辅助下工作，此外，油不能掺入杂质，保持纯净，杂质进入齿轮间会增大摩擦系数，影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养，并检查传动齿轮，及时发现问题并处理问题，对于可能发生的问题做到及早预防，防患于未然，防止出现传动齿轮的失效问题。
5 结束语
煤矿产业是我国比较重要的一部分，煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率，影响着经济的发展，传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用，保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提，传动齿轮失效是齿轮常见的问题，我们必须对其进行研究，找到避免失效的有效措施，每个阶段严格把关，将失效概率降到最低，提高生产效率。
参考文献
[1]张玉玉.分析煤矿机械传动齿轮失效形式[J].黑龙江科技信息，
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[2]刘颖.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].煤炭技术，2013，1：38-39.
[3]蔚海文.煤矿机械传动齿轮失效形式及对措[J].山西焦煤科技，2011，
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论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。
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。
【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.
论文摘要 随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。
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。
论文关键词：液压与气压传动，教材改革
近年来，随着改革开放的不断深入，机电工业面临着产业的整体优化与升级，对劳动者的素质也提出了更高和更新的要求。液压与气压传动是利用液体或气体的压力传递力和运动的一种传动,由于它具有其他传动方式不可替代的许多特性,因此被广泛应用于机械制造、工程机械、冶金机械、石油化工、交通运输、矿山机械、建筑机械等各个工程技术领域。随着微电子技术和控制理论学科的发展,液压气压传动的应用领域越来越广,从军用到民用,从重工业到轻工业,到处都有液压气压传动与控制技术。因此，职业技术教育必须适应现代化建设对人才的需要，培养学生具有更高、更全面的综合职业能力。在培养学生综合职业能力方面，教材的改革是关键环节。笔者就学院校本教材《液压与气压传动》改革与建设谈一些认识。
一 明确培养目标，调整课程结构
我院属于高等职业技术院校,主要培养面向工业生产第一线的应用型专门人才。学生走向工作岗位后,遇到有关液压和气压传动的问题一般是关于设备的安装、调试、维修和保养等项目,很少接触到系统的设计校核计算工作。因此，学校教育必须树立“以素质为基础、以能力为本位”的指导思想，注重学生的能力提高和素质培养，打破学科界限，调整课程结构。
《液压与气压传动》是机电类学生必修的一门专业课，主要介绍机电设备液压与气压传动的基础知识和液压气压控制技术。随着机电技术的迅猛发展，单一的学科体系已不利于学生形成机电设备的整体意识，如机电设备的运动主要有机械传动、液压传动教育论文，机电设备的控制则是液压技术、电气技术、数控技术乃至光学技术的有机结合。现行的课程结构为各学科单独设置，以课程群的组合来建立学生的知识结构。由于各门课程自成体系，不仅相关内容低起点、重复多，浪费了大量学时，而且各门课程知识很难融会贯通、综合运用，不利于综合应用能力的培养。笔者认为应打破传统的教学体系，将机械传动技术、电气控制技术、液压传动、可编程控制器应用技术、数控技术等知识设置为几个相对独立的模块，并有机地结合在一起，成为一个复合型专业课程，这样既利于培养学生综合职业能力，同时还可以减轻学生的课业负担和学习压力，并为实践操作技能节约大量的时间。
二 突出职教特色，优化知识内容
职业教育必须适应市场的要求，教学内容必须具有职业性和实用性；知识应以够用为度，不必强调过多的理论系统性和完整性中国知网论文数据库。
1 删除理论性较强的内容
《液压与气压传动》课程理论抽象而实践性又很强。因为液压传动的过程是在封闭的系统中完成的,要建立起直观的认识是比较困难的。但是这个专业贴近生产实际,应用性很强。一般的液压设备在日常生活中很少见到,所以学生缺乏感性认识,加上随着教学的改革,本课程的教学时数已经缩减,故而传统的教学手段很难适应新形势下的教学任务了。只有改革传统的教学方法和手段,使教学方法多样化,并加强实践环节,才能改善教学效果。
过多、过深的理论知识不但使学生所学无用，而且可能使学生产生一定的恐惧、厌烦情绪，丧失学习的兴趣和信心。传统的《液压与气压传动》教材中液体动力学章节中存在较多繁琐公式的推导及偏深的理论分析，如管路内的压力损失、液体流经小孔及间隙的流量等计算公式、各种液压泵排量及流量的计算公式，笔者认为均可予以删除或压缩。另外，教材中采用较大篇幅介绍了液压系统的设计方法与计算步骤，该内容主要应用于工程设计和科学研究使用，对职业教育则没有必要掌握，也应予以删除或压缩。对那些必需的理论知识可作适当处理，做到“知其然”，而不必过分强调“知其所以然”。例如，叶片泵只需说明叶片泵为减少叶片滑动的摩擦力，应将叶片顺转向倾斜一定角度放置，而不必具体分析叶片的受力情况。从而使教材做到内容少而精，突出其实用性。
2 体现教材的先进性
科学技术的发展日新月异，教材应当不断补充新知识、新产品、新技术、新工艺，使学生掌握最新的知识以适应市场要求教育论文，如气动技术近几十年来发展迅速，已广泛应用于生产的各个领域，其工作原理与液压传动有许多相近之处，因此，可增加有关气压传动的知识。而对于在生产中已淘汰或很少使用的设备和产品，在教材中则应予以剔除，如径向柱塞泵由于径向尺寸大、结构较复杂，制造困难，近年来已使用较少，该部分知识可予以省略。
3 便于教学和自学
近几年随着高等院校的扩大招生，学生的学习基础普遍较差，学习能力较低。因此，教材内容应充分考虑学生的特点，尽量做到内容通俗易懂，版面丰富、活泼、直观。传统教材每章节后的复习思考题多延用了本科教材的形式，以问答、论述、计算为主，对学生的论述、概括、分析能力有较高要求。笔者认为应适当地降低难度，采用学生喜闻乐见的填空、选择、判断题型，这样既可以考察较广的知识面，又可以突出知识点的理解和应用，同时也便于老师的教学和学生自学。同时，可安排一些课后讨论题或生活中的实例，如挖掘机、起重机的液压系统，鼓励学生利用图书馆、互联网查找所需资料、增加学习的趣味性和实用性，做到开放式教学，拓宽课堂教学范围。
4 注意与其它教材的统一性
《液压与气压传动》教材中涉及到许多的电气元件都是用字母表示，如压力继电器用K表示，电磁开关用YA表示，但在有关的电气教材中，压力继电器用KP表示，电磁开关用YV表示教育论文，容易使学生产生模糊不清的概念，建议相关教材对同一元件应采用统一国家标准。
三 突出实践能力的培养
为使学生具有一定调试和维修液压设备的技能,必须加强学生对生产设备液压系统分析能力的培养。通过大量实例分析,可使学生举一反三,触类旁通。同时,更好地把零散的液压知识有机地联系起来,得以灵活应用。
突出实践能力的培养，既要培养学生的动手能力，更要培养学生分析能力、解决问题的能力。液压系统在工作中会出现各种各样的故障，作为生产操作者必须具备查找排除一般故障的能力。但传统教材只在最后章节中简单提及了常见故障及其排除方法。笔者认为这样泛泛而谈已远远不能满足实际的使用要求；建议在各章节介绍液压元件工作原理后，均应说明它们在使用中容易产生的故障及其排除方法，最后以典型系统为例，讲解系统故障的诊断方法，培养学生的分析能力。
液压课程中安排的实验可分为演示、验证型实验和应用型实验。演示、验证型实验缺少创造性，不能充分调动学生的积极性，如溢流阀的性能试验，要求学生按照事先设计的试验步骤进行操作，记录相关的数据，最后经过较繁琐的数据处理及图表绘制，得出溢流阀的有关性能。整个试验都是学生按指令被动执行，没有自己的认识与创新。笔者认为此类试验效果甚微，可予以削减中国知网论文数据库。同时增加培养学生的综合应用能力的应用型实验，如液压基本回路实验，由学生自行设计液压回路并通过试验将各液压元件安装组合，验证回路的可行性，把所学知识有机结合起来，在设计、联接、调试的整个过程中，学生是主导者，能充分调动学生的积极性，大大提高了其创造思维及综合应用能力。同时，为适应市场对维修能力的要求，建议增加实习演练周，加强学生对液压元件、系统常见故障的分析及排除能力。
四 开发配套教学软件，发展多媒体教学
《液压与气压传动》课程的结构图、原理图特别多,有的还比较复杂。过去的教学手段比较单一,主要是通过教学挂图、教学模型等辅助教学。老师虽然下了很大的功夫,但学生却听得一头雾水,渐渐失去了学习的兴趣。图文并茂的多媒体教学的出现,使抽象的教学内容变得直观、生动。以溢流阀的讲解为例，传统教学多采用挂图或幻灯片，教师所用的、学生所看见的不过是一些简单、毫无生气的二维示意图教育论文，虽然配以教学模型进行讲解，但溢流阀阀芯上移、实现溢流的过程，只能由学生自己发挥想象力。若利用多媒体技术，用不同颜色表示溢流阀的各组成部分，用三维动画效果演示其装配及工作过程，一个彩色的、立体的动态图像呈现在学生面前。同时，通过与学生的双向交流与反馈，有效地激励学生的学习积极性与创造想象力，使学生真正感受到现代化教学的优越性。
五 改革考核方式,加强过程考核
本课程最终考核方法应采取理论与实践相结合的形式,理论教学包括理论考试成绩、上课表现、完成作业情况三部分,实践部分应包括实践技能、实习报考、实习态度三部分。考虑到高职教育人才培养目标的要求,总评成绩理论与实践部分各占50%为宜。通过这样的考核方法,一方面督促学生上课认真学习,下课及时完成作业,掌握丰富的理论知识,另一方面,又重视学生的实践动手能力的培养,有效地提高了学生的学习积极性。
总之，《液压与气压传动》教材要紧跟时展的需要，必须打破传统教材的旧条框，建立科学合理的教材体系，拓宽课堂教学范围，丰富课堂教学内容，贯彻开放式、探讨式、研究式、学习式教学形式和考核方式，并充分利用现代化的教学手段提高学生职业能力。
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。
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