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中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0043-01
0 引言
在机械传动系统方案设计研究过程中，设计一个能够实现特定运动以及动力要求的机械传动系统时，可根据机械传动装置的设计原则及设计要求，通过不同传动原理进行实现，初步从知识库当中选择几种不同的传动方案。再根据这些设计方案，确定哪种方案可以满足要求，从而对方案的优劣进行适当评价，确定最优方案，这一过程对于整个机械系统设计过程来说，虽然相对比较困难，但是却非常重要，过程的好坏直接影响到设计机械产品的经济性、合理性以及可靠性。由于一个机械传动系统是通过有限的传动件组成，并且每个传动件各不相同，都有各自不同的特征，若选择传统的评价方法，免不了要进行大量复杂的计算分析过程，因为计算所产生的累积误差，这就有可能导致做出的评价和实际情况存在一定的差别，令最后确定的方案不是最优方案。基于此，本文对支持向量机法、三级模糊综合评判法、未确知测度模型以及基于熵权的模糊AHP法等方法进行介绍。
1 机械传动系统概述
机械传动系统就是指将发动机运动和动力传输至机械执行构件的一个中间环节，其不仅可以改变运动方式、运动大小及确保机械系统中的全部执行构件工作部分的协调性和配合性，另外，一定要将发动机功率和转矩传至相应的执行构件，进而克服生产形成的阻力。
2 机械传动系统设计方案的评判方法
2.1 支持向量机法
支持向量机指的是根据统计学习理论而发展起来的一种方法。若样本有限，支持向量机法可以构建一套规范完整的机器学习理论及方法，该设计可以有效克服随意性等缺点，现如今，支持向量机方法已广泛应用于模式识别与函数逼近、概率密度估计以及降维等众多领域，并且在这些领域中，支持向量机方法处理相关问题的能力也不断提高。
机械传动方案决策系统在建模时，普遍采用支持向量机法的多类分类算法。如今选择支持向量机法解决多类分类问题的基本方法包括“一对一”以及“一对其它”两种方法。具体的问题举例如下：假设给定属于k类的m个训练样本（x1，y1）， （x2，y2），…， （xi，yi），其中xi（i=1，2，…，m） 代表系统的特征因素集，比如{μc1（u），μc2（u），μc3（u），μc4（u），μc5（u）}，yi？{1，2，…，k}代表分类标志，其中k=4。需要通过上述练样本建立分类函数f，确保未知样本x进行分类过程中错误率可以达到最小化。通常情况下，每一个样集均有k（k-1）/2个学习机，学习过程要选择“最大赢分”的模式。若此时学习机的训练结论表示测试样本x是属于第i类的满意度，那么对于第i类满意度的分数要加1；否则便对第j类的满意度分数加上1，最后的结论要通过具有最大分数类为x的满意度进行决定。
因为支持向量机法是通过灵活地引入了核函数从而达到非线性分类的目的，而且可以平衡经验风险和函数集容量间的关系，所以，支持向量机法可避免过拟合现象的发生，其推广空间是巨大的。另外，支持向量机法仅仅需要少量的训练样本便可以获取较低的检测错误率。支持向量机法性能的好坏直接取决于核函数，经常使用的核函数有高斯核与多项式、核线性核与感知器核等等。以下是采用支持向量机方法对70组、5种特征因素、4种传动形式的样本集进行6个分类器的训练，训练流程图见图1。
2.2 三级模糊综合评判法
机械传动系统方案受到不同的属性、不同的因素影响，评价过程中一定要进行充分的考虑。但是部分的因素模糊性较强，因此，评判过程中会涉及到模糊因素，此类的评判便称作模糊综合评判。所谓的模糊综合评判指的是通过模糊变换原理综合考量评价目标。机械传动系统方案设计过程中，由于需要考虑的因素相对较多，并且不同因素之间还存在层次之分，大多数因素还存在较为强烈的模糊性，为了能够对系统中事物间的优劣次序进行比较，确定具有实际价值的评判结果，所以，可选择三级模糊综合评判进行评价。该评价方法首先对一个因素的不同等级进行综合评判，从而实现单因素评判，其次将评判结果作为每一类的综合评判，将确认的结果再次进行类与类间的综合评判。
机械传动系统方案采用三级模糊综合评判时，引入了因素子集、因素以及因素等级三层结构，与此同时，克服了因素的模糊性以及权分配的问题，所以，确保了对于因素的状态以及重要程度的确定可以满足客观实际的要求。评判过程中涉及到了隶属度与权数，所以，是离不开人的主观因素，但是由于选择三级模糊评判，一定程度上降低了人的主观因素所产生的影响，确保评判结果满足准确性的要求。机械传动系统方案设计过程中，分析评价系统里存放三级模糊综合评判模型，该评价模型能够对不同因素的影响进行全面考虑，作出的评判与实际是相符的，对于提高专家水平是非常有意义的。
2.3 未确知测度模型法
根据国内外相关研究成果，可以发现，有文献涉及到了一种全新的评价方法，这种方法根据建立未确知测度模型，综合评价多目标机械设计方案，对于科学决策提供必要的理论依据。未确知测度模型主要包含了部分关键性问题，比如：单指标测度和单指标测度矩阵、多指标综合测度评价矩阵、指标权重以及识别与排序等等。如何对上述这些关键性的问题进行处理，将直接影响到模型的准确性与可靠性。
2.4 基于熵权的模糊AHP法
通过相关文献可以发现：经典AHP法可以解决多层次机械传动方案评价架构等相关问题，可以作为传动系统方案评价的理论基础。但是经典AHP法也存在缺陷：解决模糊问题的过程中，对于尺度选择过分确切，与此同时，在评价的过程中，决策者不可以对模糊问题的含义进行精确把握，导致在实际操作过程中无法变通处理问题。不仅如此，经典AHP法处理时，人为参与的程度较多，具体人的主观差异较大，所以，确定结果；会体现出较多的人为因素，从而致使结论的误差相对较大。而基于熵权的AHP法在对模糊数与熵权进行合理定义的基础之上，通过分析比较具体性能指标分值，选择基于对称三角模糊数从而实现判断因素矩阵的尺度匹配，最后，选择模糊区间运算对总的模糊判断矩阵与熵权进行计算。
3 结束语
在建立机械传动系统评价模型时，上述四种方法各有各的特点。选择模糊的综合评价方法对于机械传动方案进行评价，可以对全部主要的影响因素做出全面而定量的分析，能够客观有效的对较为合理与满意的方案进行选择，其不仅适用于机械传动方案的选择，也可以用于其余方案的选择与评价，所以，模糊综合评价法在机械传动系统设计中的应用也越来越广泛。
参考文献
[1] 彭文生，李志明，黄华梁.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2] 谢庆生，罗延科，李屹.机械工程模糊优化方法[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3] 黄华梁，赵小莲，李小周.甘蔗压榨机系统可靠性的失效模式影响模糊评估分析[J].中国机械工程，2002，19（10）：1669-1672.
中图分类号：TH137.332 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0049-02
在大型L电系统实际运行期间，相关部门需要重视液力机械传动装置的建设与应用，提升自身工作质量，满足现代化装置设计要求，并创新相关工作方式，增强液力机械传动装置的应用效果。
1 我国能源出路分析
随着国家的改革开放，我国经济效益逐渐提升，对于各类能源的消耗越来越多，导致出现资源浪费与环境污染的现象，抑制了国家环境的发展与进步。我国的能源消耗量较大，甚至是全球的第二位，在能源危机的情况下，相关部门必须要转变传统煤炭与石油能源的应用方式，提升新型能源的使用效率，及时发现其中存在的问题，并采取有效措施解决能源短缺问题，提升自身工作质量。对于新能源而言，主要分为几种形式：其一就是直接行使；其二为间接形式，例如：太阳能、风能、地热能等，提升自身工作质量，满足现代化工作要求。同时，相关部门需要科学开发核聚变能源等，保证可以提升现代化能源开发工作可靠性，优化其发展体系，达到预期的能源管理工作要求。另外，相关部门需要根据新能源的开发要求，解决污染问题与资源浪费问题，逐渐提升其工作质量，达到预期的管理目的[1]。
2 液力变矩器在新能源中的重要地位
在新能源体系中，液力变矩器占有较为重要的位置，其属于液力传动装置，可以对能源进行转换与传递，具备柔性优势，可以发挥先进的工作功能，提升其工作质量。
液力变矩器的应用，是新能源开发中较为重要的液体介质传递设备，具备自动化生产优势，适应能力较强，并且可以对其进行无级变速处理，提升其运行稳定性，增强低速性能，并减少震动现象，发挥自身隔振作用，同时，机械设备的耐磨性能较为良好，相关管理人员与技术人员必须要制定完善的技术应用方案，提升变矩器传动装置的应用效果，达到预期的管理目的[2]。
3 大型风电系统概述
在应用液力传动装置之前，相关部门需要全面了解大型风电系统的实际情况，并对其进行有效的开发处理，以便于应用先进的调整技术。
第一，风电定义。对于风电而言，主要就是将风中的动力能源转换成为电能工程技术，或是将风力能源作为动力，对电机进行带动处理，以便于将风能转换成为电力能源，提升其工作质量[3]。
第二，风能特征分析。对于风能而言，主要就是在太阳辐射下流动形成，与其他能源相比较，存在较为良好的优势，主要因为其含量较多，比水能多十倍左右，并且分布较为广泛，属于可再生能源。当前，我国相关部门会将风能应用在发电系统中，可以提升其工作质量。在实际发展中，风能属于随机变化的现代能源，与风速、风向等产生直接联系，因此，电力企业可以将其应用在常规的发电中[4]。
第三，风力发电原理分析。对于风力发展而言，主要就是将风动能转换成为机械设备动能，然后将其转换成为电力能源，作为风力发电的主要渠道。对于风力发电工作而言，主要就是在实际发电的过程中，利用风力对风车的叶片进行带动，使其可以更好地旋转，以此提升增速机械设备的旋转速度，发挥现代化发电机的应用作用。对于风力发电而言，主要及时风力发电机组，相关工作人员需要对风轮、发电机与铁塔等进行处理，提升其运行质量，减少其中存在的运行问题。风轮部分，主要就是将风动能转换为机械动能，属于重要的部件，相关工作人员需要对螺旋桨等叶轮进行处理，提升发电机组的运行质量。由于风轮的转速较低，在实际运行中，会出现频繁的变化情况，导致出现转动不稳定的现象，因此，相关部门需要对其进行全面的处理，提升其工作质量。
4 液力变矩器在大型风电中的应用措施
在大型风电系统中，相关部门需要科学应用液力变矩器，提升大型风电系统的运行质量，优化其发展体系，增强液力传动装置的应用效果，达到预期的建设目的。具体措施包括以下几点。
第一，变速恒频设备。在应用变速恒频风力发电装置的时候，相关技术人员与管理人员必须要根据基础恒定数据信息等，获取与捕捉风能，科学调节电网的功率，并对其进行全面处理，除了可以提升电力系统动静性能之外，还能增强其运行稳定性，优化变速恒频设备的应用体系，达到预期的管理目的。技术人员必须要对变桨距进行全面的调整，提升其工作可靠性，科学开展功率调整工作。
第二，新型传动系统。相关工作人员在应用新型传动系统的时候，必须要及时发现变速恒频系统中存在的问题，并根据风轮转速的变化等，对其进行全面的处理，保证可以快速获取风能，保证可以提升叶尖速的调整效率，增强风机叶轮与发电机输入轴之间的配合效果，除了要保证转速恒定之外，还要对其输出频率进行全面的控制，保证与电网的频率相互一致，以此优化其运行体系。在应用此类系统的时候，相关技术人员需要全面分析闭环控制系统，保证液力传动的效率符合相关规定，提升大型风电系统的运行质量。在此期间值得注意的是：工作人员与技术人员需要对液力变矩器的转速进行调节，保证输出转速符合相关要求，逐渐提升机械传动的可靠性，通过完善的设计方式对其进行处理，增强大型风电系统的建设效果。
5 结语
在大型风电液力机械传动装置实际设计与应用的时候，相关工作人员需要制定完善的管理方案，科学分析其应用需求，创新工作方式，发挥现代化机械设备的应用作用，提升技术创新可靠性。
参考文献
[1] 何芳.大型风电液力机械传动装置的分析与研究[J].液压气动与密封，2012，32（1）：66-71.
0.引言
机械传动系统概念设计自动化的概念设计可以分为3个阶段：需求阶段、描述阶段以及综合阶段。这三个阶段的设计思想主要体现了一种组合创新的策略，在设计过程中的创新思维主要体现在对功能的分解和、功能与结构进行匹配和基于功能分解的结构重组之中。由于功能描述阶段往往存在着一定的不确定性和抽象性，这会给整个设计过程带来一定的不便，因此就有国外的学者通过将机构用于功能与结构之间的搭接作用，从而形成“功能—机构—结构”的模式，通过这种模式可以实现基本机构的重组，而且能将系统转化为一个全部由转动副所组成的机构链。倘若进一步对机构链中的机架和执行构件等进行处理，便可以得到一个运动链。
1.对功能原理的构思和选择
系统功能的方案设计实际上就是一个成功的机械系统设计项目的核心，系统功能的方案设计是否有效，将对整个机械系统以及机械的制造技术产生重要的影响，正因为这个，所以设计人员要详细地设计机械系统的运动方案和功能原理，从而保障机械系统的有效性，因此在机械系统设计之中制定合理的功能设计方案显得十分必要。对于功能原理的构思，主要是以使用者的要求以及机械系统设计的预期要求为主，对于符合上述两种要求的方案进行探索和研究，并对不同的设计方案进行比较，从中选择出一个比较好的方案。以自动输料板的设计为例，设计人员在设计过程中，应当对以下几点进行考虑：第一，要贯彻机械推拉原理，以便能将物料从底层推出，使物料能通过夹料板被输送到料板上；第二，运用摩擦传动原理，将从底部推出的物料抽走；第三，通过底层吸取的方法以实现对于料板的固定；第四，运用底部的摩擦轮将物料滚出。通过这几点对于功能结构的设计，可以将机械系统的使用目标得以实现，再通过对其进行功能设计和对比不同的方案，便可以实现机械传动系统概念设计自动化。
2.符号方案推理器
2.1. 符号方案推理器的构成
符号方案生成器的构成主要有涉及规则输入、图形载体库、构件相似性分析和符号推理器四个部分所构成。在运行时，符号方案生成器的运行过程是：按照设计要求所规定的内容对设计规则进行确定，再通过对选择好的图形载体进行符合设计规则的逻辑操作。在推理器进行推理的过程中，要对每一条设计规则都要对图形载体中的每一条边（通常情况下可以称为构件）进行相似性分析，从而确定推理过程中不会产生冗余的设计方案。相似性分析主要有两个方面的内容：对有规则操作的构件进行相似性分析、对没有规则操作的构建进行相似性分析。
2.2. 设计规则
有三种渠道可以对设计规则进行生成，这三种渠道分别为：基于系统功能的分解、对现有的问题进行分析和基于基本机构的重组。通过对运动链再生为机构的可能性进行分析，主要有下列9种情况：
2.2.1.通过改变机架在运动链中的位置，用G表示机架。
2.2.2.通过改变主动件在运动链的位置，用C表示主动件。
2.2.3.通过改变运动链之中运动副的形式，用P表示。
2.2.4.通过将二级组改变为齿轮副、凸轮副槽轮副、力作用构建的形式，用R、M、O、F表示。
2.2.5.通过改变输出构件在运动链的位置，用T表示输出构件。
2.2.6.将运动链上不同构件的点作为运动输出，并用N表示。
2.2.7.用S表示运动链中给定构件的位置。
2.2.8.对运动链中作为动力特性约束的构件用D表示。
2.2.9.用L表示运动链中不同构件实现的相对位置和轨迹。
设计者可以通过这9个方面来实现对设计规则的定义。一般可以先将机架作为第一条设计规则，再去确定主动件的设计规则，然后才是其他设计规则，同时对于P副的规则应当将其写在规则集的最后[1]。由于设计问题与运动链的再生环节都不相同，在这种情况下，设计者就可以根据自己的需求制定相关的规则和符号。设计规则的书写格式可以如下表示
A（B）[C|D…！E|F…] （1）
该式中 A——整个步骤中再生的功能构件的类型
——构件的拓扑性
（B）——构件之间的重叠关系
[C|D…！E|F…]——构件的邻接关系
[C|D…——是该规则中的第一部分，代表着相邻性的要求。
！E|F…]——是第二部分，代表的是不相邻性的要求。
2.3. 图形载体库
作为运动链再生符号推理的平台，在缺乏图形载体的情况下，符号推理是无法进行的。对于由运动链组成的机构，符号方案声称其中提供了十杆以下，三自由度以内的全部非同构运动链，对于一般多自由度复杂机构而言，完全可以满足方案设计的需求[2]。
图形载体的初始状态可以通过用字符串“00000000（12）”表示。在该字符串中，“0”的数目代表了八杆机构，而“（12）”则表示了八杆非同构运动链中的第十二种结构。符号方案的推理的本质其实就是对类似于“00000000（12）”的字符串进行符合设计规则的操作。在字符串的操作过程中，相似性分析对于减少冗余设计方案的产生，提高符号方案生成效率起着至关重要的作用[3]。
3.结语
为了适应当今科技快速发展的潮流，在现今的机械系统的设计过程中，应当从功能设计以及系统设计等多个方面进行对机械系统的设计。文章通过以上的阐述，给出了一种基于设计规则的机械设计自动化的思路，并以此来提高机械系统的自动化的程度，这对提高机械系统的可操作性和实用性，促进我国的机械制造行业的发展有着一定的帮助。
参考文献：
[1]王玉新，骞军，颜宏森.构建相似分析的方法[J].天津大学学报.2010（3）
1 概述
随着齿轮传动向重载、高速、低噪、高可靠性方向发展，现代齿轮设计对齿轮传动系统的静、动态特性提出了更高的要求。齿轮设计的主要内容之一是强度设计，因此，建立比较精确的分析模型，准确的掌握齿轮应力的分布特点和变化规律具有重要的意义。①③④
设计模型的几何尺寸及边界条件如下表所示，大齿轮与小齿轮的齿厚为10mm，两个齿轮的中心距离为81mm。小齿轮为主动齿轮，大齿轮为从动齿轮，小齿轮均匀转速0.2rad/s，大齿轮承受600N.m的阻力扭矩，计算时间为1s.（如表1表2）
2 模型的建立
定义小齿轮渐开线，定义小齿轮根部过渡曲线，定义小齿轮齿廓线，建立小齿轮模型，同理建立大齿轮模型，调整两个齿轮的位置，如图1所示。
3 齿轮有限元网格模型的建立
在Ansys中对齿轮副进行分析，首先要建立齿轮的有限元网格模型。依据齿轮啮合模型参数，把根据齿面方程设计的专有程序计算结果导人Ansys，建立齿轮单齿有限元网格模型如图2所示。针对所建齿轮模型，在齿高方向划分了17层单元，过渡部分划分4层单元，齿厚方向划分41层单元，为节省计算资源，省略了齿轮的辐板和轮载部分等对接触分析结果影响不大的部分。该模型共有7896个节点，7678个单元，轮齿采用Solid45八节点线性等参元，将生成的单齿模型数据导人到Ansys中，并对其进行旋转复制等操作，把单齿模型拓展为有限元网格模型。
4 齿面接触情况及分析过程
在上述模型上施加扭矩，对面齿轮副进行分析计算。由于面齿轮的传动误差都很小，一般都在10-4-10-2范围内，基本上呈一条直线，并且波动性不大。下图给出面齿轮轮齿在一个啮合周期内5个啮合位置的接触情况。其中：图3为初始啮合位置的接触情况，图4为啮合终了位置的接触情况。图中显示了不同啃合位置面齿轮轮齿接触区域的位置和形状变化，反映了齿轮副的啃合性能。理论上讲，面齿轮啃合时为点接触，而在加载时齿面形成椭圆状接触区，接触区的大小用接触椭圆的长轴来衡量。
根据图1的仿真结果和数据结果，对右齿齿面的接触应力和长轴数据进行分析可知：右齿为中间齿和上一齿相接触的齿，在开始状态下，它的接触长轴由3.261mm减小到2.832mm，齿面接触应力由8497MPa上升到10771MPa。对中间齿进行分析可知：中间齿在啮合过程中，始终处于啮合状态，齿面应力变化为从8497MPa增加到12431MPa然后又下降到10771MPa，齿面接触椭圆从10.673mm减小到4.382mm，因为随着齿轮的旋转，中间齿始终处于稳定啮合状态，由上一齿的啮合状态到下一齿的啃合状态的转化中，右齿上的载荷逐渐减小，而左齿上承担的载荷逐渐增加，从而引起中间齿上载荷的先增大后减小。随着左齿上载荷的增加，中间齿上分担载荷减小，引起接触区域接触椭圆长轴的减小。由左齿的图像和数据可以看出，对应于面齿轮初始位置旋转1°-3°，虽然左齿上分配载荷没达到最大值，但引起较大的应力变化，发生了应力集中，应力最大值10771MPa，随后由于接触点向下移动，边缘接触现象消失，接触应力和接触区域趋于正常。②⑤⑥⑦⑧
5 结语
（1）对于一个啮合周期的数值结果表明，面齿轮的啮合轨迹基本上呈一条直线。所建模型能够准确真实的模拟啮合过程中应力和接触区域的分布，以及位置的变化。（2）面齿轮在啮合的过程中，为2-3个齿同时接触，并且随载荷的增大，接触区变大。但在3个齿啮合到两个齿啮合转化的过程中，面齿轮齿面发生边缘接触，增大载荷可改善这种情况，但接触应力变大。（3）如果把齿轮副的各种误差分解为轴夹角误差，轴交错误差和轴向误差，利用本文所建模型可对更接近与齿轮的实际工作情况的、在各误差存在的条件下的接触情况进行分析。
参考文献：
[1]朱如鹏，潘升材，高德平.正交面齿轮传动中齿宽设计的研究.机械科学与技术，1999.
[2]曾英，朱如鹏，鲁文龙.正交面齿轮啃合点的计算机仿真.南京航空航天大学学报，1999.
[3]朱如鹏.面齿轮传动的研究现状与发展.南京航空航天大学，1997.
[4]王延忠，等.面齿轮齿面方程及其轮齿接触分析.机床与液压，2007.
[5]方宗德.齿轮轮齿承载接触分析（LTCA）的模型和方法.机械传动，1998.
驾驶员模型用于模拟驾驶员的操作，以跟踪设定的车速历程（即目标车速），使仿真所得的实际车速与驱动循环目标车速之间尽可能接近。驾驶员模型实际是个车速控制器，模型中采用PID控制器将输入的目标车速与实际车速的差值转变为加速踏板信号或制动踏板信号，该PID控制器可由式（1）表示：
（1）
式中： ―比例系数， ―积分系数， ―微分系数， ―油门踏板开度或制动踏板开度。
据此理论建立的驾驶员模型如图1所示。
二、发动机模型
本文中所用到的发动机模型主要是发动机稳态转矩特性模型，即指发动机转速与发动机输出转矩和油门开度的关系，通过发动机台架试验或厂家提供的数据得到的发动机转矩特性，如图2所示。对于发动机模型的建立忽略了发动机和泵轮引起的惯性力矩，同时结合研究内容的需要对发动机模型考虑当油门开度为零并且车速也为零时，发动机输出扭矩为零；当油门开度为零且发动机转速较低时，发动机输出为怠速转矩。
根据以上分析，基于两参数（油门开度和车速）换挡规律，建立的发动机模型如图3所示。
三、传动模型
自动变速动力传递过程是由发动机提供动力源，输出给液力变矩器泵轮，经液力变矩器变矩后，由涡轮将动力传递给变速器齿轮传动机构，齿轮机构经换挡执行元件的动作情况输出不同传动比，从而将动力输出。自动变速器传动模型就是根据动力传递过程而建立，包括液力变矩器模型和机械传动模型，如图4所示。
1.液力变矩器模型
本文中的液力变矩器为单级、双相、三元的液力变矩器，其性能一般是由泵轮和涡轮轴上的扭矩和转速间的关系来确定的。由于液力传动的过程非常复杂，故通常将液力变矩器的特性用数学模型来表征。
其数学模型如下：
（2）
式中：M p―泵轮扭矩，M T―涡轮轮扭矩，λ B―泵轮转矩系数，n p―转速，K ―变矩比，η ―液力变矩器的效率，i ―速比，γ ―传动油重度（N/m3），D ―液力变矩器循环圆直径（m）。
根据液力变矩器传动原理及数学模型建立的液力变矩器仿真模型，如图5所示。
2.机械传动模型
自动变速机械部分动力传递通过机械传动模型实现，包括齿轮传动模型及换挡执行元件模型，机械传动模型数学模型为：
（3）
式中： ―变速器的输出扭矩； ―变速器的输入扭矩； ―变速器的出转速； ―变速器的进转速； ―变速器各挡位的速比；η ―机械传动效率。
所建立的仿真模型如图6所示。
四、自动换挡模型
采用车速和油门开度为控制参数，进行换挡规律的计算，所制定的换挡规律如图7所示。
将换挡规律存储在自动变速器电子控制单元（TCU）的存储器中，在自动变速器正常运行时，由各种传感器采集当前车辆运行状态信息，通过TCU所设定的控制规律将这些信息与换挡规律相比较，随后通过TCU中的逻辑判断程序完成是否换挡的决定，若符合换挡条件，则TCU向执行机构发出执行换挡的信号，实现自动换挡。
1.换挡逻辑输入量
依据两参数换挡规律所建立的自动换挡模型如图8所示，该模型的自动换挡功能是通过换挡逻辑模块来实现的，换挡逻辑模块的输入量并不是升降挡的车速信息，而是将换挡区域划分为几个不同区间，换挡线作为不同区间的分界线，不同车速和不同油门开度下，所对应的区域信息作为自动变速器换挡模型中换挡逻辑模块的输入量。
2.换挡逻辑模块
换挡逻辑模块采用Stateflow建立，Stateflow是有限状态机的图形实现工具，可用于解决复杂的控制逻辑问题，所谓有限状态机，就是在系统中有可数的状态，在某些事件发生时，系统就从一个状态转换到另一个状态，可以设计从一个状态到另一个状态的转换的条件，在每对相互转换的状态下都可以设计出状态迁移事件，从而够成状态迁移图。如图9所示为自动变速换挡逻辑模型，该模型包括两个并列的状态图：挡位转移（shift）和挡位控制（shift_control）。在shift状态图中，有两个挡位状态，定义了upshift和downshift两个状态转移事件，作为挡位变换的条件，而upshift和downshift两个状态转移事件是由shift_control状态图进行控制。shift_control状态图包含有三个状态：挡位保持（steady）、升挡（upshifting）和降挡（downshifting）。当shift_control被激活后，无条件转移激活steady，然后通过判断状态转移条件是否满足，如果满足则激活upshifting或者downshifting状态；如果不满足条件，则维持steady状态。
五、液力自动变速器仿真
将所建立的驾驶员模型、自动换挡模型、传动模型与发动机模型以及车辆模型结合在一起构成整车动力系统模型，如图10所示。
将整车参数输入到模型中，然后进行循环工况仿真，设置仿真时间为1400s，仿真结果如图11所示。
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。
五、结语
液压技术在高、新、尖技术装备中有着举足轻重的作用，掌握液压控。
参考文献
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。
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。
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2013）11-0103-03
一、引言
根据全国高职院校的教学改革经验，工学结合、教学做一体化是目前高职院校广泛推崇的一种教学模式。但是，这一教学模式的实施必须具备一定的师资力量、物质设备、实习场地等条件。要做到每一个专业、每一门课程都全面实行一体化教学模式，实施起来难度较大，这就需要有一个循序渐进的过程，即一个过渡期。在这一过渡期，我们该如何做？就目前大部分高职院校的现状来看，课堂教学仍然占了较大的比重，在这种情况下，如何设计教学内容和教学模式，是每一位教育工作者值得深思和探讨的问题。
二、从实际出发，积极推进课程教学的单元、整体设计（一）课程教学的整体规划与设计
机械设计基础不仅是一门技术基础课，而且也是一门能直接用于生产的设计性课程。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法，更重要的是培养学生的实际机械设计能力。高等职业教育要办出特色，就应按职业岗位所需的知识结构和能力结构以及生产实际需要来构建以职业技术能力为主的课程体系。据此，应将机械设计基础以章节划分的课程内容设计成为若干个教学单元：机械的组成及特性、联接、机械传动、支承零部件、机械设计综述等。本课程新的课程结构，首先从机械的整体出发，从宏观上使学生了解机械整体的基本知识和要求，把握每个模块和整体的关系，从简易的联接入手，到各种机械传动、支承结构；以机械传动为课程重点，把握各种机械传动的特点，为培养学生机械安装和调试能力奠定良好基础。
（二）教学单元内容设计
高职教育教学内容及课程体系强调理论知识的应用，要求按照一线生产实际需要授课，其课程体系突出能力与素质的培养，教学内容应摆脱学科系统性、完整性的束缚。按照这一思路，需对教学内容进行调整：（1）机械设计都是以机构运动简图为研究模型的，建立机械运动简图是机械设计的基础，因此，应把机构的结构分析，机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号，机构运动简图的建立作为重点讲授内容。（2）对机构设计部分的内容，过去是以讲授图解法为主，随着计算机辅助机械设计的广泛应用，其教学内容应该逐渐转换为以讲授解析法为主。（3）对于机械传动和零件设计部分，应减少计算公式的推导过程，增加零部结构设计的内容和一些设计参数的选取原则，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等，多向学生介绍机械方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。
在过去的教学中，通常只重视设计计算，认为学生只要会计算就达到要求了，而轻视结构设计，以及结构设计与工程实际技术问题紧密结合的部分，导致教学与实际脱节。如滚动轴承这一章，轴承装置设计在教学中往往不作为重点，但却是生产一线技术人员接触最为广泛的内容。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计作为重点，要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如CA6140车床主轴支撑的例子，通过这个实例，使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过整合，使学生既学会了轴承的基本知识，又掌握了轴承的应用技术，同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。
1对课程单元、整体设计及一体化教学的思考
（三）单元设计要坚持“必须够用”原则
进行单元教学设计时，需坚持“必须够用”原则，删除不必要的理论推导和证明。高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性，毕业生所从业的岗位决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉像研究型人才那样了解得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际问题。
如机械设计基础中凸轮机构从动件运动规律中的速度、加速度方程的推导过程；带传动即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间的关系式的推导过程等都应删除或略讲。与先前所学课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。
（四）单元设计需不断完善
进行单元教学设计时，不断完善必要的基本知识和理论，增加基本设计方法和实践性内容。机械设计所需的基本知识和基本理论、紧密结合工程实际且多样化的设计方法，是培养学生机械设计能力的根本保证。而以往的教材对此注意不够，具体表现为：（1）基本设计计算原理和设计方法介绍得较少，致使学生解决实际问题的思路少、方法少。例如：平面四杆机构的设计，一般教材只介绍按给定连杆的2个（或3个）位置设计，以及按行程速比系数设计等两三种方法；轴上零件的定位固定，一般也只介绍轴肩、轴环、套筒等几种方法。（2）对设计方法和步骤缺少分析、总结和归纳，不利于学生整体设计思想方法的形成。（3）实用性、实践性内容少，不利于学生应用所学理论知识和方法解决工程实际问题能力的培养。
（五）单元设计的评价
一堂职业教育的好课既要看教师是否认真进行了突出职业能力培养的单元教学设计，又要看是否圆满地按照设计进行了实施，取得预定的教学效果。综合起来，主要应从以下几个方面进行评价。
1.单元目标的评价。单元目标包括职业能力目标和知识目标。单元目标一经设定，应当严格遵照执行，不能随意更改。但可以将其进一步分解细化，确定重点、难点及解决办法，使之更加明确、具体，更具可检验性。另外，还可结合课程教学内容的实际，适当添加德育或人文目标，但不能盲目拔高或扩张。
职业能力目标同知识目标一样，不能随意更改。必须对训练项目实施步骤、方式、训练素材、所需场地器材及工具、安全事项、考核方法等做出规划与安排。
2.单元教学过程的评价。单元教学过程的设计与实施是实现培养目标的途径，是提高课堂教学效果和效率的重要环节，也是单元教学设计和现场实施中最重要、最难、最能体现教师教学能力的环节，因此，这是单元教学评价的重要方面。应重点考核职业能力训练过程、步骤、方法、手段的设计与实施是否符合学生职业能力提高和知识认知的规律，是否能够激发学生的学习兴趣和内在动力，重点是否突出，难点是否得到有效化解，实训条件是否准备充分，教师操作是否熟练，指导学生是否得法，各步骤时间分配是否合理等等。
三、推进“教、学、做”一体化模式，提高教学效率和质量针对机械设计基础课程的特点，真正实现“教、学、做”一体化教学模式，提高教学效率和质量，需做好以下几方面的工作：
（一）理论联系实际，激发学习动力
机械设计基础是与工程实际联系紧密的课程，教学过程中应特别注重理论联系实际。如讲解平面机构时，可列举实际机器（内燃机、汽车等）和日常生活中（缝纫机的踏板机构、农用水井压水机构等）的应用实例，并介绍与专业有关的金属切削机床――牛头刨床的应用实例，增强基础课与专业课之间的联系，使理论知识和实际应用有机地结合起来，激发学生学习的动力。
（二）讲练结合，精讲多练
对机械设计基础基本概念的讲解要强调联系实际，讲练结合，即在各章节安排相应的练习，还安排一些阶段性的综合练习，提高练习的综合程度，注重方法的运用和掌握，注意对各种理论、方法的综合应用进行总结。使学生学牢学活知识，并具有应用知识解决问题的能力。
分析讨论是开发学生智能，锻炼学生胆量，培养学生科学思维能力的有效教学方法。讨论的内容可以是概念题讨论、综合题讨论、自选题讨论。例如，经常布置一些较重要的概念性思考题，让学生课外思考，下一次上课进行提问。适当讨论，这样可以促进学生课外自学，加深对基本概念的理解。
（三）建立必备的实验、实训条件
机械设计实验、实训是学生职业技能培养的重要环节，因为实验项目是以机械工程技术为背景的，如通过渐开线直齿圆柱齿轮参数测定和减速器的结构分析、装配实验等，使学生学习和掌握具体的测试技术、测量方法，熟悉测量工具与设备。教师在指导过程中还可进行一些创新，设计并提出一些新的实验内容，如可选用一些磨损过的齿轮和使用过的减速器，通过分析，提出一些具体的修理、调整、改进的意见和解决问题的方案。这样，既巩固和加深了理论知识，又使理论知识与实践能力培养有机结合起来，同时使学生觉得学有所用。
（四）搞好课程设计，培养学生综合技能
机械设计基础的课程设计是把学生学过的各学科知识较全面地综合应用到实际工程中去，力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上，从设计思想上培养学生的工程设计能力。首先，在选题上要考虑培养目标，有针对性，有侧重面：可选二级减速传动装置作为设计题目，其中，一级为v带传动，另一级为单级斜齿圆柱齿轮传动。这样的选题，既包括本课程的主要内容，又使学生得到较为全面的训练。在设计之前，应先组织学生对该传动装置进行拆卸、安装，使学生熟悉装置的基本构造，整体组成结构及各部分结构、功能、装置和调整；各个零件之间的连接关系与特点，然后找出标准件与非标准件，明确传动装置布置形式与空间位置的关系，建起一个立体的概念，避免出现闭门造车和照抄照搬式的设计，与生产实际相脱节。在设计过程中，许多参数不可能完全由计算决定，需要借助画图、初选或初估等手段，并且通过画图、计算、修改交叉进行，同时要求学生认真阅读参考资料，学会查阅相关手册等。
两级封闭行星齿轮传动系统若在两条传递路径上分配输入功率，则通过双路径传动使其构件上转矩减小，在传递相同载荷条件下结构更加紧凑；另外，通过速度合成，扩大了传动比选择范围，可灵活地选择传动比，尤其对一些严格要求传动比的场合，可精确地得到传动比，如航空加法传动[1]。由于封闭行星齿轮传动的上述优点,广泛地应用于工业机械、起重机械、建筑机械、冶金机械以及航空机械等现代机械传动领域。另外，由于封闭行星齿轮传动可以进行多个动力源的功率分流与汇流、结构紧凑，使其在混合动力车辆传动系统得到了广泛应用，如艾里逊油电混合器、丰田普锐斯的油电混合系统。
每对齿轮副所传递的功率取决于齿数比和轮系结构，即轮系结构和齿数比决定着齿轮副的功率流。然而，如果封闭行星齿轮传动系统各支路的传动比选择不当，将会使其内部存在较大的循环功率[2-6]（封闭功率）。循环功率的存在加大了构件上的载荷,加剧了磨损，产生较大的振动和噪音，严重降低了传动系统的性能。文中通过对两级封闭行星齿轮传动系统的功率流分析，说明合理地选择单元传动比可获得高效率的传动，介绍一种避免功率循环的单元传动比配置方法。
1 两级行星齿轮传动系统
简单的单级行星齿轮传动系统有3个运动的基本构件，为两自由度系统。通过接入一个控制元件，制动一个构件或者使2个构件刚性连接，使其成为具有确定运动的单自由度系统，因此，可通过给定一个构件的运动来实现对其它构件运动的控制[2]。
两级行星齿轮传动系统具有四个自由度，需要接入3个控制元件来形成单自由度传动系统，其中，3个控制元件可以选择性地制动某些构件或者刚性连接某些构件。当构件刚性连接时，其上所产生的转矩和速度直接决定着输入功率在内部路径上的分配，以及在内部路径上的循环。
如表1中(a)所示，若将两个简单的单级行星齿轮传动相互串连，则可形成两级行星齿轮传动系统，不考虑损失，输入功率流经每一个单元（构件A 、B、d、e分别为输入、输出、连接、制动构件）。
如表1(b)(c)所示，若将一个简单的单级行星齿轮传动系统与一个差动行星齿轮传动系统进行封闭式连接，就形成了两级封闭行星齿轮传动系统，其中只有一个固定构件，单元间通过构件刚性连接。很明显，(b)中输入功率pin在r1利用双路径传递，其中一部分功率p1通过r2传递给输出轴，另一部分功率p2绕过r2传递给输出轴。(c)中输入功率pin在r1利用两条路径传递，其中一部分功率p1通过r1传递给r2，另一部分功率p2直接传递给r2，然后在r2处汇流输出。所有的两级行星齿轮传动系统的连接都可简化为表1结构简图的形式。文中只考虑表1中(b)、(c)具有功率分流形式的两级封闭行星齿轮传动系统。
2 运动学关系
表1(b)中转矩和功率由两条路径输出，称为功率分流输出型两级封闭行星齿轮传动系统；表1(c)中转矩和功率由两条路径输入，称为功率分流输入型两级封闭行星齿轮传动系统[6]。二者广泛地应用于动力传动系统中，文中主要以二者为研究对象。传动系统内将给定方向上功率流定义为正方向，若实际功率流方向与定义的方向相同，则为正；反之，则为负。因此，需要通过计算来判定实际功率流的正负号。
参考文献：
[1] White, G. Derivation of High Efficiency Two-Stage Epicyclic Gears Mech. Mach. Theory, 2003,38:149-159.
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Research on Design of Two-stage Closed Planetary Geared Systems
Duan Fuhai，Zhong yong
由于液压系统需要有一定的压强来推动，所以提高压强便成为了增大液压系统传动能力的重要研究方向，本文通过全面分析液压系统的结构，提出针对性的增压措施，提高工业生产效率。
1.液压系统简述
近年来，我国的液压技术有很大的提高，已不再单纯地使用国外的液压技术进行加工，而是更多地使用自我研制的液压系统。据国家科学定义，以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置称为液压系统。液压系统的原理为通过增大压强来增大传动力。一般的液压系统主要由五个部分组成：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。一个完善的液压系统取决于合理的系统和液压系统中各元件性能优劣。另外，液压系统的压力提升尤为重要，根据其原理可知，增加压强可改变传动系统的作用力，因此，我国的科研人员一致致力于研究增大压强的措施。
1.1.动力元件
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能。例如：液压系统中的油泵，它吸收原动机的机械能，并产生高压，迫使油液产生巨大流动力，向整个液压系统提供动力。
1.2.执行元件
执行元件的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。例如：液压缸和液压马达，通过接收油液产生的作用力，并通过推动发动机运动，使其转换为机械能，并推动生产中需要动力的负载进行运作。
1.3.控制元件
控制元件在液压系统中的作用是控制和调节液体的压力、流量和方向，即系统中的液压阀。根据每个液压阀的控制功能不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类。压力控制阀又分为安全阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。流量控制阀分为节流阀、调整阀、分流集流阀等。方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。另外，由于液压阀的控制方式不同，又可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
1.4.辅助元件
辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等，用于完善和填补整个液压系统，保证它的正常运作。
1.5.液压油
液压油是液压系统中传递能量的工作介质。例如：各种矿物油、乳化液和合成型液压油等。
2.液压系统的优缺点分析
2.1.液压传动的优点
2.1.1.体积小、重量轻，惯性小，当生产过程中由于故障或失误造成瞬间过载或停止工作时，不会发生巨大冲击。
2.1.2.能够完成在液压系统给固定的范围内实现平稳、自动调节牵引速度的功能，并可实现无极调速。
2.1.3.容易换向，可以实现在不改变电机旋转方向的情况下，简单、方便地使工作机构在旋转和直线往复运动之间进行任意需要的转换。
2.1.4.液压系统中的液压泵和液压马达之间使用油管进行连接，因此，两种设备在占地考虑和方位布置上彼此不受限制。
2.2.液压传动的缺点
2.2.1.使用液压传动主要使用油液作为介质，因此若要使工作油始终保持清洁，则会增加维护的费用和人力。
2.2.2.对液压元件的精度要求高，因此会产生较高的设备成本。
2.2.3.因主要的工作介质是油液，因此会存在一定的火灾隐患。
2.2.4.由于油液的流动性主要靠压强产生，自我流动力较小，惯性较小，因此传动力较弱，传动效率低。
3.液压系统增压
3.1.液压系统增压的重要性
通过分析液压系统的优缺点可知，虽然液压系统操作简单，设备不受空间限制，但由油液的流动性产生的传动力较小，无法满足工业的高强度工作要求，因此增压成为了决定工业产值的重中之重。通过简述液压系统的构造和原理，液压系统的动力主要由压强大小决定，因此，怎样在几个构成部分进行不同方式的增压成为了解决问题的关键。
3.2.液压系统增压的措施
3.2.1.动力元件增压
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能。因此，提高原动机的机械能，进而推动油液吸收更多机械能，产生较大压强，迫使油液流动性加快，从而产生较大的作用力，释放至下一环节后，带动负载运作，从源头提升液压系统工作效率。
3.2.2.控制元件增压
控制元件在液压系统中的作用是控制和调节液体的压力、流量和方向，即系统中的液压阀。因此，可提高每个液压阀的固定阀值，当液压系统中的油液压力到达一定程度后，再进行运作，并根据所需传动力的大小设置阀值的大小，研制可间接显示传动力大小的具有平滑调节能力的阀值。
3.2.3.辅助元件增压
辅助元件作用为完善和填补整个液压系统，保证它的正常运作。例如：油箱。工业上现已开始运用油箱辅助增压系统进行增压。油箱辅助增压系统的工作原理为：
由电动机通过联轴器带动齿轮泵转动，从油箱中吸入经过吸油过滤器的液压油，经过齿轮泵的作用，输出一定油压的油液到柱塞泵，提升柱塞泵入口油压，从而减少柱塞泵气穴现象，相应减少液压系统的压力波动，使液压元件工作平衡。
4.结束语
工业生产中效率决定产值，因此使用液压系统时的增压问题成为重点研究课题，本文通过对液压系统的各项组成结构和优缺点分析，提出增压的重要性及根据不同组成部分的针对性措施，着力提高液压系统传动能力，提升工业效率，增加产值。
参考文献：
