时间：2022-08-26 18:33:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械传动论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 Pro/E 机械系统 实验台 虚拟设计
中图分类号：TH132.41 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.04.027
Design of Virtual Prototype of Multi-purpose Mechanical Transmission
Experiment Platform System Based on Pro/E Platform
GUI Wei， YAO Cenglin， LI Chenglong， SHEN Caixia， ZHENG Mengwei， HAN Qiang
（Wuhan Business University， Wuhan， Hubei 430056）
Abstract In this paper， based on the Pro/E software， with the multipurpose Laboratory of mechanical transmission station as a typical example， the application of virtual design technology， virtual assembly of 3D design， completed the experiment table of all parts of the student movement of mechanical transmission mechanism， teacher movement of mechanical transmission mechanism， clock movement of mechanical transmission mechanism， the classroom door moving mechanical transmission mechanism and the projection screen motion of mechanical transmission mechanism five parts and virtual assembly of the whole experiment platform.
Key words Pro/E; mechanical system; experiment platform; virtual design
0 引言
目前，机械领域的虚拟设计技术是利用三维设计软件如Pro/E、UG、Solidworks、CATIA等对机械装置的零部件进行结构设计、虚拟装配、运动仿真分析。它是基于计算机辅助设计技术，在虚拟环境中对机械产品进行设计，达到缩短研发周期、减少研发成本的目的。
多用途机械系统传动实验台融链传动、直齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动、平面连杆传动，蜗轮蜗杆传动、丝杆螺母传动以及齿轮齿条传动等传动机构于一体。该实验台以学生最为熟悉的课堂作为展示机械系统运动的场景，可以起到趣味性教学的目的，增加学生学习机械专业课程的兴趣。敞开式的场景，在不用拆开演示台的前提下就可以让学生清楚地观察到内部传动机构的运动全过程，操作简单、比较实用。多个传动机构集中在一个场景展示，可以使学生系统性地认识不同机构的运动传递过程，有助于学生对不同的机构进行区别。
本文基于Pro/E平台的虚拟设计技术，完成多用途机械系统传动实验台各零件的三维建模设计，虚拟样机装配干涉检查、机构运动仿真分析，在仿真中对结构设计进行优化设计，尽可能降低设计风险，避免实际制造中出现问题，从而使实验台一次性制造成功。
1 实验台典型零件齿轮的三维建模
通常，在Pro/E中每个零件的三维结构设计过程步骤基本相同，如下：（1）依据各个零件的三视图，想象零件的形状，为选择合适的建模方法做好铺垫。（2）根据零件的结构，选择建模的方法。（3）根据零件的结构，进行草绘，然后利用拉伸、旋转等特征操作，以完成零件的三维设计。（4）在已建零件模型上进行辅助特征设计，完成零件三维设计，然后保存。
多用途机械系统传动实验台有多个不同类型的零件，三维设计的过程步骤基本相同，本论文只简单阐述典型零件齿轮的三维设计过程步骤。
直齿圆柱齿轮由轮齿、键槽、轴孔等基本结构特征组成，创建标准直圆柱齿轮的三维参数化模型。主要操作步骤如下：
（1）创建齿轮设计参数：
在Pro/E软件的产品参数化设置界面中，输入齿轮的设计参数及相应的初始值，模数m=2，压力角alpha=20度，齿根圆直径df，齿顶圆直径da，基圆直径db，分度圆直径d，齿宽b=30，齿数z=56，如图1，添加完毕后，单击【确定】按钮。
（2）使用Pro/E的草绘功能先绘制基准曲线，后绘制四个尺寸任意的同心圆。
（3）调出Pro/E中各参数之间关系设置的对话框，在其中输入标准直齿圆柱齿轮的关系式，如图2，添加完毕后，单击【确定】按钮。
图1 齿轮参数对话框
图2 齿轮关系对话框
（4） 系统进入三维实体模式，单击【编辑】颉驹偕模型】工具，自动生成满足一定关系式的齿轮参照圆。
（5）单击特征工具栏中的【基准曲线】工具，弹出的【曲线选项】菜单，单击【从方程】―【完成】命令，在工作区选取系统默认的坐标系，单击对话框中的【确定】按钮，在弹出的【设置坐标系类型】菜单中，选择【笛卡尔】坐标系，输入形成齿轮渐开线的参数化方程，输入完毕单击【记事本】主菜单中的【文件】―【保存】命令，最后单击【确定】按钮。即可生成渐开线。
（6）创建镜像渐开线特征。选取已绘制的齿轮渐开线的特征，选择软件中【特征】-【镜像】命令，选择基准平面DTM2作为镜像平面，单击【确定】按钮。
（7）先进入草绘平面，选择齿顶轮廓线，拉伸创建成齿轮基本实体。
（8）创建第一个齿槽特征。先进入草绘平面，再根据渐开线以及齿轮参照圆草绘出齿廓外形，然后对其进行拉伸切除，完成齿槽的创建。
（9）创建齿槽阵列特征。创建齿轮槽，选择软件征工具栏中的【阵列】命令，选择轴阵列选项，输入阵列个数56个，角度为360埃缮杓埔蟮某萋帧？
（10）拉伸切除创建成齿轮轴孔。
（11）拉伸软件的切除功能画出成齿轮键槽，完成齿轮的参数化设计如图3所示。
图3 齿轮参数化设计
2 实验台样机的虚拟装配
一般说，机械装置的虚拟装配是利用三维设计软件在计算机中，对机械产品的结构进行设计与装配。多用途机械系统传动实验台主要包括学生运动机械传动机构、教师运动机械传动机构、时钟运动机械传动机构、教室门运动机械传动机构以及投影幕布运动机械传动机构五个部分。虚拟样机在装配时，首先把这5个运动机械传动机构作为一个组件进行虚拟装配，然后把这5个运动机械传动机构装配成整个实验台。
2.1 学生运动机械传动机构虚拟装配
学生运动机械传动机构，主要由电动机、曲柄摇杆机构、连杆限位变形机构，以及固定构件课桌、课椅以及电机支架组成。虚拟装配如图4所示。小腿在固定在机架上，小手臂与机架在形成固定铰链，小手臂、大手臂、身躯、大腿、小腿之间通过活动铰链链接。电机通过曲柄摇杆机构，带动五连杆限位变形机构运动，完成学生起立和坐下的动作。
图4 学生运动机械传动机构虚拟装配图
2.2 教师运动机械传动机构虚拟装配
教师运动传动机构主要由：电动机;由16齿的大链轮、8齿的小链轮和链条组成的链传动机构;齿轮齿条传动机构;螺距6mm，单头丝杆螺母传动机构;限位开关、限位板以及讲台等固定构件组成，虚拟装配如图5所示。电机启动，通过链传动传递给丝杆，丝杆的旋转运动转变成螺母的直线运动，通过螺母上的销轴带动放置在螺母上的尺寸做直线移动，实现教师木偶人的移动，通过齿轮齿条机构实现教师旋转90度面向学生的动作。
图5 教师运动机械传动机构虚拟装配图
2.3 时钟运动机械传动机构虚拟装配
时钟运动机械传动机构主要由：电动机;齿数为35的蜗轮蜗杆传动机构;每级大齿轮齿数45，小齿轮齿数13，模数1.5的二级直齿圆柱齿轮传动机构以及电动机架、钟罩和红外位置探测器等固定构件组成，虚拟装配如图6所示。电机启动，通过蜗轮蜗杆把运动传递给二级直齿圆柱齿轮，与蜗轮连接的第一级圆柱齿轮的小齿轮带动分针转动，第二级圆柱齿轮齿轮的大齿轮带动时针转动。
2.4 教室门运动机械传动机构虚拟装配
教室门运动机械传动机构主要由：电动机;双曲柄滑块机构以及导杆、限位开关、电机机架等固定构件组成，虚拟装配如图7所示。电机启动，带动双曲柄滑块机构中双曲柄转动，曲柄通过连杆，带动教室门在导轨上进行来回往复运动，实现教室门的开关。
图6 时钟运动机械传动机构虚拟装配图
图7 教室门运动机械传动机构虚拟装配图
2.5 投影幕布运动机械传动机构虚拟装配
投影幕布运动机械传动机构主要由：电动机，锥齿轮传动机构组成，虚拟装配如图8所示。电机启动，带动大圆锥齿轮转动，通过小圆锥齿轮带动幕布上下运动。
图8 投影幕布运动机械传动机构虚拟装配图
2.6 多用途机械系统传动实验台虚拟装配
多用途机械系统传动实验台虚拟样机的主体装配主要是学生运动机械传动机构、教师运动机械传动机构、时钟运动机械传动机构、教室门运动机械传动机构以及投影幕布运动机械传动机构五个传动机构之间的装配。虚拟样在装配时，为方便整个样机的的虚拟装配，可以把装置的几个相关零件组装成组件，然后再把相关组件装配在一起构建试实验台的整体结构，如图9所示。
图9 多用途机械系统传动实验台虚拟装配图
3 结束语
多用途机械系统传动实验台的虚拟设计，减少设计物理样机所需的人力及时间，可以达到降低产品成本，缩短产品生产周期的目的。
基金项目：湖北省高等学校2014年省级大学生创新创业训练计划项目《多用途机械系统传动实验台的设计研究》（项目编号：201411654009）、武汉商学院2014年大学生创新创业训练计划项目《多用途机械系统传动实验台的设计研究》（项目序号：7）、武汉商学院2014年度教学研究项目《基于学生创新能力培养的课程教学研究―以机械设计基础课程为例》（项目编号：2014Y013）的阶段性研究成果
参考文献
[1] 陈定方.罗亚波.虚拟设计[M].北京：机械工业出版社，2004：108-111.
2013年新入选 CODE 期刊名称
T101 化工进展
T532 化工科技
T146 化工设备与管道
T007 化工学报
T009 化学反应工程与工艺
D604 化学分析计量
T025 化学工程
T567 化学工程师
T076 化学工业与工程
T501 化学工业与工程技术
D506 化学进展
D011 化学试剂
D018 化学通报
D030 化学学报
D501 化学研究
D037 化学研究与应用
T931 化学与黏合
T553 化学与生物工程
Z017 环境保护科学
Z005 环境工程
Z021 环境工程学报
D024 环境化学
Z554 环境监测管理与技术
Z506 环境科技
Z004 环境科学
Z003 环境科学学报
Z002 环境科学研究
* Z521 环境科学与管理
Z025 环境科学与技术
H049 环境昆虫学报
Z035 环境卫生工程
Z019 环境污染与防治
Z031 环境与健康杂志
G882 环境与职业医学
G656 环球中医药
M631 黄金
Y040 火箭推进
N005 火力与指挥控制
N007 火炸药学报
X011 机车电传动
N069 机床与液压
N672 机电工程
R099 机电一体化
S004 机器人
N040 机械传动
M004 机械工程材料
N051 机械工程学报
N050 机械科学与技术
N057 机械强度
N047 机械设计
N054 机械设计与研究
N028 机械设计与制造
N053 机械与电子
N682 机械制造
N515 机械制造与自动化
G003 基础医学与临床
H245 基因组学与应用生物学
R025 激光技术
F045 激光生物学报
论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析，指出一些诊断排故的方法和策略
数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能，最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。工作时，各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因，大部分故障以综合形式出现，数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。
数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时，出现移动部件开始不能启动，启动后又突然作加速运动，而后又停顿，继而又作加速运动，如此周而复始，这种移动部件忽停忽跳，忽快忽慢的运动现象，称为爬行；而当其高速运行时，移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。
造成这类故障的原因有多种可能，可能是因为机械部分出现了故障所导致，也可能是进给系统电气部分出现了问题，还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成，甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。
一、分析机械部分原因与对策
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：
关键词： 齿轮；消隙；专利
一、引言
齿轮传动是传动系统中最常见是的一种机械传动，是传递动力和运动的一种主要形式，是传动系统的重要组成部件。机构传动过程中，齿轮传动机构都有传动副侧隙存在，侧隙用来防止由于误差和热变形而使轮齿卡住，并且给齿面间的油膜留有空间，但侧隙同时又给机构在反转时带来空程，使机构不能准确定位。机构工作过程中，不可避免地会将上述由轮齿侧隙产生的误差传递，因此，在需要传递高精度角度信息或者位置信息的场合，必须采用合适的误差调整方法，以控制误差量，提高传动精度，达到更好的运行效果。为了减少或消除侧隙给机构带来的不利影响，需要采用消隙方法。如何能够减少或消除齿轮间隙，日渐成为提高齿轮传动精度的瓶颈技术，消除齿隙对传动精度的影响是新型精密齿轮传动方式探索和研究的主要目标和发展的趋势。
二、齿轮消隙机构的专利文献分析
（1）申请的地域分布
专利申请的地域分布可以反映出企业的产品市场重心特征。对齿轮消隙机构的专利申请的所在国家和地区分布进行统计，可以看出，有关齿隙消除机构的专利申请主要集中在日本、中国、美国和德国，这四个国家占据了所有专利申请的近80%。可以看到的是，这四个国家也是目前全球最大的机械制造生产地区。值得注意的是，虽然我国在技术发展上与日本还存在着差距，但是我国对齿轮间隙的消除机构的研究紧跟世界的步伐，并没有落后，这说明我国对消除齿轮间隙的影响非常重视。同时随着中国的专利制度不断完善，各国企业都积极在中国进行专利技术保护，试图占领中国的技术市场。
（2）申请量年度分布
本文在中国专利文摘数据库（CNABS）和外文虚拟库（VEN）中以选取的分类号进行检索，检索对象限定在全球公开日或公告日在2015年之前的发明和实用新型专利申请，并对检索结果进行分析。
在中国，齿轮消隙机构专利申请量一直呈上升趋势。专利申请起始于1989年，一直到2006年都处于相对低的水平，申请量较少，可以理解为技术起步阶段；在2006年后，专利申请量有了稳步上升，这种上升趋势一直到今，这期间是齿轮消隙机构技术的平稳发展期。对于外国申请，齿轮消隙机构技术专利申请始于1904年，1904年到1989年都处于相对低的水平，申请量较少，从图中可以看出，在1989年至今，外国专利申请量变化不大，但是每年的申请量都比较多，齿轮消隙机构技术不断发展。中国与国外相比，中国国内企业的研究起步较晚，而且与国外相比，还存在着巨大的差距。值得注意的是，在2008年到2015年这几年间，中国国内申请数量一直平稳较快地增长，这说明齿轮消隙技术越来越受到中国企业的重视。
（3）主要申请人统计分析
对关于齿轮消隙技术的专利申请利用索引PA对专利申请的申请人进行统计，可以看出，日本的企业在齿轮消隙技术领域的专利申请最多。其中，日本的丰田自动车株式会社位居首位。而且排在前五的都是日本企业，这说明日本对齿轮消隙技术比较重视，研究比较深入，远远领先于其他国家。中国与其他国家相比，在该领域还存在很大的差距。
三、齿隙消除机构的技术路线、技术发展脉络和趋势
二十世纪初人们开始对含齿隙的运动系统进行深入的研究，至今仍然倍受关注。随着人们对消除齿轮间隙技术的不断研究，齿轮消隙技术从刚开始的机械消隙慢慢发展为电控消隙，从改变齿轮的齿的结构、采用双联齿轮来消隙慢慢发展为采用伺服电机来消隙，齿轮消隙技术得到不断的发展，消隙方法变得越来越简单化，自动化，达到的效果越来越好，提高了齿轮传动的精密度，降低了齿轮的磨损和传动过程中产生的噪音。下面结合专利对齿隙消除机构的技术路线、技术发展脉络和趋势作个简单的介绍。
最早的消除齿隙的方法是通过改变齿轮的齿形的结构来达到消除间隙的目的，最常见的是变齿厚斜齿轮传动，将啮合齿轮副的分度圆柱面制成带有小锥度的圆锥面，可形成变齿厚斜齿轮，调整啮合齿轮副两齿轮在轴向的相对位置即可达到消除齿侧间隙的目的，此外，通过在两齿轮之间设置一粗糙接触面的齿轮传动装置，利用两传动齿轮之间的粗糙接触面所产生的摩擦阻尼效果，降低齿轮在传动时因齿隙所发生的震动现象，从而消除间隙，还可以在齿轮的齿上增加弹性材料来消除间隙，虽然该齿轮消隙结构较为简单，但安装调整不方便且不能自动调整安装位置，因此在传动过程中，仍有可能出现轮齿侧隙或轮齿啮合涨紧现象。另外如果过盈配合失效，则消隙效果失效，齿轮需重新加工，维护成本高，因此人们开始研究采用其他方法来消除齿轮的间隙，双联齿轮消隙方法应运而生。
双联齿轮消隙的工作原理是通过双齿轮一起与另外一个齿轮啮合，双齿轮之间通过弹簧等类似结构相连，通过双齿轮产生相对转动，使双齿轮的轮齿错位，从而达到消除齿侧间隙的目的。这种错齿调间隙机构的齿侧间隙可自动补偿，而且结构简单，更为重要的是，在负载的作用下不可逆向运动，因此双齿轮消隙结构被广泛应用在齿轮传动副的消隙上。一些精密设备的旋转台就是通过这种结构进行消隙。同时，也可将其推广到蜗杆传动机构中，取得了比较好的消隙效果。
虽然这些方法可以有效地消除传动系统间隙的静态误差，但在高精度快速随动系统中，电机驱动负载频繁换向，即使用机械消隙措施仍难以克服间隙造成的瞬态误差。另外，机械消隙方法增加了机械设备的复杂性，并且随着工作时间的增加，机械可靠性降低。
随着非线性控制理论等的发展以及对齿隙非线性机理研究的不断深入，从控制角度入手以达到消除齿隙目的方法不断出现。双电机驱动系统是一种新颖可靠的机电传动方式，正逐渐广泛应用于高精度设备中。双电机驱动消除间隙的原理是：用相同的两台电机分别带动两套完全相同的减速机构，再由两减速机构的输出小齿轮带动数控转台主齿轮传动；通过电气控制，使主齿轮在起动和换向过程中始终受到偏置力矩的作用――两个输出小齿轮分别贴在主齿轮的两个相反的啮合面，使主齿轮不能在齿轮间隙中来回摆动，从而达到消除间隙，提高系统精度的目的。双电机系统改变以往传统的单电机驱动模式，电机多用对称方式布置在输出终端，通过合理控制两台电机的输出力矩达到可靠消除传动间隙的目的。
四、总结
综上所述，本文通过对齿轮消隙方法的专利文献进行分析和整理，对齿轮消隙方法的技术发展路线和趋势有了大体的了解，这对于该领域的专利申请的审查工作而言具有很大帮助。■
参考文献
[1] 谢峰 机构消隙的方法及应用.中船重工第七一三研究所，2011.
关键词：航空绞车，钢索，离合器，往复螺杆
0 前言
航空绞车是飞机拖靶时缠绕钢索一个重要设备。但其运行不可靠、操作危险性大、工作效率低等问题一直困扰着训练的质量。传统钢索收放是靠人工操作，既费事费力，往往因为缠绕不规则容易损坏绞车，甚至伤及操作人员。为此我们经过多次试验和改进，设计出一种新型半自动化航空绞车，大大地提高了工作效率，减轻了劳动强度，降低了缠绕钢索的危险性。
1 航空绞车技术改进方案
通过对老式航空绞车的技术分析以及使用中所出的故障问题反复研究，确定从降低缠绕速度、提高传动精度、加装离合装置、改进放索架、加装极限回绕装置等方面加以改进，以提其工作自动化性能。
（1）降低缠绕速度
由电动机—减速器传动：
V绞=V机/N减=1400/8=175（r/m）
V复=V绞/M=175/21.124=8.28（r/m）
改为电动机—皮带轮减速比—减速器传动：
V绞=V机×N减/N减=1400×0.378/8=64（r/m）
V复=V绞/M=64/21.124=3.04（r/m）
其中：V机为电动机速度，V绞为绞盘速度，V复为复螺杆速度，N皮为皮带轮减速比，N减为减速器减速比，M为齿轮传动比。
由此解决了以前缠绕速度过快、钢索受力大易跳动出现间隙、转动不平稳等一系列问题，从而保证了可操作性和工作可靠性，特别是避免了往复螺杆的损坏现象。
（2）提高传动精度
一方面加长往复螺杆长度，加大两端半径，保证了缠绕钢索两端到位。挫修往复螺杆导槽底面，加大加厚排索头，与往复螺杆结合由轴承连接改为自由连接。靠弹簧力，保证排索头与往复螺杆导槽根部的深度，接触面积增加，使传动更加平稳。科技论文。将往复螺杆采用全包的铜瓦相镶，校正了与上、下导向杆的平行度，提高了传动精度。另一方面，排索机构改为活动的拖板式，可以调整排索机构与绞盘的相对位置，消除排索机构与绞盘钢索的传动误差，与钢索结合的张紧部件采用导轮与撬板式，缠绕力可调，保证了缠绕力的恒定，从而提供传动精度。科技论文。
（3）加装离合器
在减速器输出与绞盘之间加装离合器，可随时脱开减速器与绞盘的连接。在往复螺杆与传动部件之间加装离合装置，可随时调整绞盘钢索与往复排索机构的相对位置。每离合一次，可使排索机构落后绞盘一圈(即5．26mm)。
（4）改进放索架
在放索架转轴两端加装了两个刹车装置，增加了缠绕中的阻尼作用，避免了因突然刹车而造成的钢索松驰现象。
（5）加装极限回绕装置
为保证极限的缠绕质量，钢索达到极限时，该装置利用杠杆原理的作用向极限位置回转，保证了钢索到位，提高了返回的质量。
（6）加装了起吊装置
绞盘的装卸利用起吊装置上的手动葫芦进行，吊起后旋转即可卸下。
（7）改变缠绕方法
由原来排索机构与绞盘同步运行，改为排索机构与绞盘保持一定落后量，在缠绕过程中利用离合装置始终保持一定的落后量，这样使绞盘缠绕出的钢索紧密、均匀，避免了钢索跳动出现间隙。
2 航空绞车改进的技术难题
根据上述基本方案进行改进，必将遇到一系列的技术难题。我们充分考虑了各方面影响，总结出了以下技术问题。
（1）钢索的弹性变形
钢索具有弹性变形，虽然钢索的直径为5．1mm，但缠绕到绞盘上后，其直径一般则为5．1-5．26mm，随着缠绕紧度和层次的变化，每层的缠绕速度也随之发生变化。由于各层的长度和缠绕速度的变化，各层的变形量也有所不同，加之钢索质量不等和粗细不均匀以及局部受力变形必将对缠绕质量产生一定的影响。
（2）绞盘缠绕速度与排索机构的运动行程的不同步性
理论设计绞盘缠绕速度与排索机构的运动行程是同步的，但这是一种理想状态，在机械传动上是难以实现的。齿轮传动存在间隙，传动比不可能取整数，必须带来一定的传动误差，此类属于一种累积误差，即随着缠绕层次的增加，误差越来越大。其后果是滞后出现钢索堆积，排列均匀不能保证；超前出现间隙过大，紧密程度不能保证。这样外界稍有干扰或排索头运动到端部，则会出现纹路错乱或局部跳动等现象。
3航空绞车技术问题的解决方法
由于缠绕的钢索使用环境较为特殊，对缠绕质量要求比较，即要求每层平整、又要求缠绕圈数固定，为此采取以下方法加以解决。科技论文。
（1）缠绕圈数的保证
纲索缠绕的圈数关键在于第一层缠绕要好，此层对上面各层有着重要影响。因此在绞盘的滚筒外面固定了一个76圈的螺旋导槽筒，这样既保证了第一层圈数固定，又保证了其它各层具有相同缠绕圈数。
（2）缠绕紧度的保证
缠绕中采用排索机构始终落后于绞盘的方法。在设计上保证往复螺杆的速度为3．04r／m。这样在绞盘上所形成的螺距S；38~r／M：5．65mm。则理论圈数为71圈(400／5．65)，而实际是76圈，在绞盘上的螺距为5．26mm(400／76)。由此可见，往复螺杆形成的螺距大于绞盘上的实际螺距，即排索机构钢索超前于绞盘，在缠绕中利用往复螺杆轴端离合装置随时调整排索机构保证一定落后量，每离合一个齿可以保持一圈螺距的落后量，从而保证了紧度。
（3）两端到位的保证
为保证两端到位，在运行到距端部120mm之前实施干扰，这样钢索到端部时与排索基本同步，两者同时到位，为保证两端到位时的质量，设置极限缠绕装置，钢索到极限后，杠杆作用由支架带钢索向极限运动一下，使钢索在极限时间增长，反复试验效果不明显而取样。为保证返回时仍有一定落后量，一方耐n长了往复螺杆导槽长度即由406mm增至410mm；另一方面加大了往复螺杆两头半径，使排索头在两端行程增加，返回时仍有2--3圈螺距的落后量，保证了缠绕紧度。
（3）返回质量的保证
返回时钢索要在端部重叠1．5圈后落下，缠绕速度快了，落下后跳动出现间隙，为此降低缠绕速度由原来减速器以175r／m的速度带动绞盘转动，以8．2r／m速度带动往复螺杆转动改为绞盘速度83r／m，往复螺杆3．94r／m的转速，较好的解决了返回时的缠绕质量问题。
4 结束语
航空绞车自动化改进后，经过近一年的部队使用证明，具有自动绕索功能，减少了劳动强度，提高了工作效率，有一定的推广价值。尤其在断电或无电源情况下，可以在减速器外伸轴端套上摇把进行人工缠绕，若使用中出现故障需要退钢索时，只要将绞盘与减速器的离合器脱开，将钢索与张紧装置脱开，在放料盘上安上摇把，即可退掉所需钢索。
参考文献：
1.吴序堂，齿轮啮合原理[M]．北京：机械工业出版社，1984
2.赵敖生等，机械制造学[M]．南京：东南大学出版社， 1989
2016年6月2日，中国正式成为《华盛顿协议》成员国，这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用，促进中国按照国际标准培养工程师，提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成，目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式，工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次，并通过12条标准来衡量学生的培养质量，这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。
我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案，培养了结构合理的师资队伍，形成了较好的理论和实践教学模式，但是与CDIO工程教育标准的要求相比，在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面，仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，因此要依据CDIO工程教育理念，借助校企合作平台，全面地进行机电专业人才培养模式的探讨，建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。
1.我校机械电子工程专业课程体系情况
目前的专业培养方案里包括的核心课程为：机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为：社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。
2.CDIO模式下的机电专业教学体系
根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色，为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求，结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议，深入探讨和修订机电专业课程体系，强化实践环节，构建国际化的课程体系和教学模式，从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念，选择典型的工程实践项目，采取“做中学”的方式，通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力，这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握，还可以提高学生解决工程实践问题的能力，从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求，增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来，主要通过以下措施进行教学体系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。
“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主，覆盖了多学科交叉领域，主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统，选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导，学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训，才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始，每学期均安排工程实践环节，按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目，在课程设计与毕业设计过程中企业参与。
(2)依托产学研合作背景，通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。
我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台，与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作，从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力，往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等)，让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时，让学生积极深入到到校企合作的实习基地中，在相关机电系统中顶岗锻炼，进一步提高学生的理论联系实践的能力，缩短学生个人能力与企业要求的差距。
(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。
为进一步拓展学生科技创新能力，借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台，在日常的教学管理中，融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式，鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事，鼓励学生撰写学术论文和申请专利。
3.结语
CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的，只有坚持以CDIO工程教育模式为指导，依据校企合作背景，不断创新改革机电专业的课程教学模式，才能进一步提高学生的工程实践应用能力，为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才，达到国际标准的要求。
关键词：机械设计；课程设计；教学改革
一、机械设计课程设计存在的问题
目前，我国大多数高校机械类学生通常在第5学期进行机械设计课程设计，该设计是学生学完工程制图、工程力学、机械原理、机械设计课程后完成的一门较为综合的课程设计，同时，这也是为学生毕业设计和今后工作后机械设计能力培养奠定一定基础。但是长期一成不变的课程设计时间和题目，以及传统的教学模式，早已不能满足现代信息快速发展的今天。
1.传统的课程设计时间短。机械设计课程设计通常是在《机械设计》课程结束以后的3周内进行，在期末的这3周中学生考试科目较多，很难集中精力集中时间做好课程设计。由于目前招生人数的增加，而指导老师的数量并没有增加，这就造成了老师精力不足，最终导致课程设计的质量越来越低。学生没有足够的时间保证，导致学生思考问题不认真、不周全，照搬照抄，计算绘图盲目仓促，难以达到课程设计所设置的目的要求。课程设计由于时间紧张，工作量大，老师不能及时地鼓励学生的创新设计，从而限制了学生创新能力的培养。而对于学生单一的、不协作的课程设计，时间紧张，思维狭窄而受限就更难以充分发挥学生的创新才能。虽然有一些学生有好的想法，但是没有充足的时间考虑，加上老师对学生的监管不到位，没有老师的认真点拨和指导导致学生的创新能力受到限制。
2.课程设计题目陈旧、缺乏创新。机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械。通常以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。因为减速器包括了机械设计课程的大部分零件，具有典型的代表性。传统的课程设计重点是巩固和加强所学的理论知识，设计题目和给定数据多年不变，只需要按设计任务中给定的数据、方案及规定的设计方法完成一定的工作量即可，这就导致了相互抄袭的后果。学生缺乏主动性、积极性，教师缺乏新思维，师生同受其害。同时，传统课程设计题目与专业、毕业设计相关度不大，使得学生所学专业课程无用武之地，缺乏学习兴趣，设计与专业课程学习不同步达不到学以致用的目的和充分培养学生理论联系实际的能力。
3.考核方式较为传统死板，没有调动学生的积极性。教师对课程设计的考核方式也过于简单，学生最后提交的是图纸说明书等纸质材料，由于学生考试的穿插，加上期末老师的年终总结任务较多，用于集中指导的时间少，教师只凭印象批阅说明书和图纸，自行决断，确定最终得分。整个课程设计过程前期组织动员工作准备不充分，缺乏师生的交流与互动，对学生的监督与管理不严，部分学生的抄袭很难评判。考核缺乏标准性和透明度，助长了懒惰学生抄袭的不良风气，影响了勤奋好学学生的积极性，严重违背了课程设计教学的初衷。
二、改革手段和方法
针对目前课程设计学生态度不积极、时间较短、流于形式等现象，我们就本科生专业实习提出“长时间课程设计”的概念，即在机械设计课程初进行持续近一个学期的时间，以加强学生创新能力训练，锻炼学生在工作中解决实际问题的能力。这一概念通过近几年的实施取得了一定的成果，但有些方式仍需继续探讨。
1.采用“化整为零”法。通过将课程设计融入平时课程作业中，学生在进行课程学习时，有的放矢，应用所学知识完成课程设计计算工作；课程设计中先进设计方法和手段的训练，使学生在实践中应用设计软件，掌握三维建模知识，了解虚拟装配过程。在平时上课时完成课程设计的计算部分，课程设计节省的计算时间用于对学生的应用现代设计软件，开展先进设计方法训练及应用；增强实践性环节教学，建议实验室允许学生借出减速器模型，在课程设计室内使用，从而通过先进设计方法训练和增强实践能力，提高学生设计能力和综合素质。“化整为零”法推动课程设计的改革。根据教学大纲的要求，在不减少学生的设计工作量的前提下，采用“化整为零”法来完成课程设计任务，就是在开始讲述机械设计部分的时候就把课程设计任务书发给学生，将课程设计的部分计算内容（如带传动设计、齿轮传动的设计）放在机械设计课程教学时，作为课外作业布置给学生，这样可以发挥学生学习的主动性和积极性，同时老师在日常教学期间通过批改课程设计作业，及时地发现学生的计算错误或不合理的设计，督促学生及时改正。
2.在课程设计中引入现代设计软件，提高学生的兴趣。学生在机械制图课程教学中已经学习了Auto-CAD，但是没有把它与具体的工程设计结合起来。我们根据学生的具体情况，在课程设计中以不同的方式把计算机CAD技术应用到设计中，鼓励一般的学生能够进行零件的平面CAD绘图，对于基础好的学生鼓励他们对零件进行三维CAD绘图或者运用UG、Pro/E、SolidWorks软件绘图，也可以在电脑上完成装配图的绘制。机械设计基础的课程设计并不是孤立的，它不仅是与任课指导教师有关的教学活动，也是在先修的相关课程基础上的实践教学环节。因此，可在设计中聘请制图、公差、力学等相关课程的教师，从各个不同的角度加强业务指导，进一步提高学生的工程素养和素质。
3.结合机械创新设计第二课堂，提高学生创新能力。为避免设计的雷同，采用多题目、多数据，将全班分成若干小组，每组3～5人，经小组成员民主选出组长全面负责设计工作，小组各成员按照自己的学习优势进行合理分工：数据计算与整理、查阅手册资料、绘制图样、三维造型与装配等，每人各负其责，独立完成，但要数据共享，步调一致。由于学生缺乏实际经验，往往需要对某些结构不够合理的地方进行多次修改，采用软件只需修改零件某个参数的数值即可完成整体修改，方便省时，且整个设计过程符合学生的认知规律，使学生能够更加深入地理解设计的内涵，并可以直观地看到自己的设计成果，增强学生的成就感。采取灵活多样的教学方法，根据设计对象的不同和设计过程中随时出现的具体问题，针对年轻人思想活跃的特点，鼓励学生在总结前人经验的基础上有所创新，引导学生获取知识与方法。此外，在设计节点组织学生相互间互查，以提高其对技术文件的审核、鉴定的能力，以及对工作精益求精的态度和责任感。采用第二课堂和课程设计想结合的方式，设立专项基金，针对学有余力的学生，激励其进行创新性实验研究。根据所申请项目的内容及课题完成情况进行审批，给予一定额度的资金支持并配备专门教师给予指导。对于特色较为鲜明、成果比较出众的项目资助其申报发明专利、撰写论文和参与学术交流，并优先推荐评选“国家大学生创新性实验计划”。同时，积极创造条件、出台措施，鼓励学生参加教师的科研项目，给学生提供广阔的自由发展平台与空间。
4.结合科研项目提高教师的积极性。这虽然加大了教学的难度，要求教师具备扎实的工程功底，但既满足理论联系实际的要求，又可达到综合训练的目的，让学生体会到机械设计中既要参考原有样机，又要积极思考，有所创新，对提高学生的设计水平和促进教师教学水平的提高都非常有益。需要注意的是选题的适当和题目的相对稳定，并设立合适的考核节点，对课程设计的全过程进行约束和监督，以利完成课程设计的教学要求。在《机械设计基础》课程伊始，即下达设计任务，通过系统的设计任务将原教学内容中相互独立且略显繁杂的知识点联系起来，置学生于实际的工作情境之中，使其切身去解读一个机械装置的实际设计过程，并掌握由此所涉及到的原理、知识以及问题解决思路和方法。带着问题来学习课程，设计中每一步结果的取得，无论是数据还是结构，都与教学的各章节密切相关。在教学中进行实际工作的演练，是抽象知识与具体行动的有机融合，能够极大地激发学生的学习兴趣和学习潜力，锻炼学生的实战设计能力，培养全面的设计素质，为课程设计的顺利完成奠定良好基础。
三、结论
经过几轮的课程设计实践，本项目取得如下成果：
1.针对学生能力，开展分层次教学，让学有余力的同学利用课程设计的平台锻炼三维建模能力，二维绘图能力，并起到辐射带动作用；
2.以“做中学”的模式让学生自主自发学习应用先进的设计软件，一方面提高了他们软件水平，另一方面，提高了他们的自信心和主动性，促使他们掌握了一种有别于死记硬背的新的学习方法。
作者:李霞 陈建萍 魏敏 葛云 单位:石河子大学机械电气工程学院 新疆交通职业技术学院汽车与机电工程学院
参考文献：
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[3]成经平，林建华.提高“机械设计”课程设计教学质量的探讨[J].湖北理工学院学报，2012，（05）：59-61.
【关键词】微型汽车；动力系统；改装
0 引言
微型纯电动汽车具有无污染、低噪声、小体积、低速度和易驾驶等优点，是解决能源危机和环境污染的重要途径，已成为当今研究的热点[1]。它能够穿梭于城市的各种道路，最高时速一般为 50km/h，因此微型纯电动汽车作为代步或教学工具是相当合适的，不仅适合上班族的快速交通需要，也能为普通人短距离慢速交通提供方便。它的总体开发主要有两种方式，即改装和全新设计，但由于技术上的制约，我国对微型电动汽车的研究绝大多数建立在改装车的基础上，并且对电动汽车改装方面的研究还不够深入，有些文献只是从理论上分析，没有路面试验，因此，本文在介绍电动汽车改装理论的基础上，进行了将大众桑塔纳轿车改装为纯电动轿车的工作，并对改装车进行了路面性能试验。
1 微型电动汽车的发展现状
微型纯电动汽车已成为国外市场、商业化的轻型纯电动汽车新品种。在日本，微型电动汽车享有不用年检、不用车位证，还有停车优惠的政策，并且日本有一些企业和社区内还设置了微型纯电动车的停放站，一般会停放着二三十辆微型纯电动汽车，使用者打卡就能够开走车，用完汽车后放回停放站车子就可以充电，因此拥有不错的市场。在美国，微型纯电动汽车电机额定功率一般为3-7.5kw，最高速度为60km/h，续驶里程为50-80km，只能用作城市内街道和社区交通、高尔夫球场和特殊场合，不能上高速公路[2]；在欧洲，纯电动汽车经过十几年的发展，已经在欧洲各国尤其是在政府部门当中拥有大量的用户。但商业化进程缓慢，原因是没有成功地解决续驶里程问题，而且各大汽车厂商发展电动汽车的热情明显不如日本和美国，其注意力更多地转向了其它新能源车的开发和发展。
我国电动汽车的研发也有一定的历史，基本与国外处于同一起跑线。“十五”期间，国家设立“电动汽车重大科技专项”，目的就是通过组织企业、高等院校和科研院所等方面力量进行联合攻关从而维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力。中国加人WTO后，国内企业将面对开放市场和经济全球化的压力和冲击，中国汽车工业更是面临严峻挑战，要在电动汽车产品上与国外开展竞争，就必须通过技术创新和组织管理创新，以高新技术带动传统汽车工业，在新一代汽车技术上取得突破， 实现我国工业的跨越式发展[6，7，8]。目前，我国的部分高校、汽车研究所以及生产企业正在联合开发充电电池和纯电动汽车，已取得了一些成果。根据国情，我国企业还开发了各种形式的微型纯电动汽车，如“Micro 哈里”，它是由清华大学与清能华通共同研发，采用了自主研发的新型四轮智能驱动技术和高性能锂离子动力蓄电池，百公里能耗低，续驶里程大于120km，最高车速 65km/h。2010年7月，清华大学、常州市政府及润物控股有限公司签订协议，在常州共建微型纯电动汽车试运行示范基地，以推动微型纯电动汽车的产业化发展。
2 改装电动车的总体方案
设计中将原有大众桑塔纳汽车的发动机系统、传动系统、电器及控制系统、仪表板及相关附属件拆除，保留变速箱、行走、转向和制动系统。为减轻车重，将车壳去掉，改敞蓬。电动汽车总体布置如图1所示。
图1 电动汽车总体布置图
图1 为微型纯电动汽车的总体布置图，从图中可以看出，微型纯电动汽车的动力系统主要由电气系统和机械传动系统两部分组成，其中电气系统主要由蓄电池组、电动机及其控制器组成；机械传动系统主要是由变速传动装置以及驱动车轮构成。动力系统的控制器可以根据制动踏板和加速踏板输入的信号，发出相应的控制指令来控制功率转换器。功率转换器的功能是调节电动机和电源之间的功率流，控制功率电路的功率输出，实时控制驱动电机的转速和转矩，然后电机输出的动力再通过变速器传动装置，驱动车轮按驾驶员要求行驶[3]，因此选电动机及控制系统是设计的关键。
3 微型电动汽车动力系统的设计
3.1 电动汽车电动机的选择
本次设计选用了三种类型的电动机，即有刷直流电动机、开关磁阻电动机和永磁无刷直流电动机。
（1）有刷直流电动机。其优点是控制简单、技术成熟，但其过载能力与转速提升能力不足。如长时间运行，要经常维护，更换电刷和换向器，而且转子散热条件差，限制了电机转矩质量比的进一步提高。由于上述缺陷，在新研制的电动汽车上已不采用。
（2）开关磁阻电动机。其结构上省去了转子上的滑环、绕组和永磁体等，是一种新型电动机。具有维修容易，可靠性好，易冷却，调速范围宽，控制灵活等特点，而且效率比交流感应电动机高，但由于其具有较高的非线性特性，驱动系统复杂，输出转矩波动大，功率变换器的直流电流波动也大，因此需要在直流母线上需装一很大的滤波电容，不符合本文汽车改装方案的设计要求。
（3）永磁无刷直流电动机。由于利用了电子换相器取代了传统的机械电刷和机械换相器，因此结构简单、无机械磨损、运行可靠。同时还具有调速精度高、高效率、高启动转矩等优点[4]，是一种高性能的电动机，而且永磁无刷直流电动机无换向火花和无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便，具有更高的能量密度和效率，在电动汽车中有很好的应用前景。
经过上述三种电动机优缺点的比较以及性能的分析，采用永磁无刷直流电动机作为本次电动汽车改装的动力机较合适。
3.2 电动汽车用电动机的参数选择
（1）电动机的额定功率
由于改装用于研究或代步工具使用，设计时速为最高40公里/小时，电机的额定功率，公式为：
根据上述设计计算的电动机的额定功率和额定转速，选择额定电压96伏，额定功率5kW，额定转速为3000r/min的永磁直流无刷电动机较为合适。
3.3 对电池的选择
本次设计选用铅酸电池，其可靠性高、原料易得、价格便宜，是电动汽车储能动力源中较为成熟的一种，而且它的比功率基本上能满足电动汽车加速和爬坡要求。电池容量的选择主要考虑最大输出功率和输出能量，其中电池单节容量为150A・h，电压为12V，尺寸为300×170 ×210mm，电池数目为8节，以保证电动汽车的动力性和续驶里程。
4 结论与展望
我们对改装后的微型纯电动汽车进行了路面行驶试验，其最大行驶里程45km，最大爬坡度15%，最大速度大于25km/h，可作日常代步或教学工具。本次改装试验说明利用普通汽油车改微型纯电动汽车方案可行，稍加改进就可应用于人们的日常需求，实现日常代步，同时也减少了废气污染，减轻了能源危机。
但本文的方案设计还有许多需要改进的地方，如动力系统系统，它是微型纯电动汽车的关键系统，关乎微型纯电动汽车整车的动力性能，详细叙述如下：
（1）本文只对动力系统的主要部件电动机、蓄电池和改装车整体结构选型进行了设计分析，没有涉及到动力系统的具体部件及电路方面的设计分析，对动力系统的具体部件和电路加以设计分析是后续研究工作的重点。
（2）在微型电动汽车改装过程中，由于受原车结构及蓄电池性能的影响，电动汽车的整车动力性能仍存在缺陷，以后的工作中应继续对整车结构和蓄电池的布置进行优化，提高整车的动力性能。
（3）本文对微型纯电动汽车动力系统只是进行了初步布置设计，对动力系统在整车上进行详细的布置设计，并建模型分析动力系统布置对车架受力的影响，以及对整车舒适性的影响将是下一步应该进行的工作。
【参考文献】
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[6]张智文，申金升，徐一非.国家重大科技项目组织管理[M].北京：中国铁道出版社，2000.
（龙岩学院 机电工程学院，福建 龙岩 364012）
摘 要：本文分析了机械专业实验室建设的背景与现状，然后对机械原理、机械设计实验室建设创新的预期目标进行概括，最后提出了提高实验室建设水平的几点对策.
关键词 ：机械原理；机械设计；实验室建设
中图分类号：G48；G64文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）08-0215-02
在高校教学改革的背景之下，实验室在整个教育教学活动的重要意义得到了进一步的凸显.甚至可以说，高校各个专业实验室的建设情况将直接决定着本专业的教学能力以及高校综合教育实力.加强有关机械原理以及机械设计实验室建设工作是逐步实现创新教育目标，培养高素质、复合型人才的重要内容，也是突出当前实验教学工作全新要求与特点的重要手段.本文即围绕机械原理、机械设计实验室建设方面的关键问题进行分析与探讨.
1 机械原理、机械设计实验室建设背景及现状
以前的机械设计课程实验大多是验证性的试验，只偏重于一些几何参数、运动参数、动力参数的测定和分析.这些实验对学生掌握课堂中所学的基本概念，加深理解一些基本原理具有显著的效果，但这些实验作为课程教学的一部分，在培养学生初步具有拟定机械运动方案，分析和设计新机构的能力，以及培养学生的创新与动手能力方面还远远不够.具体而言，当前机械原理、机械设计实验室建设方面还存在以下几个方面的问题：
1.1 实验设备相对缺乏，无法开展系统性的实验训练
当前，高校所配备的机械专业实验室与国际一流水平高校机械专业实验室之间的差距仍然是非常大的.由于在实验设备的配置上存在局限性，因此导致机械专业的学生丧失了部分动手训练与实践的机会.很多实验都纯粹以教学教材所涉及到的理论知识要求进行配置，实验主要内容围绕着课堂中所学的基本概念开展，属于验证性试验，虽然能够帮助学生认识相关概念与理论，但在提高学生分析思考能力，启发创新、发散思维能力方面缺乏促进作用，不利于学生创造性思维的培养.
1.2 实验类型过于单一，较少涉及到综合性知识实践
目前高校机械原理以及机械设计实验室中虽然围绕教学需求配置了一定数量的实验装置与设备，但设备配套比较局限，能够开展的实验内容以及类型过于单一，无法帮助学生灵活应用机械原理以及机械设计方面的相关知识.
2 机械原理、机械设计实验室建设预期目标
在机械原理以及机械设计实验室的建设创新过程当中，必须针对当前实验室建设中存在的问题，采取一系列有针对性的创新建设策略与方法，克服机械专业实验室中存在的缺点与局限性，使机械原理、机械设计课程理论知识能够更好的与实验实践相结合，激发学生参与机械原理、机械设计相关知识学习的主动性，由被动的学习、实验模式转变为主动、创新的实验实践模式.
因此，在有关机械原理以及机械设计实验室建设创新的过程当中，预期目标应当设置为：从实验室操作环节入手，以机械专业基础、经典理论为依托，促进实践性知识的合理应用，展示本专业领域最新的设计方法，实现分析、综合、转化的数学模型与程序.从机械原理与机械设计课程教学内容的安排上来说，实验室建设中的具体目标如下表所示（见表1）.
3 机械原理、机械设计实验室建设水平的提高策略
高校机械原理以及机械设计实验室需要同时负担各个年级段本科生的实验教学任务，同时也需要为学生毕业论文的研究提供基础支持，当然也是高校教师进行科研活动的主要场所.因此，实验室建设中，设备配置必须在满足常规教学需求的基础上，适当增加实验台台数以及实验设备的专业性，促进学生综合实践能力的提升.具体措施有：
3.1 构建分层机械原理、机械设计实验室体系
根据高校在机械原理以及机械设计教学开展中的实际内容与实验要求，构建三层实验室体系，不同层次实验室满足不同实验需求.
第一实验室设置机械零件、机械原理和机械创新展示柜，每组展示柜至少需要配备10个或以上的单体陈列柜.展柜中的模型可实现点动或顺序控制运动演示，并配有录音讲解及运动简图和文字说明，具有形象直观的特点.组建该实验室的目的是将部分基本教学内容利用实物模型进行教学.通过对该实验室资源的应用，能够为本专业学生提供认知依据，同时也是课外科技创新活动开展的知识基础.
第二实验室设置机构模型、齿轮范成仪、齿轮减速器和插齿机模型4种设备或器材，可完成机构运动简图的绘制、齿轮范成、减速器的装拆3个基础性必选实验项目和为学员演示齿轮的插齿过程.本实验室的主要功能是为本专业学生的实操作与理论验证、分析提供支持，使学生能够通过实验加深对机构组成原理的认识，对机构运动特性有一个全面的把握.
第三实验室是具有现代化水平的实验室，滑动轴承、皮带传动、螺栓连接、动平衡和波动调速5类实验台均安装测试卡，可以对实验数据进行自动记录、实验结果进行结算分析，在发展学生创新能力方面有重要价值.
3.2 具体建设策略
第一，满足平面机构及其可视化实验的创新建设：在有关平面机构及其可视化的实验过程当中，实验室需要配备4台同型号的PC电脑，8套同等规格的实验台，每个实验台上需要配备1套完整的机构模型.以上配置标准下，可以通过设计与并接的方式使平面机构传感系统实现不同类型以及不同方式的运动.同时，实验台在建设过程当中可以于主要构件中设置出安装传感器的对应位置，同时添加与之相对应的数据处理软件以及数据监测系统.通过对以上模块的综合应用，分析在平面机构运动过程当中参数变化所对应的系列曲线，进而分析数据，掌握不同类别机构在特定条件下运动所产生的规律.依照上述方式所建设的实验室还能够通过分析加速度、位移，以及速度等基本要素的方式，掌握运动构件的主要特点，帮助学生更好的认识机械原理，掌握机械设计要点.
第二，有关运动方案组合实验的创新建设：在有关运动方案的组合实验过程当中，实验室可以尝试引入已经获得国家专利的产品，如创新机构组合实验台等，至少配置2台，实验台中包括低副杆组以及高副杆组，同时也包括组成以上杆组的各种机架、构件等.通过这些设置，能够使曲柄滑块机构与连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、以及间歇运动机构等相互拼接，除此以外还能够使由涡轮蜗杆、带传动、以及链传动所形成的传统平面有机、交叉组合，构成一个完整的机械传动系统以及组织结构，在与齿轮齿条传动箱结合的基础之上，通过连接电机以及带传统的方式使拼接机构能够有效、且及时的响应动作指令，执行可靠动作.在这种配置方案下，学生能够更好清楚的掌握运动机构组成这一部分知识的了解程度，通过对实际的机构组成方案的观察，进行学习与标识，同时通过实验的方式培养学生在工程实训方面的动手能力，促进学生设计思维的提高以及综合实践设计能力的提升.教师也可以按照以上操作方法完成拼接实验，并对实验台整个运动机构的运动情况进行观察，从而对运动机构方案的科学性以及可行性进行及时检验.
第三，针对轴系结构设计实验的创新建设：在实验室建设过程当中可以配置具有创意组合特点的轴系结构设计试验箱，通过引入轴系结构设计试验箱的方式，使学生能够更加直观与准确的掌握轴系方面的知识结构.一般来说，一套完整的轴系结构试验箱包含八类，百余个零件.若能够在实验室建设过程当中满足以上标准，则能够使实验室的配置完全满足机械原理以及机械设计教学的具体要求.教师可以根据教学需求，利用不同类型的零件进行自由组合，形成多种轴系结构，利用这些轴系结构解决在教学过程当中存在的回转零件轴向固定，受伤零件拆卸安装，以及轴承轴向位置固定等内容，为学生机械原理以及机械创新设计相关知识的学习打好基础.
4 结束语
有关研究中认为，机械原理以及机械设计专业覆盖面占到了工科专业的4/5左右，在提高学生对机械技术工作适应能力方面发挥着非常重要的作用.机械设计课程实验课是机械设计课中重要的实践环节.针对当前机械专业实验室在建设、应用过程中存在的各类问题，尽全力提高机械原理、机械设计实验室建设水平，已成为本专业教研人员最为关注的问题之一.本文在认识机械专业实验室建设现状的基础之上，对机械原理、机械设计实验室建设的基本面进行分析，最后重点从满足平面机构及其可视化实验的创新建设、有关运动方案组合实验的创新建设、对机械设计创新陈列实验展示的建设、针对轴系结构设计实验的创新建设、围绕常用构件制作加工的实验建设等方面入手，探讨了提高机械原理、机械设计实验室建设水平的主要策略.
参考文献：
〔1〕李志尊,王克印,刘红宁，等.虚拟实验室在机械设计基础教学中的应用[J].实验室科学,2014,17(1):50-53.
〔2〕李光雷.案例教学法在高职院校《机械设计基础》课程的应用研究[J].南京工业职业技术学院学报,2014(4):85-87,90.
【关键词】风力发电机组;滚动轴承;故障诊断;振动信号;小波包;能量
能源短缺和环境问题的凸显，清洁可再生能源的开发和利用得到了高度的重视。水力、风力、太阳能发电发展都比较迅速，其中风力发电目前技术已经比较成熟且装机容量较大，已经进入了大规模发展阶段。由于风资源的特殊性，风电机组多安装在高山、荒野或海上，经常受极端天气的影响，运行条件较为恶劣，机组部件会随着机组累计运行时间的增加不断老化，发生故障。对机组运行状态进行监测，能够及时发现和诊断出机组故障，确保风电机组的安全稳定运行。
由于齿轮箱结构复杂，造价昂贵，且有较高的故障率，维修困难，因此无齿轮箱的直驱式风电机组正成为风电场的主要装机类型。轴承是风电机组上的关键部件，在机组故障中所占比例比较高，在主轴、齿轮箱、发电机、变桨机构、偏航机构等多部位都有装配。当轴承系统发生故障时，振动信号能量在频率空间的比例会发生变化，即振动信号的能量改变包含着丰富的故障特征信息。
风力机组的轴承振动信号中含有很多的非稳态成分，传统Fourier分析对时域信号没有定位性，不能用于分析非平稳信号，小波变换的时域和频域的局部化和可变分辨率的特点使得小波在分析非平稳信号有着独特的优势。目前，小波变换法被广泛应用于轴承故障诊断系统。但是该方法也有它的缺点，主要是对高频部分的频率分辨率相对较低。而轴承出现故障时，高频带分解却又是至关重要的，因而往往难以得到满意的识别效果。小波包分析出现为信号提供一种更精细的分析方法。其对信号的低频和高频部分都进行分解，可对非平稳和突变信号进行精确的特征提取，更有效地反映信号的时频特征。鉴于此本文基于小波包分析、能量计算与Hilbert变换将对直驱风力发电机组滚子轴承经常发生的4种状态中的滚动体上的局部损伤和正常运行进行故障诊断研究。
1.小波包分析
1.1 基本理论
小波变换可以同时分析信号频域和时域上的局部特性，其原理是将信号与一个时域和频域均具有局部化性质的平移伸缩小波基函数进行卷积，从而将信号分解成位于不同时频区域上的各个成分。小波包变换是小波变换的进一步发展，对细节序列和近似序列同时分解，将频域等间隔划分，因此具有比小波变换更精细的时频局部化和多尺度分辨能力。小波包分析是多分辨分析的推广，能同时对信号的低频和高频部分进行多层次划分，对小波变换没有细分的高频部分可进一步分解，并能根据被分析信号的特征，自适应地选择频带，使之与有用信号相匹配，从而提高了对信号的处理能力，获得更好的频域局部化，打破了小波变换只能对尺度子空间而不能对小波子空间进行分解的局限。信号按小波包基展开时包含低通滤波和高通滤波两部分，每一次分解就将上层（第j+1层）的第n个频带分割为下层（第j层）的第2n与（2n+1）2个子频带dl（j，2n）、dl（j，2n+l）。
信号的小波包分解算法为：
（1-1）
式中：k为采样点序号;l为倍频细化参数;ak，bk为小波分解共轭滤波器系数;dk为分解子频带。
小波包的重构算法为：
（1-2）
式中pk，qk为小波重构共轭滤波器系数。
小波能把信号分解到不同频段，用户可根据需要选择不同频段信号进行分析。
1.2 小波包能量
由于轴承出现故障时，伴随故障运转产生的冲击力与其引起的共振改变了各频段内信号能量的分布，而且不同故障类型对信号能量分布的影响是不一样的。所以，可以对小波包分解结果中各节点的小波包系数进行能量计算，提取各频段能量值反映轴承运转状态的变化，这种以能量方式表示的小波包分解结果叫做小波包-能量法。该算法为进一步的轴承故障识别提供了诊断的依据。以3层小波包分解为例，说明基于小波包-能量方法提取特征量过程：
（1）振动信号进行3层小波包分解
计算第3层中的8个子频带的小波包分解系数。
（2）小波分解系数重构
每个子频带范围内的信号记为，则总的信号记为，则总的信号为：
（1-3）
（3）各子频带信号能量的计算
以表示第三层各节点的重构信号，对应的能量为：
则有：
（1-4）
其中为重构信号的所有离散点幅值。
（4）构造特征向量
由于系统出现故障时会对各频带内信号能量有较大的影响，因此，以能量为元素可以构造一个特征向量。特征向量T构造如下：
（1-5）
根据各频带能量所占比重的变化即可实现对轴承运行状态的监测。
2.故障频谱特性
2.1 频谱分析法
本文采用的是包络谱分析法：将与故障相关的信号部分从高频信号中分离，故而这些信号段与低频信号不会混在一起，所以能提高诊断的正确性，由于风力发电机组中轴承的故障特征频率出现在低频段，对于希尔伯特变换，移除信号中的高频部分求得的频谱中包含了信号中处于低频段的特征频率（故障元件的转频等）。所以用包络谱方法对振动信号小波包重构的低频段进行分析，将很容易获得故障低频特征的频率，故障诊断的效率会有提高。
2.2 轴承故障频率
轴承的故障特征频率值由故障类型、轴承几何尺寸及旋转频率等参数决定根据如下公式来计算动轴承故障特征频率。
内圈故障频率：
（2-1）
外圈故障频率：
（2-2）
滚动体故障频率：
（2-3）
其中：f为轴旋转频率;N为滚珠个数;d为滚珠直径;D为轴承节径;α为轴承压力角。表1所示为滚动轴承各部件特征频率。
3.轴承诊断研究
以实验室的直驱风力发电机组轴承发生故障时的数据为依据，运用小波包和希尔伯特谱分析法对振动信号进行处理。步骤为：（1）轴承振动的时域分析;（2）第三层小波包重构分析;（3）包络谱分析;（4）能量谱分析。
3.1 振动信号的时域谱
滚动轴承正常工况与滚动体故障信号时域波形如图1-1和1-2所示，为突出时域信号特征只截取8192个采样点。从图1-2中可以看出当轴承滚动体受损运转时，采集到的振动信号幅值增大，并且信号中出现周期性的冲击脉冲力，但无法直接根据时域信号判断出故障产生的部位与故障类型。
3.2 小波包重构分析
对滚动体剥落的振动信号进行重构，图2为滚动体剥落的振动第三层重构信号图。
图1-1 正常情况下的时域图
图1-2 滚动体剥落情况下的时域图
图2 小波包第三层重构图
从小波重构图b中可以看出发现振动信号在方向上有明显的突变性，轴承一定处在故障状态，但无法看出故障的特性。
3.3 小波包能量分析
小波包分解与节点能量分解后，第3层中各节点重构信号的频带范围分别为：节点（3，0）：[0，1000]Hz、节点（3，1）：（1000，2000]Hz、节点（3，2）：（3000，4000]Hz、节点（3，3）：（2000，3000]Hz、节点（3，4）：（7000，8000]Hz、节点（3，5）：（6000，7000]Hz、节点（3，6）：（4000，5000]Hz、节点（3，7）：（5000，6000]Hz。图3为轴承振动信号进行小波包分解、重构、能量计算、归一化后的各频段能量分布。从图中可以看出轴承正常运行时，振动加速度信号的能量主要分布在低频段节点（3，0）处，其频段为[0，1000]Hz，这是由周期性振源引起的响应;而如图3-3所示，当轴承出现故障时，振动加速度信号的能量主要分布在高频段节点（3，2）和（3，3）处，其频段为（3000，4000]Hz和（2000，3000]Hz，这是由于轴承的故障信息被调制在了高频信号中;以上分析表明，故障信号能量集中分布在2000Hz至4000Hz之间，相应的故障冲击信号被调制在该频段中。下一步可以选择能量最大的频段进行分析处理，应用Hilbert包络解调提取轴承故障特征频率。
图3 各频段能量分布图
3.4 小波包络谱分析
小波包络谱分析的步骤如下：
图4-1 滚动体剥落5节点包络谱图
图4-2 滚动体剥落4节点包络谱图
对能量最大的小波包节点的小波包系数进行包络，并求包络谱，提取轴承故障特征频率，之后对照表2-1中的滚动轴承各部件特征频率分析故障类型。为产生对比效果，将故障信号中能量分布相对少的（3，5）节点与能量相对集中的（3，4）节点的重构信号同时进行包络谱分析，得到的包络谱如图4-1和4-2所示。从图中可以看出，相比之下能量相对集中的节点（3，4）处，其幅值是节点（3，5）的三倍多。而且在135.5Hz附近有一条幅值明显的谱线，对照表2-1可知是轴承滚动体发生了故障。
4.小结
（1）对风力机轴承故障信号进行小波分析，充分发挥小波包的具有较高时频分辨率的优势，将多个故障特征频率分离到不同重构信号中，小波包分析能够提高轴承故障诊断的准确性。（2）使用小波包能量法能够较好的提取故障的特征频率，但是轴承的几种故障下的节点能量分布并不是特别明显，如果对相对能量较大的节点求包络谱图得到特征频率，再结合能量谱图能够更为准确的辨明故障。
参考文献
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作者简介：
1 现代教育技术下国外大学创新型人才培养模式的主要特点
面对现代教育技术的发展趋势，许多国家的大学都进行了改革实践，努力探索注重个性发展，突出创新精神的教育模式。在课程设置、教学方式、考核方式、创新条件等方面坚持以学生为中心，课内与课外相结合、教学与研究相结合，充分发挥现代教育技术的优势，逐渐形成独具特色的创新型人才培养模式。
1.1 课程设置个性化
国外大学的课程设置注重学生综合能力的培养，集中体现了“以学生为中心”的办学理念。
再如新加坡国立大学的机械工程系（Mechanical Engineering of National University of Singapore），其课程设置的特点是以激发学科兴趣，增强分析能力和促进创新为目的。学生除主修各门理论课程外，在校期间还要选修一些创新课程，以及做2个设计、3个专题报告及毕业论文。2个设计及毕业论文通常都是配合博士生的科研工作而做，也可到公司去找课题。3个专题报告都要现场作报告，既培养学生收集利用资料的能力，又锻炼学生公开发表自己观点、讨论和回答问题的本领。在大学三年级时开设的创新课程有：小组项目设计及制造、参加海外工业实习项目（Industrial Attachment Programme），此项目可在美国硅谷、日本、中国上海、瑞典斯德哥尔摩、印度班加罗尔等地进行为期一学期的实习，12个学分。此课程的设置使学生受益匪浅，例如04级学生Peh Ruey Feng参加硅谷海外大学项目，获得6项共同发明专利；在第二届李光耀全球商业计划竞赛中，有2名学生获得二等奖[4]。
1.2 教学方式灵活多样
在国外高校，教学方式灵活多样，而且教师在教学过程中重视采用现代教育技术，将复杂问题简单化、抽象问题直观化、静态问题动态化、间接问题直接化。
首先在课堂教学上使用多媒体技术，注重启发式、讨论式教学，强调师生互动，充分调动学生的积极性，培养学生的创造性思维。如莫斯科鲍曼技术大学，课堂讨论是机械设计教学的一个重要形式，与实验课穿行。课堂讨论主要针对机械设计教学中一些重点、难点内容着重讲解并进行讨论。而美国的大学，教师既鼓励学生在课堂上积极参与有关教学内容的讨论，更鼓励学生在课外利用网络技术自主学习、交流和提高。
其次在实践教学环节上，提倡学生在课外、校外组织科学性和创造性的活动，以提高实践能力和创新能力。国外不少高校特别重视大学生的实践锻炼，在鲍曼大学，机械设计课程开设的实验较多。整个学期学生要做10个实验，实验前指导教师在学校的教学平台上建立自己的课程资源库，及时向学生实验信息，学生可在网上下载教师所提供的与实验有关的信息资源，包括实验指导书、PPT课件以及提交实验报告、提问答疑等。
1.3 考核方式多元化
国外高校考核方式呈现多元化的特点，更注重学生应用能力而非记忆性知识的考核，平时成绩所占比重较大。在平时成绩的考核上也呈现多样化，例如很多课程都有演示作业，就是以小组形式把自己做的作业制成幻灯片演示给大家，这种方式能够加强学生对所学课程前沿资料的涉猎和提高软件应用能力、表达具有体现灵活性、开放性的特点，很大程度上体现了崇尚自由、鼓励创新、勇于实践和彰显个性的精神实质[5]。如新加坡国立大学机械工程学院有些本科生课程实行“一页开卷”，允许学生在考试时将课程内容抄到一页A4纸上带入考场，这样可以使学生省去大量背诵笔记的时间。再如德国波鸿鲁尔大学机械原理零件课程考试为开卷笔试，学生可以带任何工具书、教材及参考书入场，题型丰富，题量极大，最后评卷按得分百分比综合处理。
2 对我国机械类创新型人才培养的启示
我国的创新教育起步较晚，虽然当前已经步入正常的发展轨道，取得了一定的成绩，但由于经验不足以及我国的基本国情，导致创新教育中存在着一些问题。因此，发达国家经验对我国高等学校的创新教育有诸多启示。
2.1 加强现代教育技术在课堂教学中的应用
针对我国大学生普遍存在搜集资料和信息处理能力不强这一现实，应加强网络技术在教学中的应用，培养学生搜集信息和处理信息的能力。学校应加大投资，建设 校际乃至国际间的网络信息平台，达到资源共享。学校应大量开设信息技术课，将先进的计算机技术融入机械类课程的授课、自学辅导等各个环节中，达到缩短学时、开阔视野、培养设计创新能力、提高教学质量的目的。
此外，可采用多媒体技术，将自编的动画软件应用于教学实践中，便于学生理解课堂内容，同时也能启发他们的创新能力。因为学生亲自动手操作，能将抽象的知识转化成看得见、摸得着、容易理解的知识。例如，在讲到“蜗轮蜗杆传动”内容时，单凭书上的平面示意图对蜗轮蜗杆的结构都很难讲解清楚，就更不用谈讲解传动工作原理了。采用生动逼真的“蜗轮蜗杆”动画软件来辅助讲解，能提高学生对这节内容的理解程度，从而也提高了授课效率。在教学过程中，将一些动画模型软件在课堂上演示给学生，不仅会大大激发他们的学习、创作热情，还能引导他们积极投入到科研中去，有利于挖掘出他们的内在潜力。
2.2 加强现代教育技术在实践教学中的应用
实践性教学环节在培养学生创新能力中起着举足轻重的作用，为此，我国高校应加强现代教育技术在实践教学中的应用，采用新型教学手段与方法，在实践教学环节中采用现代教育技术，改变传统的教学表现形式，摆脱时间和空间的约束。改革实验教学方法，积极开设综合性实验和设计性实验，提高学生综合能力及创新能力。加强对学生工程意识的培养，突出以设计为主线，建立以机械传动方案设计、机械零部件工作性能设计和机械结构设计组成的新体系，着重于机械零部件的工作性能和结构设计能力及机械结构的创新。
改革课程设计教学方法，根据专业特点，结合实际选题，变模仿型设计训练为思考型设计训练，加强计算机的运用能力，培养使用各种软件进行机械设计的能力。此外学校在开展课外创新训练活动时，也应加强现代教育技术在创新训练活动中的应用，如数字化资源、电子教材等，为学生提供创新的条件。创新训练活动要求由几个人所组成的创新团队，在教师指导下完成自主选题、方案设计、模型制作、计算机数据分析处理和撰写总结报告等工作。通过创新训练活动可以培养学生提出问题、分析和解决问题的能力及创新精神。在创新训练活动的基础上，组织学生参加各级各类学科竞赛，激发学生的创新欲望，帮助学生扩大视野，培养其创新思维。
2.3 构建多样化的机械类创新型人才培养途径
机械类创新型人才培养要以人为本，注重满足创新人才的个性化、多元化需求的转变。在现代教育理念指导下，以多媒体和网络技术为基础，强调学生是认知过程的主体，注重学生主动探究和自主发现，激励学生通过协作、探究、实践、反思、综合等思维活动来提高创新实践能力。基于计算机网络的“协作式学习”“发现式学习”和“情境创设式学习”，是机械类创新型人才培养的有效途径。
“协作式学习”是网络教学的重要特点，也是最重要优点之一，这种方式提倡讨论、交流，鼓励自由发挥，因此能集思广益，便于不同观点的碰撞与交流，能在短时间内使学生对同一复杂问题获得多方面的深入认识，有利于学生理解各种机械的复杂性和培养辩证思维。此外，“协作式学习”有利于开发学生诸如沟通、交流、角色转换、任务分工、团队协作、妥协让步等人际交往能力。
“发现式学习”强调通过网络这一丰富的资源库来自主学习、自主探索、自主发现，是利用多媒体技术进行的跨时空网络学习。这种方式是一种开放式、自主式、创造性的学习过程，有利于学生理解各种机械的多样性、复杂性，有利于培养学生的实际动手能力和应用创新能力。
“情境创设式学习”是指由教师创设任务情境， 将教学内容融入一系列任务中。它以任务为线索，充分调动学生的主动性，培养学生自主学习的意识。由于任务目标明确，学习过程有序，从而能够培养学生提出问题、分析问题及解决问题的综合能力，达到提高创新能力的目的。
3 结束语
机械类创新型人才培养是一项涉及面非常广泛的工程，通过借鉴国外高校创新型人才培养的经验，获得我国高校创新型人才培养模式改革的启示。因此，在各个教学环节中加强现代教育技术的应用，构建多样化的机械类创新型人才培养途径，以改变传统的教学形式，探索适合我国高等学校教育特色、培养机械类创新型科技人才的教育模式。
参考文献
[1] 教育部.面向2l世纪教育振兴行动计划[Z].北京：北京师范大学出版社，1999.
， 31st ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference， 2001.15.
关键词：机电设备设备管理 维护保养
Abstract: the mechanical and electrical equipment in the mechanical and electrical industry occupies the important position, is to ensure that the mechanical and electrical system can be the foundation for the safe and stable work, is the key to guarantee the security and stability of people's production and living. As the material basis for the enterprise operation, the mechanical and electrical equipment whether can normal running, stable relationship with all aspects of the enterprise, and also its status in family life also to be reckoned with, more and more intelligent way of life it is mechanical and electrical system of the credit, thus strengthening the management and maintenance of mechanical and electrical equipment maintenance work has a great realistic significance. Below this article mainly from the mechanical and electrical equipment in the problems arising from the management, the implementation of specific measures and maintenance to discourse upon the specific examples.
Keywords: mechanical and electrical equipment maintenance equipment management
中图分类号：TV734文献标识码：A文章编号：
1.引言
第一次工业革命给我们送来了机械，第二次工业革命将电气时代带入了我们的世界，从此两者的有机结合就改变和创造着我们生存的环境，各式各样机电设备给与我们的强大支撑，在现代社会建设中发挥着不可替代的作用。现在人类活动必不可少的信息网络系统也是建立在机电系统的基础之上的，因此基于机电在现代社会中的重要性，做好对其的保护工作亦是非常重要，即完善、提升机电设备对于确保机电系统能够按照我们的意愿正常的工作非常的关键。因此，做好机电设备的管理工作以及对其进行良好的维修保养工作，是整个相关行业应该重点关注的问题，同时也是国家发展过程中应关注的关键问题。
2.机电设备管理工作中存在的问题
2.1管理中存在着潜在的安全隐患
安全隐患的造成大都是由于管理制度的不完善造成的，制度上的漏洞使得某些企业的领导为了达到利益的最大化，不顾后果的降低企业的管理成本，这也就使得在机电设备管理维护上的费用少之又少，必要的设备更新改造资金不到位，甚至有新建企业完全忽略了机电设备的维修保养的开支，种种做法都为机电设备的安全有效的运行埋下了隐患。以人们使用最为频繁的电梯为例，电梯在正常投入使用后，供货厂商一般只会一到两年的免费维修，当过了这段时间，只能由物业管理部门出资或者聘请其他的电梯维修保养公司对电梯进行正规合理的检修工作。但是就目前情况来看，电梯的日常的维护保养是非常不乐观的，一些物业公司为了减少费用的消耗，减少电梯检修次数，更换不合格的零配件，聘用没有上岗资格的人员等等，这一系列的问题将对电梯的正常安全的运行产生极大的隐患，直接威胁着人们的人身财产安全。另一年一次的检修和三到五年一次的大修，对于使用频繁、损坏严重的电梯来说简直就是杯水车薪，加强检修的频率和质量才是正道。
2.2管理人员的知识技能跟不上设备的发展
科技的发展日新月异，不少机电设备更新换代的速度非常之快，这就为日常的管理工作带来了一定程度上的困难。在实际操作过程中，不少的管理人员的知识技能跟不上设备的更新速度，对于刚刚更新改造的设备性能、操作规程以及维修保养的知识了解不够，在管理过程中往往又以自己的经验为主线，不能客观的对待新事物，从而造成了管理工作的落后，致使设备的性能不能完全发挥，工作效率也大打折扣，严重的还会损害其使用寿命，造成不必要的经济损失。因此，对于机电设备的管理工作不能仅仅停留在表面上，要深入发现问题，解决问题，进一步完善管理工作。
2.3管理工作的逐步弱化
日益弱化的设备管理工作在社会上已经比比皆是，这是一个非常严重的问题，亟需有关部分出台相关的法律法规对这种现象进行及时的治理和纠正，如若不然后果将会非常的严重。不论是企业还是物业对于管理工作的重心已经越来越转移到对人的管理上，这种软措施虽然对于企业的正常运营和人们获得舒适的生活非常的重要，但是作为保障生产生活能够正常进行机电设备等硬件也不容忽视，从某一方面来说这是软措施之所以能够生效的基石，需要得到人们的重视。众所周知，机电设备是企业至关重要的施工工具，也是企业的外部形象之一。对于保障机电设备资源的过程使用能力，发挥设备最大的经济效益为企业的生产经营服务，是一切管理工作的主题和中心任务，也是企业管理的重要对象。
3.机电设备管理的主要措施
针对以上提出的在管理工作中出现的几种主要问题，结合实际操作过程提出以下几点解决措施，并举例说明措施的简要实施过程。
①正确选型，合理调配。严格地按规定合理使用机械，就能充分发挥机械效率，减少机械磨损，延长使用寿命，降低使用成本。②做好特种设备的安全检测。特种设备就是与人身、财产安全，人体健康密切相关的承压和载人设备的总成，在生产过程中，比一般性生产设备具有更大的潜在危险性。③人员培训，持证上岗。明确专业定位和专业人才培养模式之后，重点从改革课程教学体系、设置实践教学环境、教学团队建设等方面构建人才培养体系，完善应用电子技术专业“工学结合”人才培养模式的内涵。
为了更加具体形象展示机电设备管理过程中所采取的主要措施，我们以电梯管理工作中日常的维护保养为例进行阐述，电梯日常保养工作主要从三个方面来开展，分别是机械传动部分、电气部分以及安全保护装置部分，其中机械传动是日常检修保养的重中之重，对电梯运行过程中的主要配件进行调整、加固、等将有效地减少因配件老化而造成的质量安全事故的发生，应尽可能地减少对其余两者的调整工作，这主要是因为频繁的检修工作将会对相关元件造成一定的损坏，破坏其整体性、灵敏性，造成使用上的不便。为了强电梯维修工作的措施主要工艺下几个方面入手，一是加强电梯安装、维修施工单位的管理，特别是电梯维修保养队伍的管理；二是进一步规范电梯维修保养市场；三是围绕电梯的安全控制与管理，建立和完善长效监管机制；四是进一步明确电梯使用单位的主体责任意识。我国《特种设备安全监察条例》的第三十一条明确规定：“电梯的日常维护保养必须由依照本条例取得许可的安装、改造、维修单位或者电梯制造单位进行。电梯应当至少每15日进行一次清洁、、调整和检查。”
4.机电设备强制保养的经济效益
通过机电设备的维修，保养，可以有效提高设备运行效率，延长设备寿命，降低设备损耗从而提高生产率，降低生产成本。①设备管理是企业生产经营管理的基础工作。工程机械设备是工程机械租赁企业生产经营的物质基础，机械施工过程的连续性和均衡性主宴靠机械设备的正常运转来保持.只有加强设备管理，正确地操作使用、精心地维护保养、进行设备的状态监测、科学地修理改造，保持设备处于良好的技术状态，才能保证生产连续、稳定地运行。②设备管理是提高企业经济效益的重要途径。设备管理既影响施工工程的产量和质量，又影响企业的投入(维修、燃料消耗等)，因而是影响企业经济效益的重要因素。因此加强设备管理是挖掘企业生产潜力、提高经济效益的重要途径。③设备管理是安全生产和环境保护的前提。设备技术落后和管理不善是导致发生设备事故和人身伤害、造成环境污染的重要原因。安全生产、净化环境，是人类生存、社会发展的长远利益所在。租赁企业必须重视设备管理，为安全生产和环境保护创造良好的前提。④设备管理是企业长远发展的重要条件。科学技术进步是推动经济发展的主要动力。企业要在激烈的市场竞争中求得生存和发展，需要不断采用新技术、创造新成果。这些都要求加强设备管理，推动生产装备的技术进步，以先进的施工设备和良好的设备状态来保证施工项目的顺利完成，实现企业的长远发展目标。
5.结束语
机电设备的管理与维护保养是一项非常艰巨并且十分重要的工作，设备管理是租赁经营的基础，是企业提高效益的基础；设备管理是租赁企业和机械施工企业完成施工任务、保证质量、效率和交货期的前提，是企业安全生产的保证。加强这一工作体系利国利民，符合长久发展的最大收益。
参考文献：
[1]赵磊 洪梅 崔秀珍 路国强. 浅谈如何搞好机械设备的管理与维修保养[J]. 中国论文下载中心.2012.
[2]黄玮华. 浅谈电梯维修保养常见问题及解决措施[J]. 科学之友，2010.
