高性能齿轮精密数据控制加工理论与技术

齿轮是传递运动和动力的关键基础部件，代表着国家工业和国家防护装备的水平。高性能齿轮具有高承载能力、高性能比率重比、长寿命、高可靠性和异常的动态特性，是中国高端装备产业发展的瓶颈。《中国制造2025》在“强化工业基础工程”中明确提出要突击关键原材料和核心基础零件工程化、产业化瓶颈。高能齿轮所面临的复杂形态和高表层质量要求对数据控制加工技术和设备提出更大的挑战。

齿轮传动原理图

齿轮的制造和安装错误以及由载荷引起的齿面变形，使齿轮传动过程中不可避免地出现咔合进出冲击、偏心载荷、振动等现象，严重降低了齿轮的传动精度、承载能力和使用寿命。提高齿轮的制造精度和安装精度已经不能满足日益提高的对齿轮性能的要求，而且还大大增加了齿轮的制造成本。齿轮是解决上记问题的高端齿轮。与传统齿轮相比较，其齿面进行了齿库修形和全齿库修形，消除了因载荷和错误引起的咬合干捣，平衡了传载荷，并进行了必须的齿面强化处理。它具有承载能力高、传播精度高、传播噪音低、寿命长、动态特性优良等特点，已成为保障航母、潜艇、直升机等重大型装备在高速、重载工况下运动动力传动系统使用性能必不可少的传动基础部件。

高性能齿轮齿面一般为异形螺旋面，同时具有标准螺旋面和自由曲面的特殊性。要对其进行精确建模和寻求理解是极其困的。采用逻辑参考标准准螺钉旋转面解析法进行近似计算，会产品刀具原理错误差;齿面缺乏标准旋转表的自包网络特性，在加工过程中会制造齿面变形的工艺原理差，无法保证整个齿面的理论修改形式。

高性能齿轮的生齿运动复杂，滚齿过程中切刃面生热大，热量差占70%以上。生加工差的根源很难追踪。一般。采用试错法进行综合错误补邪，难以提高成型精度，调试时间长。同时，高能齿轮加工对机床功能部件的精度、热稳定性和刚度要求更高。中国缺失修复杂项的修复齿轮加工软件，导向高端齿轮机床被国外布局。此外，高性能齿轮对减振、下降和延展使用寿命提出了更高的要求，需要开发新的一代齿轮制造技术和设备。

针对高性能齿轮精密加工的基础理论和技术问题，重庆大学机械传动国家重点试验王世龙课题组展开了十余年的产品研究合作研究，取得了系统的研究成果。一系列相关模型和算法已应用于滚齿机、磨齿机、齿刀的设计，以及汽车齿轮、船舶齿轮、风电齿轮等的加工，取得了良好的应用效果。

点向量族的包络原理

国产大型精密数控滚齿机

高性能齿轮精密数据控制加工理论与技术[j]王世龙，李国龙，曹华军。北京:科学出版社，2022.9)是对这些理论、方法和实践的系统总结。深入探讨了高性能齿轮精密数据控制加工的基础理论与方法、关键技术和齿轮制造设备。

本书的目标是为中国高性能齿轮和齿轮制造设备的设计、制造、试验和管理的专业技术人员提供有用的前沿基础理论和实践材料，促进中国高性能齿轮精密加工技术的自主创新。