齿轮关键技术：要应对市场高节奏的开发需求

随着机械制造业的飞速发展，高精齿轮作为核心传动部件，在航空、汽车、船舶、风电等众多领域的应用日益广泛。3月28至29日，在湖北省十堰市举行的第六届高精齿轮制造技术研讨会，探讨电动化浪潮下高精度齿轮制造前沿技术，迎接新质生产力需求下的挑战与机遇，为推动齿轮行业创新发展注入新的动力。

中国机械工业联合会总工程师、中国机电装备维修与改造技术协会理事长李燕霞指出，随着科技的不断进步和工业的快速发展，高精齿轮制造技术将继续保持其领先地位并持续创新发展，这些关键技术的不断进步和应用将为高精齿轮制造带来更加美好的未来，同时也将推动整个工业制造领域向更高水平迈进。

中国机电装备维修与改造技术协会机械传动分会秘书长、齿轮传动全媒体平台总经理杜三龙表示，发展之计：合则强，孤则弱。我国齿轮行业高效发展离不开业务、市场、用户三者之间的紧密结合，齿轮传动全媒体服务平台一直本着搭好台服好务的宗旨，为齿轮行业发展贡献力量。

未来制造出的齿轮将精度更高、质量更好、过程更稳定

作为机械传动系统中的重要组成部分，高精齿轮需求日益增加，对其质量、性能的要求也在不断提高，应用场景也越来越贴近人们生活之中，比如机器人行业。教育部长江学者特聘教授、国家产业基础专家委员会委员石照耀表示，机器人将如同汽车一样存在，而且应用越来越广阔，机器人与汽车在技术上正在趋同，仿真机器人时代加速到来。他说，我国齿轮产业的构成将发生历史性改变，即由传统的工业齿轮、汽车齿轮向未来的机器人精密减速器转变，实现从传统工业领域“额定驱动”转变为刚柔耦合“爆发驱动”，机器人精密减速器占比将超过汽车减速器。

李燕霞认为，随着全球制造业的转型升级，高精齿轮制造涉及精密加工、热处理、表面处理等复杂工艺，技术门槛较高。同时，随着产品性能要求的提升，对齿轮的精度、耐磨性、寿命等提出了更高的要求，使得技术难度进一步加大，因此要共同探讨高精齿轮制造发展大计。苏州哈勒智能装备有限公司常务副总经理张明告诉中国工业报记者，齿轮加工是一项复杂的工程，每一个步骤都是一个专业，但我国齿轮技术不如国外，应该进一步加强产学研结合，研制齿轮产业链新技术、新成果、新工艺。

据介绍，重型多档自动变速箱制造技术是汽车工业和重型机械制造业的重要组成部分。东风龙擎动力有限公司首席工程师朱海涛认为，重型多档自动变速箱制造技术通过不断的技术创新和质量提升，可以提高车辆和设备的运行效率和经济性的同时，为社会创造更大的价值。随着重型多档自动变速箱的制造技术也在不断发展。未来，制造技术将更加注重环保、节能、智能化等方面的发展，以满足日益严格的环保要求和市场需求。同时，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，重型多档自动变速箱的性能和可靠性也将得到进一步提升。

随着机械工业的不断发展，齿轮制造不仅要满足齿轮各个参数的精度等级要求，而且需要根据产品具体结构和开发过程中各种试验验正的状态，对齿轮齿面进行必要的修正和纠正，但对于齿轮等承受“交变应力”的零部件，要考虑如何通过调整“残余应力”状态来提高零部件的疲劳寿命。就破坏而言，金属材料表面存在“拉应力”时比“压应力”要容易得多，金属材料对拉伸很敏感，这就是金属材料“拉伸强度”比“压缩强度”低很多的原因，同时也是金属材料一般用拉伸强度表示金属材料性能的原因。

高精度制造技术是环面蜗杆传动制造领域的关键。中国农业大学工学院副院长李海涛教授认为，随着全球能源危机和环保意识的日益增强，高效节能设计已成为环面蜗杆传动设计制造的首要趋势。通过采用先进的数控加工设备、高精度的测量仪器以及严格的质量控制体系，确保蜗杆传动的精度和稳定性，通过优化传动结构设计、减小传动损耗、提高传动效率等多方面；从而延长使用寿命，提高传动效率。

实际上，齿轮用户对于齿轮精度要求非常严格。随着齿轮制造技术、检测技术、控制技术的不断发展以及制造过程的柔性自动化、数字信息化和控制智能化的快速推行，未来制造出的齿轮将精度更高、质量更好、过程更稳定。东风汽车技术中心副总工程师雷君认为，齿轮的关键技术重点基于齿轮仿真设计、围绕敏捷制造、高精度检测分析、台架测试和整车测试技术、逐步建立高效齿轮开发系统，应对市场高节奏的开发需求。

电动汽车将在轻量化、低能耗、降成本方面持续迭代升级

当前，新能源汽车事关国家战略，发展趋势已不可逆。雷君分析，我国新能源汽车市场呈现“两超多强”竞争格局，市场呈现多元化发展趋势，头部新能源汽车企业发展优势愈发明显，汽车市场将陷入“混战”。目前，我国主要电动汽车企业已在原有纯电平台基础上开展“进化”，未来将在轻量化、低能耗、降成本方面持续迭代升级，即围绕电驱动系统成本、高效、高速、可靠等开发需求，纯电动汽车减速器在技术趋势上将向两档化、低摩擦、平台化、集成化方向发展。

“新能源电驱动系统基于高性能和低成本导向，总体呈现出高压化、平台化、集成化、高速化、高效化、分布式发展趋势，电驱动系统平台化技术重点围绕关键共性技术，提高电机驱动系统效率、功率密度、震动、安全性与可靠性。”雷君表示。

电驱动系统作为新能源汽车核心技术之一，服役要求“高转速、高效率、低噪音、长寿命、轻量化”，对高速齿轮传动震动性能提出了巨大挑战。张明认为，随着电动汽车行业的高速发展，我国对电动汽车减速器齿轮设计和加工要求日益提高，特别表现在对减速器震动以及齿轮强度要求上，原因是通常电动汽车减速器齿轮比一般燃油汽车减速器齿轮运营转速要高得多，甚至超过一个数量级。

据分析，高转速是电动汽车减速器的显著特点，对与电动车减速器齿轮设计和制造提出了更高要求，特别是多噪声、震动、齿根疲劳强度等。精密减速器技术作为现代机械传动的重要组成部分，其独特的传动原理和结构特点使其在各种应用场景中都能发挥出卓越的性能。无论是行星减速器的高效传动，还是谐波减速器的精确控制，亦或是蜗轮蜗杆减速器的稳定性能，它们都在各自的领域中展现出了无与伦比的优势。在全球制造业转型升级的大背景下，机器人精密减速器市场正面临着前所未有的发展机遇和挑战。

齿轮产业实现从传统工业领域额定驱动转变为刚柔耦合爆发驱动

齿轮传动作为机械传动的主要零部件，拥有高质量齿轮对于机械传动的平稳性起到非常大的作用，因此要精雕细琢机械传动之极致，研发新设备、新技术、新材料，助力中国工业。2024年以来，我国实施“大规模设备更新”既是培育新质生产力的基础，也是推动产业焕新升级的重要途经。陕西理工大学教授魏伟锋认为，理想的齿轮与现实的齿轮之间存在制造误差，因此要拉近理想与现实的距离。

齿轮作为机械设备中的关键传动元件，其性能要求越来越高。特别是在高速、高精度、低噪音等应用领域，齿轮的质量和性能直接关系到设备的运行稳定性和可靠性。因此，高速低噪齿轮的精密磨削技术成为了现代制造技术中的一项重要研究内容。重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室二级教授李国龙认为，高速低噪齿轮的精密磨削技术通过不断优化磨削工艺、选择合适的磨削设备和砂轮、控制热变形和振动等措施，可以实现齿轮的高效、高精度、低噪音磨削。宝鸡艾必希精密工具有限公司总经理陈占波对中国工业报记者表示，我国齿轮行业与国外相比，材料和工艺都跟不上。“由于国内用户图价格便宜，导致齿轮行业即使有技术，也没有市场。”陈占波说。

在汽车行业，齿轮属于汽车传动核心零部件，如果失效将会丧失齿轮的力矩传递功能，汽车就不能正常行驶。但值得注意的是，新能源汽车车型每年一个或多个车型更新迭代，而且齿轮小、多品种，要求新能源汽车齿轮产品性能动心、价格贴心、质量放心，目前齿轮制造商正在积极分析齿轮加工精度的影响因素，以此提高齿轮的质量。西安交通大学教授、博士生导师毛世民分析，我国电动汽车发展趋势是高安全、高性能、低电耗、低成本、小尺寸、轻量化，而电动汽车电驱动系统要求高度集成、高功率密度、高散热效率、高峰值扭矩、高效率、低噪音、高压、高速等，齿轮传动系统就必须达到高速度、低噪音、低成本、高可靠、高功率密度。

事实上，新能源汽车机械结构较为简单，省却了传统汽车复杂的降噪音措施，将降噪音关注点转为为数不多的机械传动部件。过去几年，电动汽车与机器人是两大“风口”，未来仍将是产业重点，但是机器人概念上被炒作，技术难度被低估，商业价值被高估。（中国工业报记者 孟凡君）