隨著機械制造業的飛速發展，高精齒輪作為核心傳動部件，在航空、汽車、船舶、風電等眾多領域的應用日益廣泛。3月28至29日，在湖北省十堰市舉行的第六屆高精齒輪制造技術研討會，探討電動化浪潮下高精度齒輪制造前沿技術，迎接新質生產力需求下的挑戰與機遇，為推動齒輪行業創新發展注入新的動力。
中國機械工業聯合會總工程師、中國機電裝備維修與改造技術協會理事長李燕霞指出，隨著科技的不斷進步和工業的快速發展，高精齒輪制造技術將繼續保持其領先地位并持續創新發展，這些關鍵技術的不斷進步和應用將為高精齒輪制造帶來更加美好的未來，同時也將推動整個工業制造領域向更高水平邁進。
中國機電裝備維修與改造技術協會機械傳動分會秘書長、齒輪傳動全媒體平臺總經理杜三龍表示，發展之計：合則強，孤則弱。我國齒輪行業高效發展離不開業務、市場、用戶三者之間的緊密結合，齒輪傳動全媒體服務平臺一直本著搭好臺服好務的宗旨，為齒輪行業發展貢獻力量。
未來制造出的齒輪將精度更高、質量更好、過程更穩定
作為機械傳動系統中的重要組成部分，高精齒輪需求日益增加，對其質量、性能的要求也在不斷提高，應用場景也越來越貼近人們生活之中，比如機器人行業。教育部長江學者特聘教授、國家產業基礎專家委員會委員石照耀表示，機器人將如同汽車一樣存在，而且應用越來越廣闊，機器人與汽車在技術上正在趨同，仿真機器人時代加速到來。他說，我國齒輪產業的構成將發生歷史性改變，即由傳統的工業齒輪、汽車齒輪向未來的機器人精密減速器轉變，實現從傳統工業領域“額定驅動”轉變為剛柔耦合“爆發驅動”，機器人精密減速器占比將超過汽車減速器。
李燕霞認為，隨著全球制造業的轉型升級，高精齒輪制造涉及精密加工、熱處理、表面處理等復雜工藝，技術門檻較高。同時，隨著產品性能要求的提升，對齒輪的精度、耐磨性、壽命等提出了更高的要求，使得技術難度進一步加大，因此要共同探討高精齒輪制造發展大計。蘇州哈勒智能裝備有限公司常務副總經理張明告訴中國工業報記者，齒輪加工是一項復雜的工程，每一個步驟都是一個專業，但我國齒輪技術不如國外，應該進一步加強產學研結合，研制齒輪產業鏈新技術、新成果、新工藝。
據介紹，重型多檔自動變速箱制造技術是汽車工業和重型機械制造業的重要組成部分。東風龍擎動力有限公司首席工程師朱海濤認為，重型多檔自動變速箱制造技術通過不斷的技術創新和質量提升，可以提高車輛和設備的運行效率和經濟性的同時，為社會創造更大的價值。隨著重型多檔自動變速箱的制造技術也在不斷發展。未來，制造技術將更加注重環保、節能、智能化等方面的發展，以滿足日益嚴格的環保要求和市場需求。同時，隨著新材料、新工藝、新技術的不斷涌現，重型多檔自動變速箱的性能和可靠性也將得到進一步提升。
隨著機械工業的不斷發展，齒輪制造不僅要滿足齒輪各個參數的精度等級要求，而且需要根據產品具體結構和開發過程中各種試驗驗正的狀態，對齒輪齒面進行必要的修正和糾正，但對于齒輪等承受“交變應力”的零部件，要考慮如何通過調整“殘余應力”狀態來提高零部件的疲勞壽命。就破壞而言，金屬材料表面存在“拉應力”時比“壓應力”要容易得多，金屬材料對拉伸很敏感，這就是金屬材料“拉伸強度”比“壓縮強度”低很多的原因，同時也是金屬材料一般用拉伸強度表示金屬材料性能的原因。
高精度制造技術是環面蝸桿傳動制造領域的關鍵。中國農業大學工學院副院長李海濤教授認為，隨著全球能源危機和環保意識的日益增強，高效節能設計已成為環面蝸桿傳動設計制造的首要趨勢。通過采用先進的數控加工設備、高精度的測量儀器以及嚴格的質量控制體系，確保蝸桿傳動的精度和穩定性，通過優化傳動結構設計、減小傳動損耗、提高傳動效率等多方面；從而延長使用壽命，提高傳動效率。
實際上，齒輪用戶對于齒輪精度要求非常嚴格。隨著齒輪制造技術、檢測技術、控制技術的不斷發展以及制造過程的柔性自動化、數字信息化和控制智能化的快速推行，未來制造出的齒輪將精度更高、質量更好、過程更穩定。東風汽車技術中心副總工程師雷君認為，齒輪的關鍵技術重點基于齒輪仿真設計、圍繞敏捷制造、高精度檢測分析、臺架測試和整車測試技術、逐步建立高效齒輪開發系統，應對市場高節奏的開發需求。
電動汽車將在輕量化、低能耗、降成本方面持續迭代升級
當前，新能源汽車事關國家戰略，發展趨勢已不可逆。雷君分析，我國新能源汽車市場呈現“兩超多強”競爭格局，市場呈現多元化發展趨勢，頭部新能源汽車企業發展優勢愈發明顯，汽車市場將陷入“混戰”。目前，我國主要電動汽車企業已在原有純電平臺基礎上開展“進化”，未來將在輕量化、低能耗、降成本方面持續迭代升級，即圍繞電驅動系統成本、高效、高速、可靠等開發需求，純電動汽車減速器在技術趨勢上將向兩檔化、低摩擦、平臺化、集成化方向發展。
“新能源電驅動系統基于高性能和低成本導向，總體呈現出高壓化、平臺化、集成化、高速化、高效化、分布式發展趨勢，電驅動系統平臺化技術重點圍繞關鍵共性技術，提高電機驅動系統效率、功率密度、震動、安全性與可靠性。”雷君表示。
電驅動系統作為新能源汽車核心技術之一，服役要求“高轉速、高效率、低噪音、長壽命、輕量化”，對高速齒輪傳動震動性能提出了巨大挑戰。張明認為，隨著電動汽車行業的高速發展，我國對電動汽車減速器齒輪設計和加工要求日益提高，特別表現在對減速器震動以及齒輪強度要求上，原因是通常電動汽車減速器齒輪比一般燃油汽車減速器齒輪運營轉速要高得多，甚至超過一個數量級。
據分析，高轉速是電動汽車減速器的顯著特點，對與電動車減速器齒輪設計和制造提出了更高要求，特別是多噪聲、震動、齒根疲勞強度等。精密減速器技術作為現代機械傳動的重要組成部分，其獨特的傳動原理和結構特點使其在各種應用場景中都能發揮出卓越的性能。無論是行星減速器的高效傳動，還是諧波減速器的精確控制，亦或是蝸輪蝸桿減速器的穩定性能，它們都在各自的領域中展現出了無與倫比的優勢。在全球制造業轉型升級的大背景下，機器人精密減速器市場正面臨著前所未有的發展機遇和挑戰。
齒輪產業實現從傳統工業領域額定驅動轉變為剛柔耦合爆發驅動
齒輪傳動作為機械傳動的主要零部件，擁有高質量齒輪對于機械傳動的平穩性起到非常大的作用，因此要精雕細琢機械傳動之極致，研發新設備、新技術、新材料，助力中國工業。2024年以來，我國實施“大規模設備更新”既是培育新質生產力的基礎，也是推動產業煥新升級的重要途經。陜西理工大學教授魏偉鋒認為，理想的齒輪與現實的齒輪之間存在制造誤差，因此要拉近理想與現實的距離。
齒輪作為機械設備中的關鍵傳動元件，其性能要求越來越高。特別是在高速、高精度、低噪音等應用領域，齒輪的質量和性能直接關系到設備的運行穩定性和可靠性。因此，高速低噪齒輪的精密磨削技術成為了現代制造技術中的一項重要研究內容。重慶大學高端裝備機械傳動全國重點實驗室二級教授李國龍認為，高速低噪齒輪的精密磨削技術通過不斷優化磨削工藝、選擇合適的磨削設備和砂輪、控制熱變形和振動等措施，可以實現齒輪的高效、高精度、低噪音磨削。寶雞艾必希精密工具有限公司總經理陳占波對中國工業報記者表示，我國齒輪行業與國外相比，材料和工藝都跟不上。“由于國內用戶圖價格便宜，導致齒輪行業即使有技術，也沒有市場。”陳占波說。
在汽車行業，齒輪屬于汽車傳動核心零部件，如果失效將會喪失齒輪的力矩傳遞功能，汽車就不能正常行駛。但值得注意的是，新能源汽車車型每年一個或多個車型更新迭代，而且齒輪小、多品種，要求新能源汽車齒輪產品性能動心、價格貼心、質量放心，目前齒輪制造商正在積極分析齒輪加工精度的影響因素，以此提高齒輪的質量。西安交通大學教授、博士生導師毛世民分析，我國電動汽車發展趨勢是高安全、高性能、低電耗、低成本、小尺寸、輕量化，而電動汽車電驅動系統要求高度集成、高功率密度、高散熱效率、高峰值扭矩、高效率、低噪音、高壓、高速等，齒輪傳動系統就必須達到高速度、低噪音、低成本、高可靠、高功率密度。
事實上，新能源汽車機械結構較為簡單，省卻了傳統汽車復雜的降噪音措施，將降噪音關注點轉為為數不多的機械傳動部件。過去幾年，電動汽車與機器人是兩大“風口”，未來仍將是產業重點，但是機器人概念上被炒作，技術難度被低估，商業價值被高估。
（來源：中國工業報）
