【項(xiàng)目精選】354期：裝備制造技術(shù)項(xiàng)目推薦（一）
項(xiàng)目一：復(fù)雜修形齒輪精密數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
復(fù)雜修形齒輪是克服高速重載工況下力熱耦合形變影響的高端齒輪，直接決定裝備傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲、壽命等服役性能及其核心競(jìng)爭(zhēng)力，廣泛應(yīng)用于汽車等領(lǐng)域。針對(duì)復(fù)雜修形齒面精密制造面臨全齒面修形加工存在原理誤差、傳統(tǒng)試錯(cuò)修調(diào)法提升加工精度困難、齒面淬硬層均勻性及紋理難以調(diào)控等問(wèn)題，在國(guó)家科技重大專項(xiàng)、863計(jì)劃等支持下，開(kāi)展復(fù)雜修形齒輪精密數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究。主要取得突破和創(chuàng)新如下：
（1）提出復(fù)雜修形齒輪加工的點(diǎn)矢量族包絡(luò)計(jì)算新理論，不用建立和求解嚙合方程，以數(shù)字法替代解析法，突破嚙合原理解析法無(wú)法求解奇異點(diǎn)、計(jì)算復(fù)雜的瓶頸；發(fā)明齒面扭曲消減方法，解決刀具廓形精確設(shè)計(jì)及原理誤差消減難題，齒面扭曲減少70%以上，達(dá)國(guó)際領(lǐng)先。
（2）發(fā)明復(fù)雜修形齒輪加工工藝系統(tǒng)誤差調(diào)控技術(shù)，開(kāi)辟齒輪修形精度提升新途徑。提出制齒機(jī)床熱態(tài)精度提升技術(shù)，發(fā)明熱致誤差補(bǔ)償方法，保證機(jī)床精度穩(wěn)定；提出基于等效虛擬軸的齒面誤差補(bǔ)償方法，解決修形精度提升難題，提高傳動(dòng)精度1-2級(jí)。獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。
（3）研制大規(guī)格精密數(shù)控滾齒機(jī)、精密多功能數(shù)控磨齒機(jī)、高速干切滾齒機(jī)等具有齒面扭曲消減及加工誤差補(bǔ)償?shù)母叨酥讫X機(jī)床，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；開(kāi)發(fā)集齒輪修形設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃于一體的制齒軟件，打破了國(guó)外高端機(jī)床壟斷。滾齒精度達(dá)5-6級(jí)，磨齒達(dá)3級(jí)，干切滾齒提高效率2-3倍，與同類國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，打破高端制齒機(jī)床壟斷，迫使國(guó)外同類機(jī)床降價(jià)30%以上，并出口英、法、日等。
（4）發(fā)明復(fù)雜修形齒輪滾磨一體化工藝技術(shù)，確保修形精度及表面一致性。研制復(fù)雜修形齒輪刀具，實(shí)現(xiàn)齒輪刀具的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造；研發(fā)滾磨余量協(xié)同分配、齒面柔性修形、磨削紋理優(yōu)化等工藝，實(shí)現(xiàn)磨后齒面淬硬層均勻分布、齒面紋理可控、修形工藝快速固化，提高齒面疲勞壽命。為汽車變速箱的批量國(guó)產(chǎn)化提供了保障。
項(xiàng)目二、高可靠精密濾波傳動(dòng)技術(shù)及系統(tǒng)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
本成果主要針對(duì)我國(guó)機(jī)械、航空、航天、船舶等工程領(lǐng)域重要裝備核心基礎(chǔ)部件及系統(tǒng)迫切需要解決的共性關(guān)鍵技術(shù)難題，在特殊與極端環(huán)境下的高性能機(jī)電傳動(dòng)及系統(tǒng)研究方向，通過(guò)十多年潛心研究，發(fā)明并研制出基于高可靠精密濾波傳動(dòng)技術(shù)及系統(tǒng)的高新產(chǎn)品。主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下：
1.發(fā)明了具有人體關(guān)節(jié)功能的高可靠精密濾波傳動(dòng)技術(shù)，研制出高可靠精密濾波減速器，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高傳動(dòng)精度范圍內(nèi)具有人體關(guān)節(jié)功能的自適應(yīng)變形協(xié)調(diào)控制能力，能有效過(guò)濾和降低動(dòng)力傳遞與運(yùn)動(dòng)變換過(guò)程中的波動(dòng)、振動(dòng)和噪聲，攻克了高精度與高可靠之間難以兼顧協(xié)調(diào)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
2.發(fā)明并研制出高可靠精密濾波驅(qū)動(dòng)裝置與工業(yè)機(jī)器人集成系統(tǒng)，創(chuàng)造性地解決了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置在滿足動(dòng)力傳遞與運(yùn)動(dòng)控制精度的同時(shí)難以確保其高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)難題，并成功應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人等重要裝備。
3.發(fā)明并研制出基于高可靠濾波傳動(dòng)技術(shù)的智能型水潤(rùn)滑橡膠合金軸承、高彈性橡膠合金聯(lián)軸器及傳動(dòng)系統(tǒng)，使得船舶推進(jìn)系統(tǒng)艉軸具有人體關(guān)節(jié)功能的自適應(yīng)變形協(xié)調(diào)精確對(duì)中控制能力，有效降低了振動(dòng)噪聲和無(wú)功能耗，大大提高了動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)核心基礎(chǔ)部件的可靠性和使用壽命。
4.發(fā)明并研制出基于高可靠精密濾波傳動(dòng)技術(shù)的工程復(fù)合材料精密成形數(shù)字制造裝備及系統(tǒng)，具有感知、分析、推理、決策等自適應(yīng)協(xié)調(diào)智能控制功能，能顯著過(guò)濾掉精密成形過(guò)程中控制參數(shù)的波動(dòng)，有效保證精密成形產(chǎn)品的可靠性和性能一致性，實(shí)現(xiàn)了面向用戶需求的高性能傳動(dòng)件大規(guī)模優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。
項(xiàng)目三、高精度多股簧數(shù)控加工機(jī)床
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
本成果為多股螺旋彈簧（簡(jiǎn)稱多股簧）的設(shè)計(jì)、制造及檢測(cè)提供了全套解決方案，提出了多股簧的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)新理論，研制了多股簧疲勞試驗(yàn)裝置和性能試驗(yàn)裝置，發(fā)明了高精度多股簧數(shù)控加工機(jī)床。獲權(quán)國(guó)家和國(guó)防發(fā)明專利計(jì)10項(xiàng)。經(jīng)鑒定該機(jī)床處于國(guó)際先進(jìn)水平。多股簧產(chǎn)品一次合格率從原來(lái)的20-25%提升到90%以上，精度等級(jí)從1-3級(jí)提升到穩(wěn)定的1級(jí)精度，節(jié)約直接制造成本70%左右。多股簧是高端裝備中的關(guān)鍵元件，對(duì)我國(guó)高端裝備的性能、可靠性提升具有重要意義。本成果已在摩托車減振器、起重機(jī)等民領(lǐng)域應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊。
項(xiàng)目四、全自動(dòng)多股簧大型數(shù)控機(jī)床
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
發(fā)明了基于無(wú)芯卷原理的全自動(dòng)多股簧大型數(shù)控機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了多股簧的全自動(dòng)大批量生產(chǎn)。發(fā)明了連續(xù)卷簧裝置，提高了多股簧的加工效率；首次實(shí)現(xiàn)了鋼絲的任意退扭，改善了多股簧的性能。
多股簧機(jī)床加工效率提高了10倍以上，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
項(xiàng)目五、空間變厚齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
針對(duì)船舶、機(jī)器人、航空、航天等裝備制造業(yè)對(duì)齒輪傳動(dòng)精度、效率、功率密度和環(huán)境適應(yīng)性及安裝空間的特殊要求，結(jié)合傳動(dòng)機(jī)械學(xué)科前沿，開(kāi)展空間變厚齒輪傳動(dòng)嚙合理論、設(shè)計(jì)方法和高效精密加工技術(shù)研究，取得了如下創(chuàng)新性成果：
1）提出了基于公共節(jié)圓錐共軛嚙合理論和空間變厚齒傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了嚙合區(qū)域可控，大大提高了空間變厚齒輪傳動(dòng)承載能力和精度；開(kāi)發(fā)了平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸空間變厚齒輪傳動(dòng)線接觸控制設(shè)計(jì)分析軟件。
2）提出基于誤差與承載變形耦合的變厚齒輪傳動(dòng)嚙合性能控制、利用普通齒輪加工機(jī)床滾銑/磨削變厚齒輪機(jī)床參數(shù)調(diào)整方法，揭示了設(shè)計(jì)加工參數(shù)對(duì)嚙合特性影響規(guī)律。
3）提出了考慮空間變厚齒輪幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)、誤差和輪齒彈性變形全周期多點(diǎn)嚙合時(shí)變接觸動(dòng)力分析、變厚齒輪傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析方法，實(shí)現(xiàn)了變工況、變載荷、多誤差耦合的空間變厚齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性預(yù)估與振動(dòng)噪聲抑制。
4）發(fā)明了變厚齒平行定軸和少齒差行星動(dòng)軸精密傳動(dòng)，通過(guò)軸向調(diào)隙機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)零回差傳動(dòng)；開(kāi)發(fā)了傳動(dòng)精度、效率高的平行軸變厚齒系列精密傳動(dòng)裝置，用于伺服驅(qū)動(dòng)、衛(wèi)星定位機(jī)構(gòu)中，傳遞精度達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，替代了進(jìn)口。
5）提出了任意夾角空間變厚齒輪傳動(dòng)，開(kāi)發(fā)了系列小夾角船用齒輪傳動(dòng)裝置，通過(guò)平面相交和空間交錯(cuò)變厚齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)倒車和順車功能，滿足了機(jī)艙狹小安裝空間需求，減少船體吃水深度，降低行駛阻力，打破了德國(guó)ZF和美國(guó)Twin Disc壟斷，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)批量出口。
本研究成果打破了西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)空間變厚齒傳動(dòng)領(lǐng)域重要裝備及關(guān)鍵技術(shù)的壟斷和封鎖，滿足特定使用工況、特殊空間安裝方式及高精度、小體積、長(zhǎng)壽命、高可靠性齒輪傳動(dòng)的需求，促進(jìn)了科學(xué)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，具有很好的市場(chǎng)推廣應(yīng)用前景，有望成為高性能傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
項(xiàng)目六、大功率風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析試驗(yàn)與認(rèn)證
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
風(fēng)電齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)力傳遞的的核心關(guān)鍵部件，其承載能力和可靠性決定著整個(gè)機(jī)組的性能和使用壽命。在工程應(yīng)用實(shí)踐中，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處的變風(fēng)載工況、高低溫和大溫差等惡劣環(huán)境，常常導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱的早期破壞，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障率最高、失效最早的部件之一。
1)功率分流與均載能夠顯著提高重載風(fēng)電齒輪傳動(dòng)功率密度和承載能力。構(gòu)建大功率風(fēng)電齒輪傳動(dòng)的構(gòu)型演化模型，提出以多級(jí)、功率分流與匯流和柔性均載為核心的傳動(dòng)構(gòu)型方法，實(shí)現(xiàn)了大速比、變載荷、變工況下多行星均載傳動(dòng)，顯著提高了承載能力。
2) 兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪傳動(dòng)裝置安裝在彈性支撐的狹小機(jī)艙內(nèi)，運(yùn)行工況復(fù)雜、載荷多變，影響其動(dòng)力學(xué)特性的因素眾多，其振動(dòng)噪聲控制是國(guó)際性難題。建立彈性支撐下傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的齒輪—軸—軸承—箱體耦合動(dòng)力學(xué)分析模型，揭示了傳動(dòng)參數(shù)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律。
3)提出了齒輪箱加速疲勞試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法，揭示了載荷幅值、頻度和歷程與疲勞壽命之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)完成了兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱的疲勞壽命試驗(yàn)。
4）建立了大功率風(fēng)電齒輪箱性能試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)電齒輪箱承載能力、效率、振動(dòng)噪聲等性能及行星均載測(cè)試和GL認(rèn)證；建立基于遠(yuǎn)程檢測(cè)的大功率風(fēng)電齒輪箱測(cè)試分析及診斷系統(tǒng)。
