张敬彩：齿轮传动系统寿命及噪音性能保证方法与测试技术

【第一工程机械网 现场报道】2017年3月27日，由中国工程机械工业协会、国家工程机械质量监督检验中心指导，工程机械与维修主办，卓众企媒承办的“2017工程机械产品发展(北京)论坛暨中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京隆重举行。来自中国工程机械工业协会及下属分支机构、国家工程机械质量监督检验中心、相关行业协会以及工程机械制造企业、施工企业、科研机构、高校的200余位嘉宾出席本次年度盛会。

机械科学研究总院中机中心制造工程研究所副所长张敬彩出席2017工程机械产品发展(北京)论坛，并发表主题为《齿轮传动系统寿命及噪音性能保证方法与测试技术》的演讲。

演讲嘉宾：机械科学研究总院中机中心制造工程研究所副所长张敬彩

演讲主题：《齿轮传动系统寿命及噪音性能保证方法与测试技术》

互动嘉宾：吉林大学教授、机械科学与工程学院副院长刘昕晖

机械科学研究总院中机中心制造工程研究所副所长张敬彩

第一工程机械网为您现场报道：

齿轮传动在工程机械行业主要涉及到箱和桥，通常来说有寿命和噪音问题，这是大家比较关注的两个问题。在工程机械行业，箱桥寿命更受关注。
如何解决这个问题？

齿轮传动系统相关问题

任何一个变速箱、驱动桥产品的诞生都要经过三个阶段：设计、开发、制造。我们往往把设计开发联合在一起说，其实这里头是两个含。设计是在计算机画图，搞理论上设计，是纸面上的东西。开发是把设计的东西变成样机、实物，然后做试验，验证是否符合设计意图，这个过程要反反复复做很长时间。如果说整个设计、开发用时两年，其实设计只占几个月，剩下的时间就是做样机，然后反反复复测试。基于实际制造条件下生产出来的样机，才能达到我们的设计目标，这才叫真正完成了开发，这时候图纸才可以冻结，才可以去生产。所以前面设计、开发环节不是简简单单把图画完就去加工、生产，这个过程会遇到很多问题。

齿轮传动系统解决方案

解决方案是三个阶段融合在一起，这个过程非常重要。把设计和制造连接在一起。现在做设计很多是不考虑制造工艺，上来是先瞄准国外一个机型就开始做设计，把人家的仿照过来。这样做很有风险，不同的制造条件、工艺水平，制造出来的东西完全不一样。所以一定要基于自己的制造条件，另外要基于设备的使用环境，这是设计阶段，一个叫S—N曲线，一个叫载荷谱，这两个分别代表我们的材料和质量怎样。

与设计同样重要的是试验，要做验证，因为设计时的假设状态不一定和实际使用的情况完全吻合。我们有一些办法在设计上修正，变得均载，可以承载那么大的载荷，没有问题。这是设计完以后做开发的过程需要做的工作。

整个设计制造流程

怎么保证齿轮的疲劳强度。第一、用自己的工艺做齿轮，根据载荷谱加在齿轮上，测试它的寿命是不是够。如果可以，基于这个条件去做设计。如果不能达到要求就要修改设计、修改工艺，优化工艺。工艺非常重要。同样的材料放到不同企业去加工，出来的强度不一样。所以每个企业做到用自己的工艺加工设备，然后做测试，以这样的数据为基础才可能做到可靠的设计。整个流程是这样的。

总结：

主要问题是寿命短、噪音大，解决方案是设计、试验开发、制造一体化，以实际的制造工艺和应用情况为基础进行设计，同时建立一定的试验调整，确定问题的根源，针对问题做不断的优化。这个思路希望能扩展到其他零部件，不光是箱、桥，谢谢大家。

互动嘉宾：吉林大学教授、机械科学与工程学院副院长刘昕晖

吉林大学教授、机械科学与工程学院副院长刘昕晖

以下为对话实录：

刘昕晖：变速箱、驱动桥作为齿轮传动的主要内容，对工程机械行业非常重要，特别是大功率设备，国内设备可靠性差，进口设备价格高。国产变速箱和驱动桥，从技术或者从制造角度方面，与国外设备差在什么方面？

第二、如果资金足够，与国外企业使用同样的设备，我们能不能把国产驱动桥和变速箱做得更好一些？

张敬彩：问题非常好，先回答第二个问题，回答目前还不行，光有设备是没有办法保证质量。目前国内汽车行业，我们的设备比日本、欧洲、美国的要好，但生产出的设备质量仍然不如进口设备，所以单靠设备是不行的，生产工艺等内容同样重要。

那我们是不是就做不好了？不是，我们一定能做好，目前存在的问题是细节，在原理上都没有问题，都可以设计出来，可最后拿出来的品质还不行，其实缺的是试验、测试不到位，太急于求成。踏下心来好好做，把基础设计和开发过程完成，我们的产品一定能做好，相信大家，谢谢。