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根据个人经验，我将做齿轮行业内遇到的瓶颈分为4个阶段。 1， 理解并明白齿轮参数。 2， 有完善的齿轮检测体系 3， 应用通用修形技术 4， 应用专用修形技术
第一阶段就是明白了齿轮设计制造涉及到的所有参数，能正确完成齿轮设计，能按照参数去制造齿轮。
这个瓶颈应该是相对比较容易突破的，目前主要是依靠齿轮设计软件来实现的，你用专业软件导出的参数表基本都是可以注明所有齿轮参数的，且都考虑了可能存在的问题。只要正确使用专业软件，这个瓶颈不是问题。而且突破前后产品质量变化会很明显。
这个瓶颈突破路径相对还是比较简单的，基本你去看齿轮书籍文章。购买了专业软件，能正确使用软件就行。
第二个阶段就是要有完整的齿轮检测体系。对于国内不少企业为了降本，齿轮可能会使用软件去设计，然后外发加工。拿到后就直接使用了。这样的企业如果遇到齿轮啮合效果不好，那么他们一般认为是设计的不对，然后就各种折腾参数，然后重新加工齿轮。我遇到不少这样的例子了，
案例一：某企业齿轮有噪音，想重新设计齿轮。我验算了下参数，参数设计其实没问题。我说可能是制造问题去测量下齿形齿向咱们看看再说。客户回复说供应商是上市齿轮制造企业代工的，制造问题可能性较低。不过还是让制造企业提供了检测报告。一看报告发现制造企业帮他们做了修形，这个倒是没问题，但是制造精度就是惨不忍睹，一看就知道加工过程中根本没按规定进行中间评估检测，齿形都超差到很夸张的地步了，居然还敢直接发给客户。我客户找到供应商，人家认可齿轮做的不好的说法，但是他们不改。估计是大企业看不上我客户那点量。最后换供应商解决。所以这种情况你重新设计有用么？这个案例里面估计有用。因为供应商技术有的，前期改善我觉得肯定没问题。它出问题是看不上你这个企业，你不是他们核心客户，人家量产不用心，做着做着你后面又要出问题。如果你进行了测量，那么可以很早就发现问题。而不需要买一批废品进来后找人分析才发现问题。
案例二，我们长期合作的客户用我们设计参数制造的齿轮存在明显噪音。他们自述用手啮合顺畅然后装机后噪音很大。我们拿到时候用手啮合就能感觉卡顿了，测量发现内齿的压力角不对。然后找刀具厂，刀具厂认错并重新提供新刀具解决。这里我们的这个客户也是怀疑参数设计有问题，要重新设计，而没有怀疑刀具厂把压力角做错了。如果不是我们坚持要测实物，那么可能所有亏都要我们客户吃了。如果有正确测量，试刀流程就能发现问题，也不会做了一批装机才发现问题了。
这样的案例很多很多，我们解决的问题里面大部分都是制造或者安装问题造成的齿轮啮合质量不好。而这些客户都认为是他们参数设计的不好造成的。这些客户的统一特点就是他们自己没有完善的齿轮检测手段。一出问题就重新设计参数，然后重新制造，这就和电脑有问题就重启一样。重新制造可能原来的制造问题就没有了就好了，然后把功劳给参数设计对了。如果还没好，那么就是参数还没设计对，再“重启”。
如果你在已经可以正确设计齿轮参数的前提下要进一步，那么必须构建实物齿轮评价手段。设计是解决不了制造问题的。安装制造问题是我们公司遇到的问题里面目前造成齿轮噪音和失效的最主要原因。
这个瓶颈的解决办法就是花钱，花钱买测量设备，花钱增加质检流程。这个瓶颈突破了可以让你稳定做出合格的产品，不会有的产品质量好，有的产品质量差了。
第三个阶段就是应用通用修形技术了。通用修形技术的特点就是基本适配所有齿轮，只要用了这个技术，齿轮效果都会提升。修形的用处我认为就和轴与孔配合要做引导槽一样的。那些说修形无用的就是说轴与孔配合端面不需要引导槽一样。反正我是不相信的。修形该怎么修那是和引导槽要画成什么样子是一样的。引导槽设计的不好效果不佳不能说引导槽就无效。
那为什么有时候我们用了修形技术没啥效果呢？因为你没搞清楚修形的目的。通用修形的代表技术是齿形短修形算法，齿向等半径鼓形修形。修形量按标准推荐数值根据自己实际使用经验选择即可。没有复杂的计算，但是能获得很好的效果。这套修形理论的核心是在消弱齿轮制造和安装误差所带来的不利影响。它主要应该用在制造安装误差相对变形引起误差大很多的情况。这项技术的根本目的不在于提升产品性能的上限，还在于保证你产品量产的一致性。往往我们很多企业因为成本限制，齿轮和箱体的安装误差就只能那么大，量产的时候不可避免总有一小部分表现不佳，用了通用修形技术后基本可以大幅降低量产的时候表现不佳产品的比例，如果工艺稳定些的，可以实现接近100%合格。所以当你技术到这个阶段的时候，基本可以保证每个产品量产都有比较稳定可靠的质量。
第四阶段，专用修形技术。专用修形技术没有一个统一的算法，要求每对齿轮单独设计修形方法。基本是基于受力变形，温度变化等因素去考虑修形方式。这个技术的目的是为了提高齿轮性能的上限。通用修形方式在它面前会显得有些粗糙。因为通用修形的曲线是规律的直线或者圆弧。而专用修形理论是期望做出一段能让啮入啮出冲击最小的曲线。它要根据啮合时齿面的细微变化去做适配优化。因为专用修形技术是根据啮合齿面的细微变化做的最佳优化，所以这种技术要显示威力要求特别高的制造精度才行。如果你精度不行，那么所作的修形优化只能对量产部分产品起效，其他部分可能无效甚至反作用。这也是那些用各种分析模拟后去修形最后量产发现和不修形差不多的根本原因。就是你们公司量产精度一般，你这个做法只是把量产的部分产品的上限提升了，但是还有相当一部分因为修形曲线与它不匹配，提升有限或者没有提升。所以各位老板和工程师们，你们遇到和你谈修形必谈变形的理论的时候，想想自己的产品有没有实现每个产品量产都能做到100%合格了。如果能做到，那么你有向这个阶段进步的潜力了，否则还是再等等吧，你们的产品目前还是要以安装制造误差为主要矛盾去解决的，变形误差还不是你们要面对的问题。
下图是一个21000Kw，线速度148m/s的齿向修形图。图中数值是微米。 掌握了第四阶段技术的齿轮企业基本就是站在行业顶端了。这个阶段并不是有专业分析软件就可以了，也一定具备调校软件与现实相符的能力。
我写这个文章的目的是因为我遇到不少第一阶段都没有达到的厂家要用第四阶段的技术，你既没有制造的实力，也没有检测能力，也没有应用条件，你要的技术对你产品来说毫无价值。期望各位老板能认清自己目前的实力，一步一步走，这样才能用最小的成本提高你所做产品的质量以获得更好的竞争力。不然费时费力还是做无用功。
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发表于 2023-9-19 16:11
