[01151807]基于逆向工程学的新型齿轮耐磨机理及关键技术研究

“基于逆向工程学的新型齿轮耐磨机理及关键技术研究”是吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室承担的吉林省科技发展计划项目，合同编号：2002628-2。传动齿轮工作时，齿面磨损是其主要失效形式。根据典型生物体表的非光滑形态具有耐磨的效果，结合逆向工程学的原理，提取和设计生物体表的非光滑形态和齿轮轮齿形状几何参数，采用激光图形数控加工系统，在轮齿表面形成具有耐磨效果的生物微观非光滑形态，贮存润滑油和碎屑，提高耐磨性。某些典型生物（如穿山甲、蝼蛄、蜣螂等）长期生活在土壤中，能够活动自如而全身不粘土，具有良好的脱附、减阻和抗磨损的功能。研究人员据此提出仿生非光滑形态耐磨的思想及其理论与技术，进行耐磨形态优化设计以及实验室原理性试验、仿生耐磨齿轮耐磨性和磨损过程有限元数值分析和实际实验，开发出激光加工仿生耐磨齿轮的整套工艺方案，采用激光加工轮齿齿面具有仿生非光滑表面形态图案的仿生耐磨齿轮，提高齿根的弯曲强度和齿面的接触疲劳强度，齿轮的耐磨损性能、承载能力、使用寿命、硬度和耐磨性均有提高。成果的创造性、先进性表现在：（1）将已经在农业机械上得到很好应用、具有原始创新性的仿生非光滑形态耐磨技术，应用到提高齿轮耐磨性上，从仿生改性的全新视角研究提高齿轮耐磨性；（2）提出仿生耐磨齿轮表面加工工艺与加工方法；（3）对具有非光滑表面的试件磨损摩擦过程进行有限元数值分析，确定了加载模型和摩擦条件。存在问题是：应该进一步完善齿轮轮齿齿面微观生物非光滑形态的加工工艺，以使该项目成果尽早应用。课题负责人韩志武教授在该项目研究成果基础上，获得了“教育部跨世纪优秀人才培养计划基金项目”和“吉林省杰出青年科学研究计划基金项目”的支持，被评为吉林省拔尖创新人才（第三层次）的专家。课题主要成员任露泉教授获吉林省科学技术进步奖一等奖1项、中国机械工业科学技术奖二等奖1项。