宁波市科技进步奖推荐书 - 安徽大学
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一、项目基本情况
行业评审组：通用机械
项目类别：技术开发类项目编号：
项目名称
齿轮传动副的热-力耦合变形特性及结构修形研究及应用
主要完成人
马修水，李桂华，马勰，任传杰，叶凌箭，钟伟红，李园，关宏伟，沈非凡，陈镇
主要完成单位（本市第一完成单位盖章）
浙江大学宁波理工学院，宁波大红鹰学院，宁波夏厦齿X页）
发表时间
SCI他引
次数
他引
总次数
Dan Wang, Guihua Li, Huajun Zhang, Xiushui Ma
Research based on thermal shock in gear temperature field and stress field /Manufacturing and Engineering Technology（EI）
科技成果登记号
939-15022612
项目起止时间
起始：2006年2月1日
完成：2016年12月31日
宁波市科学技术局制
二、项目简介
项目所属科学技术领域、主要科技内容、技术经济指标、促进行业科技进步作用及应用推广情况
1.技术领域
本项目属于通用机械零部件制造领域，基于典型机械零件热变形理论，对齿轮传动副的热-力耦合变形进行研究，运用热弹性理论、热应力、热传导方程等数理方法，通过仿真和实验，掌握其热-力耦合变形规律，通过回归分析等方法建立结构修形模型，从设计及工艺上解决齿轮热变形和力变形等问题。
3）研发齿轮副热-力耦合变形实验装置，分析其在不同接触状态下的变形规律。通过实验模拟齿轮副传动时的温度场和受载情况，测量其在修形前后不同条件下的热-力耦合变形量，与理论计算比较，分析产生差异的原因。采用综合误差修正方法和标准量置换等方法，对实验数据进行处理，得到热-力耦合变形结果，既提高测量精度，又保证测量结果的可靠性。（论文：论文4；论文8等。专利1；专利2）
推荐单位
（盖章）
推荐奖励等级
一等奖
项目初评的建议奖励等级低于推荐等级时
√尊重初评结果撤回
具体计划（基金）
的名称和编号
及结题情况
1.宁波市自然科学基金：齿轮传动副的热-力耦合变形特性及结构修形研究，2011A610145，结题证书编号：甬科验字[2015]第26-12号
2.宁波夏厦齿轮有限公司横向委托课题：小模数齿轮加工精度检测工艺及检定规范的研制，结题并产业化
2.主要科技内容
1）齿轮传动热-力耦合变形规律研究。通过分析传动件的各种热源及其发热量及载荷分布，建立热-力耦合变形数值分析模型，计算各种边界条件下的对流换热系数，从精确的应力-位移关系式出发，运用传热学、热弹性力学理论和COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件，对温度场和应变场进行仿真，得到热-力耦合变形规律。
4.促进行业科技进步作用及应用推广情况
齿轮是基础机械零部件，本项目运用理论计算、数值仿真和实验相结合等方法对其受温受载过程进行分析，确定结构修形模型，从源头上解决齿轮热变形和力变形等难题，促进了行业的技术进步。
本项目理论研究成果，以发表论文、申请专利及承担企业委托项目等形式在宁波夏厦齿轮有限公司等国内有代表性的企业推广应用，产品质量明显提高，取得了显著的经济效益，同时带动了下游用户的技术进步和产品质量提升，社会效益也十分明显。
2．其他重要技术创新点
1）基于热-力耦合变形研究成果，在小模数齿轮设计及生产中应用，优化产品设计、改进生产工艺，研发了部分专用加工设备、工装夹具、刀具，制定了关键工序精度检测规范。（论文9等。专利1；专利2）
（不超过1000汉字）
四、主要论文、专著及论文专著他引的情况（不超过10篇）
作者
论文专著名称/刊物
2）建立基于热-力耦合变形的结构修形模型。根据仿真结果，用不同回归曲线，逼近变形曲线，确定各单元的修形量，建立结构修形模型，得到修形后的传动件表面CAD设计图，并将其转化为数控代码，输入数控机床。再用COMSOL Multiphysics分析软件对修形后齿轮的温度场和应变场进行仿真，分析修形后的变形曲线是否满足实际使用要求。
（不超过1000汉字）
三、主要技术创新点
1．核心技术创新点
1）齿轮传动热-力耦合变形规律研究。通过分析传动件的各种热源及其发热量及载荷分布，建立热-力耦合变形数值分析模型，计算各种边界条件下的对流换热系数，从精确的应力-位移关系式出发，运用传热学、热弹性力学理论和COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件，对温度场和应变场进行仿真，得到热-力耦合变形规律，从设计源头上解决零部件变形问题，为误差修正和结构修形技术提供理论依据。（论文：论文1；论文2；论文3；论文5；论文6；论文7；论文10；组合机床与自动化加工技术，No.11，2007，15-17；组合机床与自动化加工技术，No.4，2006，52-54。）
3.技术经济指标
1）理论研究成果发表论文13篇，其中SCI/EI收录论文8篇。获实用新型专利2项。
2）研究成果在企业应用，优化了产品设计，改进了生产工艺。以机器人精密行星齿轮减速器为例，不良品率降低了2.8%。校企联合申报获批“机械工业小模数齿轮工艺技术工程技术研究中心”。
3）近3年技术推广累计新增销售10105万元，利润1669万元，税收372万元。
2）建立基于热-力耦合变形的结构修形模型。分析齿轮副的各种热源及其发热量及受载大小，建立基于热-力耦合的有限元分析模型，基于仿真结果，用不同回归曲线，逼近变形曲线，确定各单元的修形量，建立结构修形模型，得到修形后的传动件表面CAD设计图，并将其转化为数控代码，由数控机床加工出修形后的满足使用要求的传动件表面。（论文：论文2；论文3；论文5；论文6；论文7；论文8；论文9；论文10；机床与液压，No.10，2006，7-9）
3）研发常用齿轮副热-力耦合变形实验装置，分析其在不同接触状态下的变形规律。通过实验模拟齿轮副传动时的温度场和受载情况，测量其在修形前后不同条件下的热-力耦合变形量，与理论计算比较，分析产生差异的原因。
4）基于热-力耦合变形研究成果，在小模数齿轮设计及生产中应用，研发了部分专业设备、工装夹具、刀具，制定了关键工序精度检测规范。
行业评审组：通用机械
项目类别：技术开发类项目编号：
项目名称
齿轮传动副的热-力耦合变形特性及结构修形研究及应用
主要完成人
马修水，李桂华，马勰，任传杰，叶凌箭，钟伟红，李园，关宏伟，沈非凡，陈镇
主要完成单位（本市第一完成单位盖章）
浙江大学宁波理工学院，宁波大红鹰学院，宁波夏厦齿X页）
发表时间
SCI他引
次数
他引
总次数
Dan Wang, Guihua Li, Huajun Zhang, Xiushui Ma
Research based on thermal shock in gear temperature field and stress field /Manufacturing and Engineering Technology（EI）
科技成果登记号
939-15022612
项目起止时间
起始：2006年2月1日
完成：2016年12月31日
宁波市科学技术局制
二、项目简介
项目所属科学技术领域、主要科技内容、技术经济指标、促进行业科技进步作用及应用推广情况
1.技术领域
本项目属于通用机械零部件制造领域，基于典型机械零件热变形理论，对齿轮传动副的热-力耦合变形进行研究，运用热弹性理论、热应力、热传导方程等数理方法，通过仿真和实验，掌握其热-力耦合变形规律，通过回归分析等方法建立结构修形模型，从设计及工艺上解决齿轮热变形和力变形等问题。
3）研发齿轮副热-力耦合变形实验装置，分析其在不同接触状态下的变形规律。通过实验模拟齿轮副传动时的温度场和受载情况，测量其在修形前后不同条件下的热-力耦合变形量，与理论计算比较，分析产生差异的原因。采用综合误差修正方法和标准量置换等方法，对实验数据进行处理，得到热-力耦合变形结果，既提高测量精度，又保证测量结果的可靠性。（论文：论文4；论文8等。专利1；专利2）
推荐单位
（盖章）
推荐奖励等级
一等奖
项目初评的建议奖励等级低于推荐等级时
√尊重初评结果撤回
具体计划（基金）
的名称和编号
及结题情况
1.宁波市自然科学基金：齿轮传动副的热-力耦合变形特性及结构修形研究，2011A610145，结题证书编号：甬科验字[2015]第26-12号
2.宁波夏厦齿轮有限公司横向委托课题：小模数齿轮加工精度检测工艺及检定规范的研制，结题并产业化
2.主要科技内容
1）齿轮传动热-力耦合变形规律研究。通过分析传动件的各种热源及其发热量及载荷分布，建立热-力耦合变形数值分析模型，计算各种边界条件下的对流换热系数，从精确的应力-位移关系式出发，运用传热学、热弹性力学理论和COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件，对温度场和应变场进行仿真，得到热-力耦合变形规律。
4.促进行业科技进步作用及应用推广情况
齿轮是基础机械零部件，本项目运用理论计算、数值仿真和实验相结合等方法对其受温受载过程进行分析，确定结构修形模型，从源头上解决齿轮热变形和力变形等难题，促进了行业的技术进步。
本项目理论研究成果，以发表论文、申请专利及承担企业委托项目等形式在宁波夏厦齿轮有限公司等国内有代表性的企业推广应用，产品质量明显提高，取得了显著的经济效益，同时带动了下游用户的技术进步和产品质量提升，社会效益也十分明显。
2．其他重要技术创新点
1）基于热-力耦合变形研究成果，在小模数齿轮设计及生产中应用，优化产品设计、改进生产工艺，研发了部分专用加工设备、工装夹具、刀具，制定了关键工序精度检测规范。（论文9等。专利1；专利2）
（不超过1000汉字）
四、主要论文、专著及论文专著他引的情况（不超过10篇）
作者
论文专著名称/刊物
2）建立基于热-力耦合变形的结构修形模型。根据仿真结果，用不同回归曲线，逼近变形曲线，确定各单元的修形量，建立结构修形模型，得到修形后的传动件表面CAD设计图，并将其转化为数控代码，输入数控机床。再用COMSOL Multiphysics分析软件对修形后齿轮的温度场和应变场进行仿真，分析修形后的变形曲线是否满足实际使用要求。
（不超过1000汉字）
三、主要技术创新点
1．核心技术创新点
1）齿轮传动热-力耦合变形规律研究。通过分析传动件的各种热源及其发热量及载荷分布，建立热-力耦合变形数值分析模型，计算各种边界条件下的对流换热系数，从精确的应力-位移关系式出发，运用传热学、热弹性力学理论和COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件，对温度场和应变场进行仿真，得到热-力耦合变形规律，从设计源头上解决零部件变形问题，为误差修正和结构修形技术提供理论依据。（论文：论文1；论文2；论文3；论文5；论文6；论文7；论文10；组合机床与自动化加工技术，No.11，2007，15-17；组合机床与自动化加工技术，No.4，2006，52-54。）
3.技术经济指标
1）理论研究成果发表论文13篇，其中SCI/EI收录论文8篇。获实用新型专利2项。
2）研究成果在企业应用，优化了产品设计，改进了生产工艺。以机器人精密行星齿轮减速器为例，不良品率降低了2.8%。校企联合申报获批“机械工业小模数齿轮工艺技术工程技术研究中心”。
3）近3年技术推广累计新增销售10105万元，利润1669万元，税收372万元。
2）建立基于热-力耦合变形的结构修形模型。分析齿轮副的各种热源及其发热量及受载大小，建立基于热-力耦合的有限元分析模型，基于仿真结果，用不同回归曲线，逼近变形曲线，确定各单元的修形量，建立结构修形模型，得到修形后的传动件表面CAD设计图，并将其转化为数控代码，由数控机床加工出修形后的满足使用要求的传动件表面。（论文：论文2；论文3；论文5；论文6；论文7；论文8；论文9；论文10；机床与液压，No.10，2006，7-9）
3）研发常用齿轮副热-力耦合变形实验装置，分析其在不同接触状态下的变形规律。通过实验模拟齿轮副传动时的温度场和受载情况，测量其在修形前后不同条件下的热-力耦合变形量，与理论计算比较，分析产生差异的原因。
4）基于热-力耦合变形研究成果，在小模数齿轮设计及生产中应用，研发了部分专业设备、工装夹具、刀具，制定了关键工序精度检测规范。
