怎样才能做出好的齿轮产品？齿轮工业的发展方向是什么？首先，齿轮设计的原则应该改变。早期国内机械工业的设计思想是“担心强度不足”，受到材料和加工工艺的制约。设计的产品又笨又重，浪费了大量资源。例如，在设计齿轮箱齿轮时，应尽量选择较大的模数，以满足特殊工况下的过载要求。

然后，通过对国内外先进水平的比较，我们发现“保证在使用期内不坏”的原则进行设计，可以节省大量相关资源。我在早期发现了很多公司的齿轮图纸，很明显它是用在有很一般要求1的场合，但它的精度等级是5级以上。这是一种浪费，需要纠正过来。

目前的制造工艺水平已今非昔比。如果按照原来的思路设计，会固化自己的思维，造成重复劳动和无效劳动，大大增加相关成本。设计必须有精益求精的理念。目前，国内齿轮产品图大多采用通用的设计方法，没有细化的设计理念。真正的精细化设计是充分考虑产品本身的应用，并有意识地控制一定的精度指标。众所周知，判断齿轮副精度的公差有三组：运动精度误差、运动平稳性误差和载荷分布均匀性误差。真正的精细设计应该是为每个项目合理选择不同的公差等级。

在保证齿轮和使用寿命的前提下，尽可能减小齿轮的质量和转动惯量，从而减轻设备的总重量，便于换挡操作。通常通过改变齿轮的结构，如将齿轮加工成腹板或孔板式，实现齿轮的重量减轻，同时提高功率密度。

齿轮箱是典型的弹性结构系统。它在轴承动载荷作用下产生振动和辐射噪声。因此，合理设计箱体的结构和振动特性有助于降低齿轮系统的噪声。例如，以箱体薄壁振动最小为目标进行设计时，以频率约束、应力约束、几何约束等为约束条件，将箱体壁在动态激励下的振动最小化，达到降低噪声辐射的目的。另外，在箱体结构的设计中，应注意保证支座与箱体支点之间的结构连接具有足够的刚度，以减少系统振动。对于面积较大的薄壁结构，应设置加强筋，以降低振动噪声的振幅。

对于高精度齿轮，齿轮的修形程度有时决定着整个传动系统的设计水平。目前的齿轮齿面修形曲线大多是根据以往的经验，或是与同类产品相比较进行仿制。同一宏观尺寸的两对齿轮副，其齿面修形参数不同，会造成使用寿命的巨大差异。

实际的成形曲线不是设计出来的，而是需要测试的。大型外国公司已将修改后的产品参数一般都是保密的，并投入大量资源进行开发。目前，这方面的工作还有很大差距。

齿轮设计必须充分考虑过程。由于齿轮产品的特殊性，在设计中必须考虑粗加工、加工、热处理和检验等因素的影响。制造试验一体化可以优化材料和工艺，定量评价，辅助决策，提高产品的功率密度。特别是对于弧齿锥齿轮，由于刀具是非标准设计的，同一系列刀具应尽量推广和系列化。另外，在设计齿轮时，也要考虑热处理变形的影响，如不要使齿尖过于锋利，且齿根尽量不留未切割的材料，尽量不要使用过薄的结构等。

齿轮性能的实现还需要高质量的合适材料。对于齿轮钢，从强度角度考虑，应尽量减少钢的内部缺陷，以减少裂纹形成的机会；提高钢的质量，以增强抗裂纹形成和扩展的能力。最终达到了提高齿轮疲劳强度和寿命的目的。因此，齿轮产品设计人员必须了解齿轮的制造工艺，否则会精疲力竭。

为了降低噪声，钢制齿轮轴承的齿面可以进行渗硫或镀铜处理。齿面硫化的目的是降低齿面摩擦系数。为了提高齿轮的接触精度，在涡轮齿轮上采用了齿面镀铜。齿轮热处理对噪音也有影响。例如，齿轮淬火后衰减性能恶化，噪声增加3-4dB。因此，对强度和磨损性能要求不高的齿轮不需要淬火。对于润滑油和加油方式的影响，一般认为，随着油量和油粘度的增加，噪声变小。这是因为润滑油具有阻尼作用，可以防止啮合齿面之间的直接接触。采用油浴润滑时，由于油面高度不同，齿轮噪声也不同，即不同的齿轮箱有不同的最佳油位。

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