2025年10月，課題組牽頭申報，中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所股份有限公司、中信重工機(jī)械股份有限公司、遠(yuǎn)景能源有限公司、寧波東力傳動設(shè)備有限公司、索特傳動設(shè)備有限公司、江陰天澄機(jī)械裝備有限公司等齒輪裝備頭部企業(yè)參與的“高端裝備齒輪傳動高功率密度設(shè)計方法與應(yīng)用”獲2025年度機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步獎二等獎。
依托國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金、企業(yè)產(chǎn)學(xué)研課題等項目十余年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，在齒輪強(qiáng)度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)、承載能力提升技術(shù)、高功率密度設(shè)計方法方面取得創(chuàng)新：攻克齒輪疲勞試驗(yàn)周期長、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏的難題，創(chuàng)新了概率信息引導(dǎo)Transformer架構(gòu)的齒輪疲勞高效試驗(yàn)方法，較常規(guī)成組法和升降法試驗(yàn)時間縮短60%;建成航空、風(fēng)電、礦山、車輛等領(lǐng)域典型材料，磨削、噴丸、涂層等22種制造工藝、8萬余條試驗(yàn)數(shù)據(jù)的高端裝備齒輪強(qiáng)度和表面完整性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，形成基于表面完整性的協(xié)同設(shè)計系列公式，基本理清我國當(dāng)前材料-工藝環(huán)境下的齒輪強(qiáng)度設(shè)計邊界;提出基于拓?fù)鋱D論與深度優(yōu)先搜索的傳動系統(tǒng)構(gòu)型生成方法，開發(fā)基于雙向長短時耦合算法的齒輪傳動“熱-流-固”多場分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計方案包絡(luò)面積降低15%;基于“自適應(yīng)優(yōu)化算法-集成學(xué)習(xí)全局代理”的傳動系統(tǒng)高功率密度設(shè)計方法，實(shí)現(xiàn)覆蓋齒輪、軸承和轉(zhuǎn)軸等部件的中心距、模數(shù)、游隙、軸徑等上百個設(shè)計參數(shù)協(xié)同優(yōu)化，計算效率顯著提高。
所構(gòu)建的高端裝備齒輪傳動高功率密度設(shè)計技術(shù)體系，應(yīng)用于新一代航空發(fā)動機(jī)附件機(jī)匣、4500噸級履帶起重機(jī)行走減速器、16MW級風(fēng)電增速箱、偏航變槳齒輪箱、冶金減速器、特種車輛傳動箱等23大類147個規(guī)格25萬余臺套高端齒輪傳動裝置，助力大兆瓦風(fēng)電齒輪箱全面替代進(jìn)口，工程機(jī)械減速箱和冶金減速器國內(nèi)市占率第一。
該研究是在2020年度教育部科技進(jìn)步二等獎“高可靠緊湊型大型風(fēng)電機(jī)組齒輪箱關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化”和2022年度重慶市科技進(jìn)步一等獎“高端重載齒輪高表面完整性設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深耕齒輪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)技術(shù)體系和傳動系統(tǒng)高功率密度設(shè)計體系的自然延伸和應(yīng)用拓展，是齒輪傳動領(lǐng)域十年如一日堅守創(chuàng)新的體現(xiàn)。
如今，課題組持續(xù)聚焦齒輪極端服役數(shù)據(jù)與智能設(shè)計方法研究，進(jìn)一步獲得了高溫(>300℃)、高速(>25000 r/min)、乏斷油、大模數(shù)(>30mm)等極端環(huán)境和極端尺寸的齒輪強(qiáng)度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立了涵蓋材料、工藝、結(jié)構(gòu)、表面完整性、強(qiáng)度、溫度等多維數(shù)據(jù)的多層關(guān)聯(lián)，搭建了基于實(shí)體映射模型的齒輪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，開發(fā)了齒輪傳動溫度-應(yīng)力-振動-氣壓-油液多維信號無線測試裝置，創(chuàng)新了高承載塑料齒輪傳動研究方法與應(yīng)用，構(gòu)建了國內(nèi)外有報道的首個機(jī)械傳動智能設(shè)計大模型-ChatGear，實(shí)現(xiàn)涵蓋齒輪、軸系、軸承、連接件、殼體、電機(jī)等零部件和裝配體，材料、工藝、結(jié)構(gòu)、公差設(shè)計與性能評估等近千項參數(shù)的整體方案設(shè)計周期壓縮至分鐘級別，有望極大縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計水平、減少設(shè)計失誤，引領(lǐng)齒輪傳動智能設(shè)計時代。
依托國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金、企業(yè)產(chǎn)學(xué)研課題等項目十余年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，在齒輪強(qiáng)度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)、承載能力提升技術(shù)、高功率密度設(shè)計方法方面取得創(chuàng)新：攻克齒輪疲勞試驗(yàn)周期長、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏的難題，創(chuàng)新了概率信息引導(dǎo)Transformer架構(gòu)的齒輪疲勞高效試驗(yàn)方法，較常規(guī)成組法和升降法試驗(yàn)時間縮短60%;建成航空、風(fēng)電、礦山、車輛等領(lǐng)域典型材料，磨削、噴丸、涂層等22種制造工藝、8萬余條試驗(yàn)數(shù)據(jù)的高端裝備齒輪強(qiáng)度和表面完整性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，形成基于表面完整性的協(xié)同設(shè)計系列公式，基本理清我國當(dāng)前材料-工藝環(huán)境下的齒輪強(qiáng)度設(shè)計邊界;提出基于拓?fù)鋱D論與深度優(yōu)先搜索的傳動系統(tǒng)構(gòu)型生成方法，開發(fā)基于雙向長短時耦合算法的齒輪傳動“熱-流-固”多場分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計方案包絡(luò)面積降低15%;基于“自適應(yīng)優(yōu)化算法-集成學(xué)習(xí)全局代理”的傳動系統(tǒng)高功率密度設(shè)計方法，實(shí)現(xiàn)覆蓋齒輪、軸承和轉(zhuǎn)軸等部件的中心距、模數(shù)、游隙、軸徑等上百個設(shè)計參數(shù)協(xié)同優(yōu)化，計算效率顯著提高。
所構(gòu)建的高端裝備齒輪傳動高功率密度設(shè)計技術(shù)體系，應(yīng)用于新一代航空發(fā)動機(jī)附件機(jī)匣、4500噸級履帶起重機(jī)行走減速器、16MW級風(fēng)電增速箱、偏航變槳齒輪箱、冶金減速器、特種車輛傳動箱等23大類147個規(guī)格25萬余臺套高端齒輪傳動裝置，助力大兆瓦風(fēng)電齒輪箱全面替代進(jìn)口，工程機(jī)械減速箱和冶金減速器國內(nèi)市占率第一。