面向國家重大戰(zhàn)略需求聚焦傳動系統(tǒng)及制造前沿
——走進重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室

[編者按]機械傳動國家重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）于1988年由原國家計劃委員會批準(zhǔn)建設(shè)，1991年通過國家驗收并正式對外開放，目前為全球機械傳動領(lǐng)域的四大頂尖研究機構(gòu)之一。實驗室依托于重慶大學(xué)，瞄準(zhǔn)機械傳動基礎(chǔ)理論、先進制造技術(shù)與方法、系統(tǒng)集成與國家核心裝備研發(fā)等學(xué)科前沿與國家重大需求，通過開展系統(tǒng)深入的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新傳動系統(tǒng)設(shè)計、制造理論與方法，引領(lǐng)了機械傳動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動了我國在航空航天、海洋艦船、風(fēng)電、汽車、機床、冶金等領(lǐng)域的技術(shù)進步及裝備國產(chǎn)化進程，已經(jīng)成為我國機械傳動科學(xué)技術(shù)研究、高層次人才培育與匯聚、學(xué)術(shù)交流與合作最重要的基地。

發(fā)展定位與研究團隊

實驗室瞄準(zhǔn)國民經(jīng)濟建設(shè)和國防安全的重大戰(zhàn)略需求，聚焦高速、精密、重載、綠色、智能傳動系統(tǒng)以及制造前沿，以機械傳動及其相關(guān)領(lǐng)域的新理論、新方法、新技術(shù)、新裝置為研究重點，重視信息技術(shù)、新材料技術(shù)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)的交叉融合，開展機械傳動及其相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新性研究。著力解決國防和民用工業(yè)重要裝備中機械傳動裝置及其相關(guān)系統(tǒng)的共性、關(guān)鍵科技問題，為我國裝備制造業(yè)整體發(fā)展提供理論技術(shù)和生產(chǎn)裝備支持。

實驗室覆蓋了機械工程一級國家重點學(xué)科，設(shè)有機械設(shè)計及理論、機械制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程四個博士點和機械工程博士后流動站。目前主要的研究方向有：材料結(jié)構(gòu)功能一體化、高性能制造與裝備、服役行為與控制、智能技術(shù)與系統(tǒng)、新型傳動理論與技術(shù)。

實驗室現(xiàn)有14 個研究團隊，210名固定研究人員，擁有6 個教育部、科技部和國防科技創(chuàng)新團隊，2 個重慶市高校創(chuàng)新團隊，在讀研究生1209 人，在站博士后54 人，是國內(nèi)機械傳動領(lǐng)域高層次人才集中的研究機構(gòu)。

實驗室擁有儀器設(shè)備2692 臺套，設(shè)備總值9936 萬元，具備國際先進水平的研究條件，建立了傳動系統(tǒng)模擬仿真與高性能計算、齒輪傳動復(fù)雜共軛曲面柔性制造、精密傳動系統(tǒng)靜態(tài)力學(xué)性能測試、機械傳動系統(tǒng)動態(tài)性能測試分析、高性能機電傳動系統(tǒng)性能試驗、汽車動力傳動系統(tǒng)性能試驗、齒輪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)試驗、傳動系統(tǒng)環(huán)境試驗等基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新平臺。

關(guān)鍵技術(shù)與科研成果

實驗室自成立以來承擔(dān)了包括國家兩機專項、863 計劃、973 計劃、國家重大科技專項、國家重點研發(fā)計劃項目等在內(nèi)的國家級千萬級項目數(shù)十項，保障了國家尖端裝備的服役性能及安全，為國民經(jīng)濟建設(shè)和國防安全做出了重要貢獻。實驗室先后獲得了包括全國科學(xué)大會獎、國家技術(shù)發(fā)明獎、國家科技進步獎、高等教育國家級教學(xué)成果獎以及省部級和行業(yè)科技成果獎在內(nèi)的獎項共計100 余項。發(fā)表高質(zhì)量論文2300 余篇，授權(quán)國際/國家發(fā)明專利近700 項，編寫專著15 部、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)11 項，取得了一系列國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的成果。

在高性能精密減速器方面，實驗室在國家“863”計劃主題項目、國家軍品配套重點項目、國家重點研發(fā)計劃的資助下，創(chuàng)造性地解決了高性能傳動裝置運動精度主動控制與動力傳遞難以同時兼顧的關(guān)鍵技術(shù)難題；研制出高可靠精密濾波減速器與驅(qū)動裝置、諧波齒輪傳動和RV 減速器等，打破了國外技術(shù)的壟斷。

在復(fù)雜修形齒輪精密數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備方面，實驗室研制具備全齒面復(fù)雜修形功能的精密數(shù)控磨齒機、大規(guī)格精密數(shù)控滾齒機、高速干切數(shù)控滾齒機床裝備，創(chuàng)新了滾磨協(xié)同加工工藝，為復(fù)雜修形齒輪精密加工奠定了理論和裝備基礎(chǔ)。

在航發(fā)葉片砂帶磨削技術(shù)方面，實驗室從材料-結(jié)構(gòu)-性能全流程角度，研究高性能表面制造過程中宏觀塑性變形和微觀組織狀態(tài)演變規(guī)律，探索了工藝參數(shù)對表面微觀形貌、硬度梯度和殘余應(yīng)力分布的影響機制，建立了實現(xiàn)高性能基礎(chǔ)件精度閉環(huán)智能化調(diào)控模型，形成了完備的高性能表面加工理論。

在高端重載齒輪傳動裝置關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化方面，針對我國兆瓦級風(fēng)電齒輪箱、大功率船用齒輪箱等全面依賴進口的狀況和國家重大需求，突破了重載齒輪傳動系統(tǒng)高功率密度設(shè)計技術(shù)；解決了重載沖擊條件下重載齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)設(shè)計與振動噪聲抑制難題；提出了針對行星齒輪系統(tǒng)疲勞損傷抑制的創(chuàng)新設(shè)計方法，解決了困擾行業(yè)多年的技術(shù)難題。

成果轉(zhuǎn)化與社會效益

實驗室成立以來完成了多項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，為國家的科技進步和社會經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。

在兆瓦級風(fēng)電齒輪箱、大功率船用齒輪箱、機器人RV 諧波減速器等設(shè)計、制造與產(chǎn)業(yè)化方面，打破了國外公司的技術(shù)壟斷，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。研究成果被應(yīng)用于蘇州綠的、中技克美、浙江新劍等公司的產(chǎn)品開發(fā)，極大程度地提高了我國諧波減速器產(chǎn)品市場占有率；多項專利技術(shù)已在江蘇泰隆減速機公司實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，專利轉(zhuǎn)讓費超過5000 萬元；支撐了秦川、珠海飛馬、雙環(huán)傳動等公司產(chǎn)品研發(fā)，打破了發(fā)達國家對RV 減速器的長期壟斷。

在高端齒輪加工方面，實驗室所研制出的高端制齒機床解決了高端裝備高速重載工況齒輪精密可靠傳動難題，突破了美國Gleason、德國KAPP 等專利技術(shù)壁壘和市場壟斷，實現(xiàn)了高端齒輪加工的自主可控。目前該成果在汽車、工程機械、風(fēng)電等裝備上得到應(yīng)用，產(chǎn)品暢銷日本、英國、韓國等國家。

在航發(fā)葉片精密砂帶磨削技術(shù)與裝備方面，實驗室研制出了國際首臺七軸聯(lián)動砂帶磨床以及國內(nèi)首臺激光砂帶協(xié)同加工裝備，并拓展至多品種混流、多工序集成的智能磨削裝備，實現(xiàn)了葉片高端數(shù)控砂帶磨削裝備從“零”到“系列化”的跨越，保障了我國現(xiàn)役重點型號發(fā)動機逾60 種規(guī)格葉片的穩(wěn)定批產(chǎn)。項目開發(fā)的系列化裝備躋身葉片精密制造國際高端行列，累計加工葉片600 余萬件，完成各種發(fā)動機裝機千余臺，經(jīng)濟效益、社會效益十分可觀。

高端重載齒輪傳動裝置關(guān)鍵技術(shù)方面的研究成果支撐了南高齒、重齒、杭齒、太重等國內(nèi)專業(yè)齒輪企業(yè)生產(chǎn)的5～10MW 系列風(fēng)電、10MW大型船舶等50 余種規(guī)格重載齒輪傳動裝置研制，產(chǎn)品主要性能指標(biāo)達到國際先進水平，改變了我國高端重載齒輪依賴進口的局面，并批量出口歐、美、日等發(fā)達國家。

基于風(fēng)洞特種試驗飛行器位姿測控的關(guān)鍵核心技術(shù)，研制了我國首套飛行器高機動風(fēng)洞試驗系統(tǒng)。同時開發(fā)了高海況航母艦載機著艦驗證系統(tǒng)，為高海況下航母安全航行和艦載機安全著陸提供了充分的試驗手段和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有力支撐了多種軍工裝備的研制與開發(fā)。

人才培養(yǎng)與國際交流

實驗室圍繞創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才的需求，建立了面向先進制造的新工科工程人才培養(yǎng)教育模式、教學(xué)方法和課程體系。以社會需求為牽引，采取校企聯(lián)合模式，深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)協(xié)同育人實踐基地建設(shè)。以培養(yǎng)能夠引領(lǐng)未來先進制造業(yè)發(fā)展人才為目標(biāo)，建立先進制造拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。

國際化人才培養(yǎng)方面，實驗室以國際化科研合作為抓手，通過引進海外高水平師資，組建國際化師資隊伍，引進全英文課程和教材等方式，培養(yǎng)具有國際化水平的教學(xué)和科研團隊。同時，通過與國外著名大學(xué)和研究機構(gòu)建立長期合作關(guān)系，進行高層次人才聯(lián)合培養(yǎng)。目前，實驗室與國外機構(gòu)已聯(lián)合培養(yǎng)博士175 人，碩士1044 人。

實驗室以政府合作項目為牽引，以國際化人才為紐帶，積極開展國際交流。設(shè)立專項經(jīng)費，鼓勵和支持大學(xué)生和研究生通過境外訪學(xué)、聯(lián)合培養(yǎng)、學(xué)術(shù)交流、海外夏令營等方式進行國際交流。同時通過建立具有中國特色國際接軌的辛辛那提國際聯(lián)合學(xué)院、新加坡國立大學(xué)聯(lián)合實驗班、加拿大UBC 聯(lián)合實驗班等人才培養(yǎng)模式，加強與國外著名大學(xué)和研究機構(gòu)的文化、科研交流。此外還通過建立教育部輕合金材料國際聯(lián)合實驗室等國際合作方式，與美國Gleason 公司、德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)等建立了長效的國際交流機制。