齿轮是传递运动和动力的关键基础件，代表国家工业和国防装备水平。高性能齿轮具有高承载能力、高功重比、长寿命、高可靠性及优良动态特性，是我国高端装备产业发展的瓶颈。《中国制造》在“工业强基工程”中明确提出，要突破关键基础材料、核心基础零部件的工程化、产业化瓶颈。高性能齿轮齿面形状复杂、表面质量要求高，对数控加工技术及装备提出了更大挑战。
▲齿轮传动示意图
齿轮的制造、安装误差及载荷引起的齿面变形等，使得在齿轮传动过程中必然会出现啮入啮出冲击、偏载、振动等现象，严重降低了齿轮的传动精度、承载能力和服役寿命。仅提高齿轮制造精度和安装精度，不仅无法满足日益提高的对齿轮性能的要求，同时极大地增加了齿轮制造成本。高性能齿轮是应对上述问题的高端齿轮，与传统齿轮相比，其齿面进行了齿形齿向全齿面修形，消除了由载荷、误差等引起的啮合干涉，均衡了传动载荷，并且进行了必要的齿面强化处理，具有高承载力、高传动精度、低传动噪声、长寿命及优良的动态特性，已成为保障航母、潜艇、直升机、特种车辆等重大装备高速重载工况下动力传动系统服役性能必不可少的传动基础件。
高性能齿轮齿面一般为兼有标准螺旋曲面和自由曲面特性的异形螺旋曲面，对其进行精密加工建模及求解极其困难，采用啮合原理参照标准螺旋曲面进行解析法近似计算，会产生刀具原理误差;齿面缺乏标准螺旋曲面自包络特征，加工时会产生齿面扭曲的工艺原理误差，无法保证全齿面理论修形精度。
高性能齿轮创成运动复杂，滚磨加工切削界面发热量大，热误差占比70%以上，展成加工误差难以溯源，通常采用试错修调法进行综合误差补偿，修形精度提升困难、调试时间长。同时，高性能齿轮加工对机床精度、热稳定性及功能部件刚度要求更高，我国复杂修形齿轮加工软件缺乏，致使高端制齿机床被国外垄断。另外，高性能齿轮对减振、降噪、延长使用寿命等提出了更高要求，需要研发新一代制齿工艺技术及工装。
针对高性能齿轮精密加工的基础理论和技术问题，重庆大学机械传动国家重点实验王时龙研究团队进行了十余年的产学研合作研究，取得了系统性的研究成果。相关的一系列模型和算法已应用于滚齿机、磨齿机、齿轮刀具的设计，以及汽车齿轮、舰船齿轮、风电齿轮等的加工，取得了良好的应用效果。
▲点矢量族包络原理
▲国产大规格精密数控滚齿机
《高性能齿轮精密数控加工理论与技术》（王时龙，李国龙，曹华军著.北京:科学出版社，.9）是对这些理论、方法和实践的系统性总结，深入探讨了高性能齿轮精密数控加工基础理论和方法、关键技术及制齿装备。
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本书旨在为我国高性能齿轮及制齿装备的设计、制造、试验和管理的专业技术人员提供有益的前沿性基础理论和实践材料，也希望为我国高性能齿轮精密加工技术的自主创新起到一定的促进作用。
本文摘编自《高性能齿轮精密数控加工理论与技术》（王时龙，李国龙，曹华军著.北京:科学出版社，.9）一书“前言”“后记”，有删减，标题为编者所加。
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ISBN-7-03--4
责任编辑:张艳芬 李 娜
本书深入探讨了高性能齿轮精密数控加工基础理论和方法、关键技术及制齿装备。第1章介绍高性能齿轮数控加工技术、高性能齿轮数控加工装备研究现状及发展趋势、面临的机遇和挑战。第2章介绍高性能齿轮精密修形计算理论。第3章介绍高性能齿轮加工原理误差消减方法。第4章介绍数控制齿机床多源误差建模方法及补偿技术。第5章介绍精密数控制齿机床设计及优化。第6章介绍滚磨工艺参数优化方法。第7章介绍齿轮高速干切工艺及自动化生产线。本书既适合于从事齿轮设计制造理论研究和工艺技术人员阅读，也可供机械类专业技术人员、高等院校师生参考。
（本文编辑：刘四旦）
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