1 引言

　　齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动，是传递机器动力和运动的一种主要形式。与其它传动形式相比，齿轮传动在机械产品中所占的比重最大，其设计与制造水平将直接影响着机械产品的性能和质量。而要提高齿轮的性能与质量，必须从齿轮的源头——齿轮设计开始。“问渠那得清如许，为有源头活水来。”作为齿轮之源的齿轮设计，其水平的高下将直接影响着齿轮制造质量及齿轮的实际工作性能。但是，提高齿轮设计水平并非易事。它不仅要求设计者具备较高的数学、力学、材料学、运动学、机械制造等多学科的知识背景，还要求设计者具备丰富的齿轮加工及应用经验。面对这一难题，专业齿轮设计软件应运而生。它成为降低齿轮设计难度，减少设计者的工作繁杂程度，提高齿轮设计的科学合理水平的重要工具之一。但是，鉴于专业因素的影响，国内外可供选择的高水平的齿轮设计软件并不是很多，尤其是国内齿轮设计软件还处于较低层次的发展现状下。本文将在概述国内外具有一定知名度的齿轮设计软件的基础上，指出了国内齿轮软件的不足与差距，以期能引起国内齿轮设计软件开发同仁的关注。

　　2 国内外齿轮设计工具软件分类及功能概述目前，国内外专业从事齿轮设计软件开发的公司或研究机构并不是很多，因此具备一定专业水准的齿轮设计工具软件也并不是很多。通过互联网检索，可以查询到的具备一定专业水平的齿轮工具软件(包括机械设计软件中包含齿轮设计功能的软件)的数量在百款以内。这些齿轮设计工具软件的功能及应用领域的差异很大。根据软件功能完善情况，可大体上将这些齿轮软件分为四大类：综合型、计算分析型、分析型、计算型，如表 1 所示。表 2 所列的则是齿轮设计行业内具有一定专业水平和知名度的齿轮设计工具软件的分类及功能介绍。

　　3 国内外齿轮设计软件差距分析

　　通过上文对国内外知名齿轮设计工具软件的功能概述，可以看出国内齿轮工具软件的发展现状较国外相比还具有较大的差距。这些差距表现主要有以下四点。

　　3.1 软件功能较为简单

　　从齿轮软件功能等级分类看：综合型齿轮软件最佳，其次是计算分析型，然后是分析型，最后是计算型。目前，国内齿轮软件多处于齿轮软件的最低一级——计算型。这一类型的齿轮软件基本是实现了“齿轮标准算法的计算机化”，对齿轮设计而言主要是实现了“计算机辅助计算”。这类软件虽然降低了齿轮设计计算的繁杂程度，但其分析与深度优化功能欠缺，因此其功能较前三类齿轮软件相比则显现的较为简单。

　　3.2 缺乏整机分析功能

　　目前，国内齿轮软件的对于传动系统的优化分析功能较国外同行差距较大，尤其是在复杂齿轮传动系统的 3D 精确建模与系统分析功能上，国内软件由于缺少 CAE 技术支撑，难以提供整机的设计分析优化功能。虽然某些软件在某些计算方法的细节处理上具有一些优点，但是从整体而言，缺乏系统性的样机模拟仿真功能就难以与国外同行软件相媲美。

　　于工程设计软件而言，CAE 功能已经成为衡量一款软件先进性的重要指标。对于齿轮设计软件而言，充分利用 CAE 分析技术实现对齿轮及其传动系统进行刚度、振动、摩擦、接触、载荷分布、修形、润滑等多指标系统性仿真及分析，除了能增加分析的准确性，还为进一步的齿轮设计制造技术的提高提供了理论基础。相比较于国外综合型或计算分析型齿轮软件，国内齿轮软件则很少提供基于 FEM 或 BEM 等技术为基础的齿轮传动系统分析功能。

　　3.3 应用领域支持不足

　　在齿轮传动的重要应用领域，比如风电、汽车、工程机械、航空航天、铁路、轮船等行业中，国内齿轮软件对此支持能力不足。在目前国内发展行情最好的风电齿轮箱设计领域，国内齿轮软件无一款能提供较全面的的技术支持。而在小模数齿轮传动领域，尤其是塑料/粉末冶金齿轮组成的传动机构设计中，也仅有科英特公司的《齿廓与行星传动设计》一款软件提供了相应的技术支持。与国外齿轮软件如 KISSsoft 对众多领域的支持相比，国内齿轮软件对齿轮传动应用领域的支持能力不足是显而易见的。

　　4 结论

　　工欲善其事，必先利其器!齿轮设计软件就是齿轮行业的“设计利器”。根据《中国齿轮行业 “ 十二五 ” 发展规划纲要(2011~2015)》一文的论述：我国已成为世界第三大齿轮制造大国，是名副其实的世界齿轮制造大国!显然，齿轮制造大国不等于齿轮制造强国!齿轮制造强国除了拥有高精尖的制造装备，还必须拥有高水平的齿轮设计支撑技术。因此，提高齿轮设计工具软件的专业水平，拓宽齿轮设计软件的应用领域，为齿轮行业提供一流的齿轮设计优化分析工具，是促进我国成为齿轮强国的重要途径之一。