为适应微米甚至纳米级功能性原材料的生产需求,超微粉碎应运而生,成为医药、化工、食品、电子等众多领域粉体精深加工过程不可或缺的技术手段。磨头作为超微粉碎设备的典型功能部件,其表面结构形式是制约粉碎性能提升的关键因素。传统磨头结构设计多依赖工程经验,高效研磨副协同设计机制不明晰,逐渐不能满足高质量粉体的生产要求,存在研磨不充分、工作温升高、物料易变性、磨头磨损加剧等问题,进而造成能源和材料的浪费。围绕粉碎设备关键功能部件服役性能提升,本文致力于向大自然学习,提出一种基于动物牙齿天然摩擦副的结构仿生新方法,以期从源头提升物料研磨细度、降低研磨温升。主要开展了如下工作:（1）仿生模本优选及其逆向重构。首先,基于典型不同食性动物牙齿的对比分析,选取牛牙列为仿生研究模本。其次,通过三维蓝光扫描系统获取牛牙列点云数据,利用逆向工程软件Geomagic Studio依次对点云进行简化、降噪、封装等处理,将三角面片转换为多边形模型,进而构建NURBS曲面,完成牛牙列三维实体模型逆向重构,为仿生耦元结构的几何提取提供数字化模型基础。（2）牛牙列的自适应咀嚼机制探究。以牛牙列不同牙齿形态学比对分析为基础,解析咀嚼运动的生物力学原理,揭示多牛牙协同作用下的自适应高效咀嚼机制,为粉碎设备多级磨头功能表面优化提供仿生新策略。（3）仿生多级磨头表面结构协同设计及优化。面向研磨精细化需求,考虑切、磨多牙协同高效功能机制,构建统一的牙列坐标系,基于结构相似性原理耦合切、磨多牙形态特征建立与生物功能原理相近的切磨一体化仿生多级磨头设计方法。为进一步提升仿生效能,基于响应面采样原理构建物料破碎仿真试验方案,并引入离散元法对各方案进行模拟,从而建立响应破碎率、破碎产热与仿生结构参数间的代理模型,最后结合NSGAII算法求解实现多目标下仿生多结构参数耦合优化。（4）仿生磨头高效破碎机理分析。以物料细度和温升为评价指标,搭建粉碎性能试验平台,验证仿生设计方法的有效性。试验结果表明:相比同类传统磨头,仿生多级磨头的破碎能力显著增强,以绿豆作为破碎物料,产物的平均粒径降低32.56%,微米粉体（粒径:1～100μm）的产率增加约1.2倍,且碎化物料温升略有降低。进一步采用仿真分析与试验研究相结合的技术手段,从磨头齿面构形、结构参数、研磨腔流场特性等多角度出发,探究不同因素对物料破碎过程的影响规律,揭示仿生磨头的高效破碎机理,为仿生结构优化提供支持。