一、發(fā)展現(xiàn)狀
中國齒輪行業(yè)基本由三部分組成:工業(yè)齒輪、車輛齒輪和齒輪裝備。其中,車輛齒輪其市場份額達到60%;工業(yè)齒輪由工業(yè)通用、專用、特種齒輪構(gòu)成,其市場份額分別為18%、12%和8%;齒輪裝備占市場份額的2%。
經(jīng)過近20年的發(fā)展,中國齒輪行業(yè)已經(jīng)形成100億元產(chǎn)值的配套規(guī)模,進入快速發(fā)展時期,再次成為國民經(jīng)濟的熱點和亮點。預(yù)計今后10年,中國齒輪傳動產(chǎn)品市場需求將翻一番。2007年1~5月,中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值1,789,869.6萬元,比2006年同期增長31.79%;實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入1,738,939.7千元,比2006年同期增長33.26%;實現(xiàn)累計利潤總額100,201.9千元,比2006年同期增長37.62%。就市場需求與生產(chǎn)規(guī)模而言,中國齒輪行業(yè)在全球排名已超過意大利,居世界第四位。
二、制約齒輪行業(yè)發(fā)展的因素
但是,當(dāng)前中國齒輪行業(yè)和國外相比,還有很大的差距:離齒輪傳動裝置模塊化設(shè)計尚遠,齒輪傳動裝置技術(shù)性能趕不上先進國家,齒輪動力學(xué)分析軟件水平不高,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還沒有和國際接軌,國產(chǎn)鋼材質(zhì)量不穩(wěn)定,企業(yè)工藝裝備落后,信息化水平低、低水平生產(chǎn)過剩、無序競爭激烈、重復(fù)引進和對外國技術(shù)依靠嚴(yán)重等諸多問題。
現(xiàn)階段,齒輪行業(yè)應(yīng)通過市場競爭與整合,提高行業(yè)集中度,形成一批擁有幾十億元、5億元、1億元資產(chǎn)的大、中、小規(guī)模企業(yè);通過自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā),形成一批車輛傳動系(變速箱、驅(qū)動橋總成)牽頭企業(yè),用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)的能力與資源;實現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化配套,形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應(yīng)能力的名牌企業(yè);通過技改,實現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。
三、齒輪趨勢走向
國際上,齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展.非凡齒輪的應(yīng)用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計方面的一些特點.為達到齒輪裝置小型化目的,可以提高現(xiàn)有漸開線齒輪的承載推力。各國普遍采用硬齒面技術(shù),提高硬度以縮小裝置的尺寸;也可應(yīng)用以圓弧齒輪為代表的非凡齒形。英法合作研制的艦載直升飛機主傳動系統(tǒng)采用圓弧齒輪后,使減速器高度大為降低。隨著船舶動力由中速柴油機代替的趨勢,在大型船上采用大功率行星齒輪裝置確有成效;現(xiàn)在冶金、礦山、水泥一軋機等大型傳動裝置中,行星齒輪以其體積小、同軸性好、效率高的優(yōu)點而應(yīng)用愈來愈多。
1.齒輪制造工藝
齒輪制造工藝的發(fā)展很大程度上表現(xiàn)在精度等級與生產(chǎn)效率的提高。自上世紀(jì)70年代以來各種齒輪的制造精度,普遍提高一級左右,有的甚至2~3級.一般低速齒輪精度由過去的8~9級提高到7~8級。機床齒輪由6~8級提高到4~6級。軋機齒輪由7~8級提高到5~6級。對于模數(shù)不大的中小規(guī)格齒輪,由于高性能滾齒機的開發(fā),加上刀具材料的改善,滾齒效率有了顯著提高。采用多頭滾刀,在大進給且條件下,可達到的切削速度為90m/s。如用超硬滾刀加工模數(shù)3左右的調(diào)質(zhì)鋼齒輪,切削過度可達200m/s。提高插齒效率,要受到插齒機刀具往復(fù)運動機構(gòu)的限制。最近在開發(fā)采用刀具卸載,使用靜壓軸承,增強刀架與立柱剛性等新結(jié)構(gòu)后,效率有明顯提高。新型插齒機的沖程數(shù)可達到2,000次/分。
2.齒輪用鋼
齒輪用鋼的發(fā)展趨勢;一是含Cr,Ni,Mo的低合金鋼;二是硼鋼;三是碳氮共滲用鋼;四是易切削鋼。由于中國缺乏Ni、Cr,常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼加稀土鋼。重型機械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機床行業(yè)食用40Cr,38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用25Cr2MoV鋼進行氮化。
3.信息化趨勢
人們利用計算機能對各種可能的設(shè)計方實進行計算、分析和比較,并通過優(yōu)選,取得較為理想的結(jié)果。例如在分析齒面接觸區(qū),求嚙合線與相對速度夾角中,對彈流潤滑計算以及幾何參數(shù)計算等方面編制了程序。還有,在齒輪修形計算與齒輪承載能力計算方面都編有程序。中國已編制了GB3480-83漸開線圓柱齒輪承載能力計算標(biāo)準(zhǔn)的程序軟件,供生產(chǎn)應(yīng)用。在齒輪加工方面,可以利用計算機控制整個切齒過程.使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠。目前,國內(nèi)在研究應(yīng)用微機對弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進行計算,可對加工偏差及時調(diào)整。使齒面接觸達到比較理想的位置,并大大提高了工效。此外,根據(jù)數(shù)控原理,應(yīng)用微機對環(huán)面蝸桿螺旋齒面進行拋物線修形,已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)。雖然這方面的工作在國內(nèi)還處于起步階段,但它對提高齒輪制造質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義。