中国齿轮传动的历史与进展

中国齿轮传动的历史与进展

摘要：回顾了中国齿轮传动的悠久历史，追溯新中国成立以后我国齿轮技术快速发展的历程，论述了中国齿轮技术的现状，并提出了今后中国齿轮传动技术发展的建议。

关健词：齿轮技术传动技术发展

一、历史的回顾

从新中国成立到现在，可将中国齿轮传动的发展里程分为四个阶段。

第一阶段是从20世纪40年代末到20世纪60年代，中国开始有了自己的齿轮工业，其间共有160家左右齿轮制造厂(车间)。1956年成立了(北京)机械科学研究院，下设齿轮传动研究室，这是中国最早的齿轮技术研究开发机构。

第二阶段是20世纪70年代。那时齿轮生产厂家约有200个左右，涉足齿轮技术的研究所有7个。同时，从事齿轮传动技术研究的高等院校大约有10所。

第三阶段是20世纪80年代。那时，主要齿轮生产厂家发展到500多家，研究所10余个，而从事齿轮传动技术研究的高等院校上升到30余所。齿轮传动技术研究在中国有了较大的发展。同时国际交流也较频繁。

第四阶段是20世纪80年代到21世纪初。这一时期中国的齿轮传动技术已趋于成熟，主要齿轮制造企业有6oo余家，产值达31亿美元。在这期间，从事齿轮传动技术的研究所为10个，高等院

校20余所。

二、中国齿轮传动技术的进展

新中国成立后，特别是改革开放以来，齿轮传动技术有了很大的发展。一些新技术的运用，交叉学科的渗透，推动了齿轮设计技术和制造技术的发展。其中比较突出的是啮合原理和以cad为代表的设计技术，以摩擦学为代表的表面工程技术，以及以精密成形为代表的工艺技术。这些新技术的研究和应用使中国的齿轮技术提高到了一个新的水平。另外，多种传动形式都得到了发展，谐波传动日渐成熟，几种新型齿轮传动相继问世，例如分阶式渐开线圆柱齿轮传动，点线啮合渐开线齿轮传动，特殊齿形泵等等。但量大面广、在工业上起主导作用的还是渐开线硬齿面齿轮传动，圆弧齿轮传动，蜗轮蜗杆传动和锥齿轮传动。

1.硬齿面渐开线齿轮

渐开线齿轮传动是世界上应用最广泛的齿轮传动形式。20世纪60-70年代，我国渐开线齿轮多采用滚齿加工工艺，用这种方法生产的齿轮，硬度偏低，接触强度不高，寿命短。到了20世纪80年代，原机械工业部对硬齿面技术的研究开发作了大量的工作，研究所和工厂结合对该项技术引进消化，掌握了齿轮的硬齿面磨齿技术，取得了可喜的成果。

2.圆弧齿轮传动

圆弧齿轮由国外传人中国已有40余年的历史，由于其良好的啮合润滑性能和加工方便、简单，在中国得到了良好的发展环境。从

单圆弧齿形到双圆弧齿形，从软齿面到硬齿面，中国的工程师们造就了具有中国特色的圆弧齿轮技术。如今，高速圆弧齿轮占中国高速齿轮的80％，其节线速度达120m／s，负荷系数达2mpa，传递功率达9000kw。对于低速重载的双圆弧齿轮传递功率可达5000kw，最大模数等于30mm。

3.蜗轮蜗杆和锥齿轮传动

20世纪70年代，蜗杆传动的研究在中国得到深入发展，随后产生的双包络环面蜗杆传动达到了国际先进水平，在大型冶金轧机压下装置上得到应用。我国从20世纪70年代开始引进消化美国格里森切齿技术和加工机床。到了20世纪90年代也对奥利康和克林根贝格切齿技术进行了研究。

三、对中国齿轮技术的展望

人类历史跨入21世纪，建设数字化的地球已成为共识。制造业信息化给齿轮制造业带来了新的机遇和挑战。我们要抓住这个机遇，用信息技术、高新技术武装和改造传统的齿轮技术，实现齿轮技术的信息化、集成化。中国的齿轮制造业曾有过辉煌的历史。当前我们面临着巨大的挑战，那就是中国这样一个齿轮制造大国，是成为世界上的一个齿轮制造“车间”呢，还是成为齿轮制造强国的“伙伴”?

1.齿轮制造业的信息化

随着整个工业化水平的提高，对齿轮传动的性能要求也不断提高。承载能力高，体积小，重量轻，寿命长，价格低，服务好成为

市场竞争的砝码。我国的齿轮制造业已广泛应用了cad/cam，cae，capp，rpm等先进的单元技术。今后要向集成化，网络化方向发展。信息化将会给中国的齿轮制造业插上腾飞的翅膀。

2.新型齿轮材料

如今齿轮的制造材料基本上是钢铁，或者扩大一点说是金属。随着材料科学的迅猛发展，许多新材料将被用于齿轮。高分子材料，例如塑料已在齿轮上得到应用，今后必将有更大的作为。陶瓷材料已在发动机汽缸，轴承上得到应用预计也将在齿轮传动中得到体现。纳米材料，智能材料由于其在物理，化学，力学，光学等方面的特殊性质，将会在齿轮材料家族中起着奇妙而重要的作用。

3.齿轮摩擦学

由于对齿轮装置的要求愈来愈高，摩擦学在减少齿轮的摩擦、降低齿轮的磨损、提高齿轮的润滑性能方面将扮演更重要的角色。相对于机械学科而言，摩擦学是一门新兴的学科，更有潜力可挖。摩擦学设计将把润滑剂考虑进去。润滑剂是机械零件的设计思想将在齿轮数字化设计中得以体现。齿轮表面的改性技术，新型润滑剂，纳米润滑添加剂的研究，新的润滑方式以及特殊环境下的润滑解决方案都将成为热点。

4.自主创新能力提高

目前，世界著名齿轮制造厂商纷纷在中国亮相，给我们展示了先进的齿轮制造技术和产品，是件好事情。但是从长远来看，我们不能只满足于成为世界齿轮制造业的“生产车间”。我们应该也有

能力在竞争中占有一席之地，成为世界齿轮制造强国的“伙伴”。我们要注意齿轮技术的创新，获得更多具有自主知识产权的创新技术产品。

5.齿轮绿色制造技术

中国的齿轮制造业是一个很大的产业，年产值达三十多亿美元。该制造业涉及能源、材料、冶金、机械加工等诸多行业。在提高产品质量，提高效益的同时，必须注意产品的全生命周期的设计，注意产品各生产环节的节能环保问题以及产品回收利用问题。目前齿轮热处理工艺中的环保问题；采用高速干式切削以提高效率和工件质量，免除冷却液(润滑剂)对环境的污染；采用精密铸造、锻造等齿轮加工近净成形技术以节约原材料，减少切削加工工序；润滑油循环再生等等，都是研究的热点。总之，齿轮的绿色制造是关系到可持续发展的重大问题，期望未来的中国是一个齿轮绿色制造大国。

四、结论

1.中国齿轮传动的历史可以追溯到三千年前，在世界齿轮传动史上写下了光辉的篇章。

2.新中国成立至今，我国齿轮技术的发展经历了四个阶段，得到了很大的发展并形成了自己的特色。

3.中国已成为世界齿轮制造大国，展望未来、实施齿轮制造业的信息化将使中国成为齿轮制造强国。

参考文献：