齿轮发展史与思想基础

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3．铸铁灰铸铁性质较脆，抗冲击及耐磨性都较差，但抗胶合及抗点蚀的能力较好。灰铸铁齿轮常用于工作平稳、速度较低、功率不大的场合。

4．非金属材料对高速轻载及精度不高的齿轮传动，为了降低噪声，常用非金属材料（如夹布胶木、尼龙等）做小齿轮，大齿轮仍用钢或铸铁制造。为使大齿轮具有足够的抗磨损及抗点蚀的能力，齿面的硬度应为250～350HBS。材料制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮；灰铸铁的机械性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中；球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮；塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方，与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。而齿轮理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理，这是建立可靠的强度计算方法的依据，是提高齿轮承载能力，延长齿轮寿命的理论基础；发展以圆弧齿廓为代表的新齿形；研究新型的齿轮材料和制造齿轮的新工艺；研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布，进行轮齿修形，以改善齿轮运转的平稳性，并在满载时增大轮齿的接触面积，从而提高齿轮的承载能力。

我国齿轮产品经过近10年的发展取得了长足的进步，不少产品已达到或接近国际先进水平，但仍有相当大一部分齿轮与变速箱产品，在振动噪声与疲劳寿命方面与国际先进水平差距明显，而这又与齿轮材料与热处理装备及工艺水平息息相关。这些问题已成为中国齿轮产品赶超国际水平的瓶颈。

当前齿轮行业存在的“三重三轻”现象已成为齿轮行业进一步发展、产品水平进一步提高的最大阻力。

1、重技改轻研发。目前世界上一些主要的齿轮大型制造企业，利润虽然不高，但研发费用始终保持一定额度，一般占销售收入的3%，有的达到甚至超过5%。这些企业不追逐短期利润，而是更看重企业的长久发展，希望保持住在行业内的竞争优势，而这就需要不断进行产品创新与研发。反观国内企业，过分注重甚至依赖于技术改造，尤其是近年来行业内掀起了一股技改热潮，众多企业纷纷投入巨资，购买先进设备。可以说，许多齿轮制造企业目前的硬件水平已经达到国际先进水平，但是研发费用的投入却远远不够。以陕西法士特为例，2006年的销售收入达到25亿元，但研发费用所占的比例连1%都不到。龙头企业尚且如此，小企业的状况更可想而知。

2、重实用轻基础。国内齿轮企业通常是根据市场需求来调整生产计划，哪些型号或品种的齿轮热销，企业就纷纷上马哪些项目，产品虽具有一定的实用性，但在技术、性能上显得较差，包括对其基础理论的研究都远远不够，这就使产品的最终寿命及其性能与国外产品的差距进一步加大。

3、重眼前轻长远。相当多的齿轮生产企业目前的发展态势还不错，但如果就满足于目前的状况，可能很快就沦落为落后企业了。我国的齿轮产品在技术水准和质量上只有很少一部分接近或达到国际先进水平，大部分连国际二流水平都达不到,其中的主要原因之一就是自主设计能力弱。技术创新能力是未来评价企业竞争力的最主要标准之一，如果企业不重视研发，没有长远的战略考虑与超前的产品储备，根本无法跟上主机发展的步伐，现在进步的企业有可能今后就是落后的企业，甚至会被淘汰。

三、自主设计能力弱

齿轮企业的自主创新能力不强是长久以来齿轮行业面临的老问题了，但是随着汽车、工程机械等相关领域的飞速发展，对配套齿轮的材质、性能、强度等方面的技术要求又上升了一个新台阶，于是，创新能力这个问题变得更加突出了。

目前，国际齿轮产品的发展趋势主要有以下几方面，首先，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展，于是特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制成了齿轮设计方面的一些特点；其二，由于机械设备向大型化发展，齿轮的工作参数提高了，如高速齿轮的传递功率为1000-30000kw；第三，由于硬齿面齿轮广泛应用，以及高速、高性能要求的齿轮日益增多，因此要求磨齿加工，在效率和质量上都要提高；此外，关于齿轮材料与热处理随着硬齿面齿轮的发展，也逐渐受到人们的重视。据中国齿轮专业协会副会长王声堂表示，目前我国齿轮生产企业的产品在疲劳寿命与噪声指标上与国外先进水平表现出来很大的差距，主要与材料和热处理水平有很大关系。

然而，我国大多数齿轮生产企业基本没有能力跟得上这些趋势，只能重复低水平建设，在低端市场进行着低价竞争。随着汽车工业、机械制造行业不断升级，低端齿轮市场很快就会出现饱和状态，那时企业的经营风险将更大。此外，原材料的供应风险也应该引起关注，一方面，国内齿轮钢市场虽然表现平稳，但是价格呈现上涨趋势。我国齿轮产品近10年有了长足的进步，不少产品已达到或接近国际先进水平，但仍有相当大一部分齿轮与变速箱产品，在振动噪声与疲劳寿命方面与国际先进水平差距明显，而这又与齿轮材料与热处理装备及工艺水平息息相关，它们已成为中国齿轮产品赶超国际水平的瓶颈。

正是基于对此的清醒认识，齿轮专业协会不仅成立了材料与热处理工作委员会，而且每年都召开一次热处理方面的研讨会。最近，他们又在长春组织举办了“2007年齿轮渗碳淬火研讨会”，100多位业内专家与齿轮生产企业、热处理设备及辅料制造厂家的代表共聚一堂，为如何进一步提升齿轮质量水平交流研讨、献计献策。

王声堂表示，齿轮产品上水平离不开我国热处理工艺成套装备的支持。最突出的表现就在于我国热处理工艺成套装备的数控化程度明显提高。20多年来，经过与爱协林、易普森等国外知名品牌的同台竞争，目前已经形成了具有中国特色的齿轮渗碳、热处理工艺与成套设备，国产热处理设备的市场占有率逐年提升，具有了较强的竞争力，一汽嘉信的箱式炉、连续炉，西安民生的井式炉都是佼佼者。尤其是催渗技术更引起了国外公司的关注。

谈到齿轮产品与国外先进水平的差距，王声堂以车辆主减速螺旋锥齿轮为例，指出，除了少数企业的产品达到或接近国外先进水平，大部分企业的产品在疲劳寿命与噪声指标上与国外先进水平差距较大，企业陷于低价低质的恶性竞争。而其质量水平与材料和热处理水平有着重要关系。

汽车变速箱产品质量的提高是从研究控制齿轮热处理变形开始的。从20世纪70年代热处理变形控制到20世纪末形成车辆齿轮钢采购标准，齿轮行业经历了一段痛苦的摸索过程。后来实践证明，如果不从齿轮钢材质量进行严格控制，单纯研究热处理工艺控制，汽车齿轮变形问题不可能解决。

王声堂将材料比作是齿轮质量的根。因此，经过10多年的酝酿、起草及一段时间的试行，2004年正式发布了齿轮专业协会的第一个标准——车辆齿轮钢采购标准。王声堂说，从贯彻齿轮钢采购标准这些年来看，汽车变速箱齿轮生产水平有了明显提高。所以应继续贯彻齿轮钢采购标准，对汽