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我国工程机械关键零部件制造业发展现状与分析
方世杰
机械工程学院
2019年3月27日
内容目录
一、我国机械制造业发展现状
二、关键零部件制造业发展现状与分析
三、齿轮制造技术发展现状与分析
四、未来齿轮技术发展路线
制方法。
4、高级工艺装备差距明显
硬质合金刀具与发达国家差距大，高效滚齿刀具、高级刀具及磨齿用高档砂轮几乎全部进口；高效制齿机床、高档数控成形磨齿机等仍基本依赖进口，大型和小型齿轮测量仪以及在位快速测量机仍是空白；大模数锥齿轮加工设备等核心装备国外完全技术封锁，仍受制于人。
5、齿轮产品生产效率低 质量稳定性差
尽管我国进口了不少高档齿轮制造装备，但由于刀具和装备使用、制造工艺参数选择、生产管理等方面的差距，造成产品的质量稳定性差，生产效率低，能耗高。
6、检测和评价服务能力亟待提高
国家齿轮产品质量监督检验中心的检测服
务能力不足，行业不能积累设计数据，直接影响齿轮行业整体设计水平和创新能力的提高。
7、标准化工作亟待加强
我国大多数齿轮标准从国外标准转化而来，基础数据缺乏验证，一些关键数据与不相适应，不能满足产业发展的需要。
由于以上差距明显，造成我国齿轮产品效率、可靠性低，振动噪声大，汽车自动变速器等高端齿轮产品依赖进口，一些军用装备的传动装置遭到国外技术封锁。


齿轮基础理论、基础技术研究是齿轮产品研发和创新的基础。
齿轮齿廓曲线（齿形）的研究面临挑战
随着齿轮传动向高效率、低噪声等方向的不断发展，齿轮的齿廓在很大程度上决定了传动的性能。
因此，迫切需要研究开发齿轮新齿形和新传动方式，具有重要的理论意义和工程实用价值。
选择齿轮的齿廓曲线应满足以下基本要求:
1、齿廓曲线方程式简单；
2、可以实现要求的传动比；
3、安装方便；
4、承载稳定性好；
5、具有良好的互换性；
6、加工制造容易；
7、冲击振动较小；
8、润滑条件较好 。
为什么渐开线齿形一直处于主导地位？
渐开线的形成
当直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点在与该圆固联的平面上的轨迹AK，称为该圆的渐开线。
A
K
渐开线
B
发生线
渐开线AK
的展角
O
基圆
rb
渐开线的极坐标方程：
渐开线齿廓曲线方程式简单
渐开线齿轮齿廓啮合简图
齿廓啮合基本定律：
可以实现定传动比
o1
o2
N1
P
З
2
1
N2
a
З
2
'
o2
'
'
a
'
N1
N2
p
'
'
基圆半径不变，其传动比不变。
有利于加工、安装和使用（中心距具有可分性）
齿廓之间的正压力方向不变
N1N2线是两齿廓在啮合点的公法线，同时也是两齿廓间力的作用线。
承载稳定性好
渐开线齿轮啮合点轨迹图
接触点的轨迹是直线─啮合线。作用力的方向始终沿啮合线方向不变。
具有良好的互换性
B1
N2
N1
B2
o1
o2
(b)
欲使两齿轮正确啮合，两轮的法向齿距必须相等。
一对渐开线齿轮，只要它们分度圆上的模数和压力角分别相等，就能正确啮合。
渐开线齿形一直处于主导地位,因为有以下主要优点：
1、可以实现定传动比；
2、渐开线方程式简单；
3、安装方便（中心距具有可分性）；
4、具有良好的互换性；
5、具有很好的传动性能（力作用线方向
不变）；
6、而且便于制造（仿形法、展成法）。
主要缺点：
1、齿面之间的滑动摩擦较大 , 两个凸面相接触 ,接触的单位压力大 ,因此齿面较易磨损；
2、标准渐开线齿轮的设计齿数不能太少 ,因为受到根切的限制。
理论上，满足齿廓啮合定律的曲线有无穷多，但工程上只有极少数几种曲线可作为齿廓曲线。
主要有摆线(多要用于钟表)和变态摆线 (摆线针轮减速器等)，圆弧和抛物线等。
渐开线齿廓的提出已有近三百多年的历史
1694年 法国学者Philippe De La Hire首先提出
渐开线可作为齿形曲线；
1733年 （卡米）发表了齿
廓啮合基本定律；
1765年 瑞士数学家L．Euler（欧拉）提出渐开
线齿形解析研究的数学基础；
1899年 开始实施了变位齿轮的方案；
19世纪末出现的滚齿机和插齿机，解决了大量生
产高精度齿轮的问题。
圆弧齿轮的发展引起广泛关注
1907年 英国科学家最早发表了圆弧齿