第一節(jié) 齒輪 行業(yè) 技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

一、諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

1、發(fā)展歷程

諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)是20世紀(jì)50年代隨航天技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新的傳動(dòng)技術(shù)。在諧波傳動(dòng)出現(xiàn)后短短的幾十年中，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都集中了一批 研究 力量致力于這類新型傳動(dòng)的研制。如美國(guó)、原蘇聯(lián)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、瑞士、瑞典及意大利等國(guó)都開(kāi)展了諧波傳動(dòng)的研制工作并推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。近年來(lái)除在衛(wèi)星、機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域采用諧波傳動(dòng)外，對(duì)諧波傳動(dòng)的基礎(chǔ)理論也開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)的 研究 。

諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)于1961年由上海紡織科學(xué) 研究 院的孫偉工程師介紹人我國(guó)。此后，我國(guó)也積極引進(jìn)并 研究 發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)，1983年成立了諧波傳動(dòng) 研究 室，1984年“諧波減速器標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品”在北京通過(guò)鑒定，1993年制定了GB／T14118—1993諧波傳動(dòng)減速器標(biāo)準(zhǔn)，并且在理論 研究 、試制和應(yīng)用方面取得了較大的成績(jī)，成為掌握該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家之一。到目前為止，我國(guó)已有北京諧波傳動(dòng)技術(shù) 研究 所、北京中技克美有限責(zé)任公司、燕山大學(xué)、鄭州機(jī)械 研究 所、北方精密機(jī)械 研究 所等幾十個(gè)單位從事這方面的 研究 和生產(chǎn)，為我國(guó)諧波傳動(dòng)技術(shù)的 研究 和推廣應(yīng)用打下了較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2、產(chǎn)品現(xiàn)狀

目前，國(guó)外小模數(shù)精密諧波齒輪傳動(dòng)裝置多采用短筒柔輪，其體積小、重量輕、承載能力高；我國(guó)還是普通杯形柔輪，還沒(méi)有生產(chǎn)短筒柔輪諧波齒輪傳動(dòng)裝置。

國(guó)外短筒柔輪諧波齒輪傳動(dòng)裝置的體積僅是我國(guó)相同大徑產(chǎn)品的30％左右，而承載能力(轉(zhuǎn)矩)卻是我國(guó)相同外徑產(chǎn)品的1.39～2倍。

另外，國(guó)外小模數(shù)諧波齒輪傳動(dòng)裝置中的齒輪精度一般比我國(guó)的齒輪精度高2級(jí)，運(yùn)動(dòng)精度和回差<3'，而我國(guó)產(chǎn)品的回差一般都在6'以上。

二、齒輪精鍛技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

在我國(guó)，齒輪精鍛技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程。20世紀(jì)60年代，我國(guó)開(kāi)始 研究 精密鍛造工藝技術(shù)。上海交通大學(xué)是我國(guó)最早從事精密成形——冷擠壓的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù) 研究 的單位之一。上海汽車電器總廠最早完成了汽車起動(dòng)機(jī)中的“齒輪曲面盤”的冷擠成形。中國(guó)第一汽車，集團(tuán)公司工藝 研究 所，對(duì)直齒外花鍵、半軸花鍵、錐齒輪等進(jìn)行了精密成形工藝 研究 ，一汽集團(tuán)從2002年開(kāi)始全部采用精密鍛造生產(chǎn)重型卡車后橋中的行星齒輪、半軸齒輪等。昆山正大新成精密鍛造有限公司采用精密鍛造技術(shù)生產(chǎn)汽車同步器齒環(huán)、汽車空調(diào)壓縮機(jī)齒輪。四川雅安齒輪廠是以精密鍛造工藝生產(chǎn)差速器齒輪的專業(yè)廠，近年又引進(jìn)了具有國(guó)際20世紀(jì)90年代先進(jìn)水平的冷擺輾直齒錐齒輪生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，生產(chǎn)取代進(jìn)口的轎車齒輪，現(xiàn)已批量生產(chǎn)。江蘇太平洋精密鍛造公司主要產(chǎn)品有：汽車差速器直齒錐齒輪、變速器結(jié)合齒輪、壓縮機(jī)齒輪、等速萬(wàn)向節(jié)內(nèi)星輪等各類齒輪精密鍛件。鄭州機(jī)械 研究 所，一直致力于 研究 和開(kāi)發(fā)齒輪的精密鍛造成形技術(shù)，取得了豐碩的成果，其精密成形工藝技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平和國(guó)際先進(jìn)水平。鄭州機(jī)械 研究 所的摩托車超越齒輪、汽車起動(dòng)機(jī)起動(dòng)齒輪、直齒圓柱齒輪等精鍛件已接近凈成形。

三、粉末冶金技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

粉末冶金齒輪是少切屑、無(wú)切屑的高新技術(shù)的產(chǎn)物。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)粉末冶金制品 行業(yè) 引進(jìn)關(guān)鍵制造技術(shù)及硬件設(shè)備，進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)改造，為粉末冶金發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

雖然粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中難以單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，但無(wú)論是按質(zhì)量還是按零件數(shù)量，粉末冶金齒輪在汽車、摩托車中所占的比例都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他領(lǐng)域中的粉末冶金零件。

目前，典型粉末冶金齒輪主要有：各種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的凸輪軸齒型帶輪和曲軸齒型帶輪、摩托車中的從動(dòng)齒輪、油泵齒輪、錐齒輪等。

1、凸輪軸齒型帶輪

凸輪軸齒型帶輪是各種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用的粉末冶金零件，通過(guò)一次成形和精整工藝，不需要其他后處理工藝，可以完全達(dá)到尺寸精度要求，尤其是齒型精度要求。與用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法相比，在材料投人和制造工藝上都大大減少，是體現(xiàn)粉末冶金特點(diǎn)的典型產(chǎn)品。

2、曲軸齒型帶輪

曲軸齒型帶輪也是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中較典型的粉末冶金零件。與凸輪軸齒型帶輪不同，它有四個(gè)螺紋孔，是必須通過(guò)鉆孔攻螺紋方法加工的。目前，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的凸輪軸、曲軸齒型帶輪使用粉末冶金件是成本最低、最合理的一種方法。

3、從動(dòng)齒輪

摩托車中的各種從動(dòng)齒輪是國(guó)內(nèi)粉末冶金廠家生產(chǎn)中產(chǎn)量最大、最集中的一種粉末冶金齒輪。該齒輪進(jìn)口價(jià)格很高，因此需要在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)來(lái)替代進(jìn)口。由于從動(dòng)齒輪的齒型精度要求IS07級(jí)，尺寸配合精度要求高，因此加工難度較大。目前已經(jīng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且也體現(xiàn)出粉末冶金從動(dòng)齒輪耐磨性好，噪聲小的特點(diǎn)。其制造方法是：成形一燒結(jié)一整形一高頻淬火一剃齒一加工內(nèi)孔一浸油。

4、油泵齒輪

油泵齒輪幾何精度和齒型精度要求非常高，在粉末冶金模具的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，需要結(jié)合粉末冶金本身的特點(diǎn)，找出產(chǎn)品從壓制成形到燒結(jié)過(guò)程中的齒型與齒頂、齒廓、齒根的變化規(guī)律，再結(jié)合粉末冶金精整的特點(diǎn)，確定出精整模的內(nèi)腔輪廓。采用粉末冶金法制造機(jī)油泵齒輪，無(wú)需對(duì)齒型進(jìn)行精密加工，既可保證齒形和幾何精度，以及尺寸的穩(wěn)定性。

5、錐齒輪

粉末冶金錐齒輪與失蠟鑄造錐齒輪相比，生產(chǎn)成本可降低32％。

第二節(jié) 齒輪 行業(yè) 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一、諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)趨勢(shì)

隨著工業(yè)智能機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械、無(wú)線電通訊設(shè)備等民用設(shè)備儀器的質(zhì)量、性能、可靠性的不斷提高，以及武器裝備的不斷更新?lián)Q代，必然對(duì)其中的諧波齒輪傳動(dòng)提出越來(lái)越高的要求。諧波齒輪傳動(dòng)裝置的小型化、高精度和高可靠性將是諧波齒輪傳動(dòng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

二、齒輪精鍛技術(shù)趨勢(shì)

我國(guó)年齒輪鍛件的總產(chǎn)量已居世界第二，但目前產(chǎn)品種類單一，技術(shù)含量低，高附加值產(chǎn)品較少，相對(duì)世界先進(jìn)水平仍比較落后。近年來(lái)，根據(jù)對(duì)外開(kāi)放和全球采購(gòu)形勢(shì)的要求，我國(guó)齒輪鍛造的發(fā)展也呈現(xiàn)了熱鍛、冷鍛、溫鍛以及復(fù)合鍛造并舉的局面。圓柱直齒輪、星輪、斜齒輪、錐齒輪、花鍵軸、棘爪、齒形類連接套等均可鍛造成形，而且隨著鍛造設(shè)備的開(kāi)發(fā)和材料科學(xué)的進(jìn)步，齒輪產(chǎn)品正向?qū)I(yè)化、規(guī)?；?、商品化生產(chǎn)方向發(fā)展。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，“以鍛代削”是齒輪加工的發(fā)展方向。根據(jù)金屬的塑性成形原理，采用精密鍛造工藝將齒輪齒形一次成形，無(wú)需倒角及后續(xù)車削加工，從而提高了產(chǎn)品精度及生產(chǎn)效率，節(jié)省了材料，降低了生產(chǎn)成本。

三、粉末冶金技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、發(fā)展粉末制取新技術(shù)、新工藝及其過(guò)程理論

重點(diǎn)是超細(xì)粉末和納米粉的制備技術(shù)，快速冷凝制備非晶、準(zhǔn)晶和微晶粉末技術(shù)，機(jī)械合金化技術(shù)，自蔓延高溫合成技術(shù)，粉末粒度、結(jié)構(gòu)、形貌、成分控制技術(shù)?？偟内厔?shì)是向超細(xì)、超純、粉末特性可控方向發(fā)展。

2、建立以“凈近形成形”技術(shù)為中心的各種新型固結(jié)技術(shù)及其過(guò)程模過(guò)程理論，如粉末注射成形、擠壓成形、噴射成形、溫壓成形、粉末鍛造等。

3、建立以“全致密化”為主要目標(biāo)的新型固結(jié)技術(shù)及其過(guò)程模擬技術(shù)。如熱等靜壓、擬熱等靜壓、燒結(jié)－熱等靜壓、微波燒結(jié)、高能成形等。

4、粉末冶金材料設(shè)計(jì)、表征和評(píng)價(jià)新技術(shù)。粉末冶金材料的孔隙特性、界面問(wèn)題及強(qiáng)韌化機(jī)理的 研究 。

第三節(jié) 行業(yè) 發(fā)展趨勢(shì)

一、需求趨向個(gè)性化

從對(duì)齒輪制造業(yè)生產(chǎn)情況的 分析 中，可以看出“十一五”期間其對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床需求有幾點(diǎn)變化，如個(gè)性化需求加強(qiáng)，高價(jià)格、高質(zhì)量、高時(shí)尚意識(shí)增強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)方式也由以價(jià)格驅(qū)動(dòng)為主過(guò)渡到以時(shí)間驅(qū)動(dòng)為主。也就是說(shuō)，企業(yè)生產(chǎn)方式要適應(yīng)市場(chǎng)的變化，要由在市場(chǎng)比較穩(wěn)定的過(guò)去所適合的大批量生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)市場(chǎng)變動(dòng)的大規(guī)模定制生產(chǎn)方式，能做到既適應(yīng)多品種(適應(yīng)市場(chǎng)需求)又能形成大批量(降低生產(chǎn)成本)。具體來(lái)說(shuō)也就是對(duì)以下幾種技術(shù)的大量需求：

以中檔(普及型)數(shù)控機(jī)床為主(占60％)，高檔機(jī)床為輔(占30％)，盡量不選用低檔(經(jīng)濟(jì)型)機(jī)床。因?yàn)槟壳?行業(yè) 內(nèi)低檔機(jī)床占35％以上，不加強(qiáng)更新和提檔的力度，生產(chǎn)效率、加工精度的提高將十分緩慢。

加強(qiáng)研發(fā)齒輪 行業(yè) 急需的空白數(shù)控機(jī)床。對(duì)國(guó)外零傳動(dòng)齒輪機(jī)床的研發(fā)情況要加以足夠的關(guān)注，并納人中長(zhǎng)期產(chǎn)品發(fā)展 規(guī)劃 。

除提高單機(jī)的技術(shù)性能外，要研發(fā)并開(kāi)始提供整體解決方案所需的整條柔性生產(chǎn)線和其他成套設(shè)備，目前這個(gè)領(lǐng)域所需的設(shè)備全部依賴進(jìn)口。

二、機(jī)床需求巨大

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1995年前中國(guó)齒輪制造業(yè)有各類機(jī)床總臺(tái)數(shù)約30萬(wàn)臺(tái)。1995～2005年約新增機(jī)床20萬(wàn)臺(tái)，合計(jì)50萬(wàn)臺(tái)。但其中有近20萬(wàn)臺(tái)因役齡超過(guò)15年以上及性能落后陸續(xù)報(bào)廢，其余30萬(wàn)臺(tái)尚可正常使用。

2006～2010年將新增設(shè)備10萬(wàn)臺(tái)，即每年用于新增設(shè)備投資約60億元，新購(gòu)機(jī)床2萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)平均單價(jià)30萬(wàn)元。到2010年，我國(guó)齒輪制造業(yè)應(yīng)有各類機(jī)床總數(shù)約40萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床10萬(wàn)臺(tái)，數(shù)控化率25％(高于機(jī)械制造全 行業(yè) 平均值17%)。

巨大的需求對(duì)機(jī)床企業(yè)而言無(wú)疑是一個(gè)推動(dòng)力，事實(shí)上，我國(guó)數(shù)控車床、立式加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控齒輪機(jī)床、數(shù)控磨床、電加工機(jī)床、數(shù)控重型機(jī)床、數(shù)控成形機(jī)床具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、較好的性價(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)力，得到用戶廣泛認(rèn)可，基本可滿足國(guó)內(nèi)需求，還有部分出口。機(jī)床業(yè)到2010年的目標(biāo)為國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率達(dá)到50％；關(guān)鍵功能部件配套齊全，自給率達(dá)60％；有自主版權(quán)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)配套率占數(shù)控機(jī)床總產(chǎn)量的75％；數(shù)控機(jī)床總臺(tái)數(shù)達(dá)到110萬(wàn)臺(tái)，在當(dāng)時(shí)全國(guó)機(jī)床總臺(tái)數(shù)約650萬(wàn)臺(tái)基數(shù)上，數(shù)控化率為17％，基本接近發(fā)達(dá)國(guó)家的目前水平。

三、齒輪用鋼趨勢(shì)

齒輪用鋼的發(fā)展趨勢(shì)；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。由于我國(guó)缺乏Ni、Cr，常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼加稀土鋼。重型機(jī)械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機(jī)床 行業(yè) 食用40Cr，38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用25Cr2MoV鋼進(jìn)行氮化。

四、熱處理受到重視

齒輪熱處理工藝一般有碳滲（或碳氮共滲）、氮化、感應(yīng)淬火、調(diào)質(zhì)等四類．當(dāng)前總的趨勢(shì)是提高齒面硬度，滲碳淬火齒輪的承載能力可比調(diào)質(zhì)齒輪提高2~3倍。

滲碳淬火齒輪可以獲得高的表面硬度、耐磨性、韌性和抗沖擊性能，能提供高的抗點(diǎn)蝕、抗疲勞性能。心部和滲碳層的性能主要取決于選用何種熱處理工藝，如將齒輪調(diào)質(zhì)處理到360HB時(shí)，其齒面接觸疲勞極限應(yīng)力ph．-750N/mm2，如表面淬火到HRC56-60-時(shí)，pJ1500N/mm2,如表面滲碳到同樣硬度時(shí)yi.-1200N/mm2，對(duì)于調(diào)質(zhì)齒輪．由于齒輪刀具材料的改進(jìn)．已將小齒輪的齒面硬度提高到360HB,大齒輪提高到280HB以上。

齒輪滲碳大多數(shù)采用氣體滲碳法。常用丙烷氣發(fā)生爐生成氣體，送入滲碳爐進(jìn)行，也有用液注式滲碳爐，使有機(jī)液體在爐內(nèi)氣化進(jìn)行滲碳．這種方法占地少，原料與處理費(fèi)用低：爐子不穩(wěn)定工作時(shí)間也短，有利于節(jié)約能源和成本．最近發(fā)展的真空離滲碳法，尤其對(duì)于深層滲碳要求的齒輪，可進(jìn)一步縮短時(shí)間，減少變形。

第四節(jié) 未來(lái)3—5年 行業(yè) 運(yùn)行能力預(yù)測(cè)

一、齒輪 行業(yè) 總資產(chǎn)預(yù)測(cè)

2008-2010年齒輪制造業(yè)總資產(chǎn)預(yù)測(cè)   單位：千

二、齒輪 行業(yè) 產(chǎn)品銷售收入預(yù)測(cè)

2008-2010年齒輪制造業(yè)產(chǎn)品銷售收入預(yù)測(cè)  單位：千元

三、齒輪 行業(yè) 利潤(rùn)總額預(yù)測(cè)

2008-2010年齒輪制造業(yè)利潤(rùn)總額預(yù)測(cè)   單位：千元

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場(chǎng) 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問(wèn)題，敬請(qǐng)來(lái)電垂詢：4008099707。特此說(shuō)明。