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1發(fā)展起源編輯

歷史

      在西方，公元前300年古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問(wèn)題》中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。希臘學(xué)者亞里士多德和阿基米德都研究過(guò)齒輪，希臘有名的發(fā)明家古蒂西比奧斯在圓板工作臺(tái)邊緣上均勻地插上銷子，使它與銷輪嚙合，他把這種機(jī)構(gòu)應(yīng)用到刻漏上。這約是公元前150年的事。在公元*年，亞歷山人的發(fā)明家赫倫發(fā)明了里程計(jì)，在里程計(jì)中使用了齒輪。公元1世紀(jì)時(shí)，羅馬的建筑家畢多畢斯制作的水車式制粉機(jī)上也使用了齒輪傳動(dòng)裝置。到14世紀(jì)，開始在鐘表上使用齒輪。

      東漢初年（公元 1世紀(jì)）已有人字齒輪。三國(guó)時(shí)期出現(xiàn)的指南車和記里鼓車已采用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。晉代杜預(yù)發(fā)明的水轉(zhuǎn)連磨就是通過(guò)齒輪將水輪的動(dòng)力傳遞給石磨的。史書中關(guān)于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的早記載，是對(duì)唐代一行、梁令瓚于 725年制造的水運(yùn)渾儀的描述。北宋時(shí)制造的水運(yùn)儀象臺(tái)（見中國(guó)古代計(jì)時(shí)器）運(yùn)用了復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。明代茅元儀著《武備志》（成書于1621年）記載了一種齒輪齒條傳動(dòng)裝置。1956年發(fā)掘的河北安午汲古城遺址中，發(fā)現(xiàn)了鐵制棘齒輪，輪直徑約80毫米，雖已殘缺，但鐵質(zhì)較好，經(jīng)研究，確認(rèn)為是戰(zhàn)國(guó)末期（公元前3世紀(jì)）到西漢（公元前206～公元24年）期間的制品。1954年在山西省永濟(jì)縣蘗家崖出土了青銅棘齒輪。參考同坑出土器物，可斷定為秦代（公元前221～前206）或西漢初年遺物，輪40齒，直徑約25毫米。關(guān)于棘齒輪的用途，迄今未發(fā)現(xiàn)文字記載，推測(cè)可能用于制動(dòng)，以防止輪軸倒轉(zhuǎn)。1953年陜西省長(zhǎng)安縣紅慶村出土了一對(duì)青銅人字齒輪。根據(jù)墓結(jié)構(gòu)和墓葬物品情況分析，可認(rèn)定這對(duì)齒輪出于東漢初年。兩輪都為24齒，直徑約15毫米。衡陽(yáng)等地也發(fā)現(xiàn)過(guò)同樣的人字齒輪。

      早在1694年，法國(guó)學(xué)者PHILIPPE DE LA HIRE首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733年，法國(guó)人M.CAMUS提出輪齒接觸點(diǎn)的公法線必須通過(guò)中心連線上的節(jié)點(diǎn)。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線（節(jié)圓）純滾動(dòng)時(shí)，與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡(luò)形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的，這就是CAMUS定理。它考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài)；明確建立了現(xiàn)代關(guān)于接觸點(diǎn)軌跡的概念。1765年，瑞士的L．EULER提出漸開線齒形解析研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，闡明了相嚙合的一對(duì)齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。后來(lái)，SAVARY進(jìn)一步完成這一方法，成為EU-LET-SAVARY方程。對(duì)漸開線齒形應(yīng)用作出貢獻(xiàn)的是ROTEFT WULLS，他提出中心距變化時(shí)，漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點(diǎn)。1873年，德國(guó)工程師HOPPE提出，對(duì)不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時(shí)的漸開線齒形，從而奠定了現(xiàn)代變位齒輪的思想基礎(chǔ)。

  19世紀(jì)末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機(jī)床與刀具的相繼出現(xiàn)，使齒輪加工具備較完備的手段后，漸開線齒形更顯示出巨大的*性。切齒時(shí)只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動(dòng)，就能用標(biāo)準(zhǔn)刀具在機(jī)床上切出相應(yīng)的變位齒輪。1908年，瑞士MAAG研究了變位方法并制造出展成加工插齒機(jī)，后來(lái)，英國(guó)BSS、美國(guó)AGMA、德國(guó)DIN相繼對(duì)齒輪變位提出了多種計(jì)算方法。

     為了提高動(dòng)力傳動(dòng)齒輪的使用壽命并減小其尺寸，除從材料，熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進(jìn)外，圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展。1907年，英國(guó)人FRANK HUMPHRIS早發(fā)表了圓弧齒形。1926年，瑞土人ERUEST WILDHABER取得法面圓弧齒形斜齒輪的權(quán)。1955年，蘇聯(lián)的M．L．NOVIKOV完成了圓弧齒形齒輪的實(shí)用研究并獲得列寧勛章。1970年，英國(guó)ROLH—ROYCE公司工程師R．M．STUDER取得了雙圓弧齒輪的美國(guó)。這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視，在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著效益。

     齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛。現(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到：齒輪模數(shù)0.004～100毫米；齒輪直徑由1毫米～150米；傳遞功率可達(dá)上十萬(wàn)千瓦；轉(zhuǎn)速可達(dá)幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)/分；高的圓周速度達(dá)300米/秒。

      隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。

     18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對(duì)齒輪進(jìn)行了大量的研究。1733年法國(guó)數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律；1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開線作齒廓曲線。

       19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī)，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問(wèn)題。1900年，普福特為滾齒機(jī)裝上差動(dòng)裝

置，能在滾齒機(jī)上加工出斜齒輪，從此滾齒機(jī)滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢(shì)，漸開線齒輪成為應(yīng)用廣的齒輪。

     1899年，拉舍先實(shí)施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切，還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923年美國(guó)懷爾德哈伯先提出圓弧齒廓的齒輪，1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進(jìn)行了深入的研究，圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高，但尚不及漸開線齒輪那樣易于制造，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

現(xiàn)狀

中國(guó)齒輪行業(yè)快速發(fā)展，行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。在“十一五”期間，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，2005~2010年中國(guó)齒輪行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值逐年增加，且同比增幅均在18.00%以上，2009年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值781.85億元，2010年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值946.35億萬(wàn)元。齒輪行業(yè)已成為中國(guó)機(jī)械基礎(chǔ)件中規(guī)模大的行業(yè)。

中國(guó)行業(yè)發(fā)展

狀況

     中國(guó)齒輪工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展：2005年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)值由2000年的240億元增加到683億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率23.27%，已成為中國(guó)機(jī)械基礎(chǔ)件中規(guī)模大的行業(yè)。就市場(chǎng)需求與生產(chǎn)規(guī)模而言，中國(guó)齒輪行業(yè)在全球排名已超過(guò)意大利，居*四位。

     中國(guó)齒輪制造業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在自主創(chuàng)新能力不足、新品開發(fā)慢、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序、企業(yè)管理薄弱、信息化程度低、從業(yè)人員綜合素質(zhì)有待提高等問(wèn)題。現(xiàn)階段齒輪行業(yè)應(yīng)通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guò)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，形成一批車輛傳動(dòng)系（變速箱、驅(qū)動(dòng)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(shí)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)能力的企業(yè)；通過(guò)技改，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。

    “十一五”末期，中國(guó)齒輪制造業(yè)年銷售額可達(dá)到1300億元，人均銷售額上升到65萬(wàn)元/年，在世界行業(yè)排名中達(dá)到*二。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，中國(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%）。

發(fā)展

     中低檔的齒輪模具在國(guó)內(nèi)大多都能生產(chǎn)，的齒輪模具多依靠進(jìn)口。國(guó)內(nèi)專門做齒輪模具的工廠不多，大都由齒輪廠自己做齒輪模具，齒輪廠往往設(shè)一個(gè)工段或一個(gè)車間來(lái)承擔(dān)這項(xiàng)工作。這就致使國(guó)內(nèi)的齒輪模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展難上加難。相關(guān)專家表示，要想促使我國(guó)齒輪模具產(chǎn)業(yè)更好更快的發(fā)展，就必須從根本上解決依賴問(wèn)題，努力提高專業(yè)技術(shù)，以便更好的服務(wù)于國(guó)內(nèi)齒輪模具產(chǎn)業(yè)。

     隨著齒輪行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，大型齒輪企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國(guó)內(nèi)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究。正因?yàn)槿绱?，一大批?guó)內(nèi)的齒輪品牌迅速崛起，逐漸成為齒輪行業(yè)中的翹楚！

      2011年，齒輪行業(yè)總體銷售額達(dá)到1780億元人民幣，同比增長(zhǎng)23%;進(jìn)口額雖還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于出口額，但出口增速則明顯強(qiáng)于進(jìn)口。

     2012年齒輪行業(yè)發(fā)展可能呈現(xiàn)“前低后高、中速增長(zhǎng)”的態(tài)勢(shì)。2012年四季度出現(xiàn)的行業(yè)增長(zhǎng)放緩的趨勢(shì)將延續(xù)到今年。下半年，隨著國(guó)家擴(kuò)大內(nèi)需政策的逐步到位，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及國(guó)家“三基規(guī)劃”的開始實(shí)施，必將提升現(xiàn)代裝備制造業(yè)，從而帶動(dòng)整個(gè)齒輪行業(yè)新一輪的上升。預(yù)計(jì)齒輪行業(yè)銷售收入將增長(zhǎng)10%以上，出口增幅或?qū)⑦_(dá)15%。

投資

     齒輪及其齒輪產(chǎn)品是機(jī)械裝備的重要基礎(chǔ)件，絕大部分機(jī)械成套設(shè)備的主要傳動(dòng)部件都是齒輪傳動(dòng)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，全行業(yè)年銷售總額已突破千億元，形成了企業(yè)多元并存、共同發(fā)展的行業(yè)格局。其中，*、骨干企業(yè)已成為推動(dòng)行業(yè)管理水平、產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量水平和自主創(chuàng)新能力提升的重要力量，為把我國(guó)從齒輪制造大國(guó)建設(shè)成為齒輪制造強(qiáng)國(guó)做出了突出貢獻(xiàn)。

     根據(jù)（ 中國(guó)齒輪行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測(cè)與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告）顯示中國(guó)齒輪傳動(dòng)行業(yè)在“十一五”期間得到了快速發(fā)展，2005-2010年中國(guó)齒輪行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值逐年增加，且同比增幅均在20%以上。2010年整個(gè)齒輪產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值946.35億元，齒輪全行業(yè)市場(chǎng)需求超過(guò)1400億元，世界*二。從規(guī)模和銷售額等各方面因素來(lái)看，齒輪產(chǎn)業(yè)已然成為中國(guó)機(jī)械通用零部件基礎(chǔ)件領(lǐng)域的“*”級(jí)行業(yè)。中國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的世界齒輪制造大國(guó)。

      2011年末，我國(guó)軸承、齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件的制造工業(yè)企業(yè)達(dá)2319家，行業(yè)總資產(chǎn)達(dá)2483.16億元，同比增長(zhǎng)20.59 %。2011年，我國(guó)規(guī)模以上軸承、齒輪、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件的制造工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入達(dá)3144億元，同比增長(zhǎng)28.00 %；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額達(dá)230.4億元，同比增長(zhǎng)22.08 %。

       2012年上半年，全國(guó)齒輪的產(chǎn)量達(dá)97.69萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 47.14%。2012年6月份，我國(guó)生產(chǎn)齒輪18萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)50.18%。

     中國(guó)處于工業(yè)化、市場(chǎng)化和城鎮(zhèn)化加快發(fā)展的時(shí)期，也處在消費(fèi)擴(kuò)大和結(jié)構(gòu)升級(jí)的時(shí)期，裝備制造業(yè)將迎來(lái)難得發(fā)展機(jī)遇，為齒輪的發(fā)展提供巨大市場(chǎng)空間?！笆濉笔俏覈?guó)齒輪行業(yè)發(fā)展的黃金期，行業(yè)應(yīng)加快朝“由大變強(qiáng)”的目標(biāo)邁進(jìn)。

技術(shù)變革

     應(yīng)采取有效措施，用信息技術(shù)改造提升齒輪行業(yè)，改變我國(guó)齒輪產(chǎn)品檔次低和經(jīng)濟(jì)效益不高的狀況。如使用自動(dòng)化、智能化設(shè)備，降低成本和能源消耗;推動(dòng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等在齒輪行業(yè)的應(yīng)用，形成強(qiáng)大的*裝備制造體系等。

大勢(shì)所趨

       截止到2012年底，齒輪行業(yè)年銷售收入約1600億元，生產(chǎn)企業(yè)1000余家，規(guī)模以上企業(yè)約400余家，從業(yè)人員約30萬(wàn)人，是*部件行業(yè)規(guī)模大的分行業(yè)。經(jīng)過(guò)20多年的不懈努力，我國(guó)已經(jīng)成為齒輪強(qiáng)國(guó)。

“十二五”期間我國(guó)齒輪行業(yè)面臨調(diào)整振興、由大變強(qiáng)的歷史發(fā)展機(jī)遇，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，國(guó)內(nèi)深層次矛盾不可避免地會(huì)影響行業(yè)前進(jìn)步伐，但推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)新發(fā)展的基本力量不可逆轉(zhuǎn)，全行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)程中將以年均30%左右的增速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。

      預(yù)計(jì)至“十二五”期末，行業(yè)收入有望突破2600億元。報(bào)告通過(guò)齒輪行業(yè)下游需求潛力，進(jìn)一步說(shuō)明行業(yè)發(fā)展前景看好。

      隨著全球一體化的到來(lái)，關(guān)聯(lián)度越來(lái)越高的產(chǎn)業(yè)需要面對(duì)越來(lái)越多的共同課題，需要建立廣泛的合作。而這種合作已不再僅是提供產(chǎn)品這么簡(jiǎn)單。將從源頭上打破產(chǎn)業(yè)之間壁壘，以行業(yè)需求為導(dǎo)向成為產(chǎn)業(yè)之間融合發(fā)展的新趨勢(shì)。為達(dá)成通過(guò)產(chǎn)業(yè)融合推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的目的，行業(yè)間應(yīng)從技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、信息服務(wù)與軟科學(xué)研究、品牌推廣等方面合作，合理利用雙方的資源，進(jìn)行前瞻性產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)，確保我國(guó)自主創(chuàng)新技術(shù)的適用性和性。

變革

     低碳化已成為制造業(yè)發(fā)展的主題。隨著越來(lái)越多的國(guó)家做出低碳化承諾，節(jié)能減排將是企業(yè)下一步技術(shù)發(fā)展的方向。行業(yè)也應(yīng)抓住低碳經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇，提前介入混合動(dòng)力、燃料電池、電機(jī)電子等新能源技術(shù)的研究；進(jìn)一步挖掘傳統(tǒng)能源的潛力，大力發(fā)展再制造等技術(shù)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展。

術(shù)語(yǔ)

輪齒（齒）──齒輪上的每一個(gè)用于嚙合的凸起部分。一般說(shuō)來(lái)，這些凸起部分呈輻射狀排列。配對(duì)齒輪上輪齒互相接觸，導(dǎo)致齒輪的持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。

齒槽──齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間。

端面──在圓柱齒輪或圓柱蝸桿上垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

法面──在齒輪上，法面指的是垂直于輪齒齒線的平面。

齒頂圓──齒頂端所在的圓。

齒根圓──槽底所在的圓。

基圓──形成漸開線的發(fā)生線在其上作純滾動(dòng)的圓。

分度圓──在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓，對(duì)于直齒輪，在分度圓上模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值。

齒面──輪齒上位于齒頂圓柱面和齒根圓柱面之間的側(cè)表面。

齒廓──齒面被一*曲面（對(duì)圓柱齒輪是平面）所截的截線。

齒線──齒面與分度圓柱面的交線。

端面齒距pt──相鄰兩齒同側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)。

模數(shù)m──齒距除以圓周率π所得到的商，以毫米計(jì)。

徑節(jié)p──模數(shù)的倒數(shù)，以英寸計(jì)。

齒厚s──在端面上一個(gè)輪齒兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)。

槽寬e──在端面上一個(gè)齒槽的兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)。

齒頂高hɑ──齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。

齒根高hf──分度圓與齒根圓之間的徑向距離。

全齒高h──齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。

齒寬b──輪齒沿軸向的尺寸。

端面壓力角ɑt── 過(guò)端面齒廓與分度圓的交點(diǎn)的徑向線與過(guò)該點(diǎn)的齒廓切線所夾的銳角。

基準(zhǔn)齒條（Standard Rack）:只基圓之尺寸，齒形，全齒高，齒冠高及齒厚等尺寸均合乎標(biāo)準(zhǔn)正齒輪規(guī)格之齒條，依其標(biāo)準(zhǔn)齒輪規(guī)格所切削出來(lái)之齒條稱為基準(zhǔn)齒條.

基準(zhǔn)節(jié)圓（Standard Pitch Circle）:用來(lái)決定齒輪各部尺寸基準(zhǔn)圓.為 齒數(shù)x模數(shù)

基準(zhǔn)節(jié)線（Standard Pitch Line）:齒條上一條特定節(jié)線或沿此線測(cè)定之齒厚，為節(jié)距二分之一.

作用節(jié)圓（Action Pitch Circle）:一對(duì)正齒輪咬合作用時(shí)，各有一相切做滾動(dòng)圓.

基準(zhǔn)節(jié)距（Standard Pitch）：以選定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距做基準(zhǔn)者,與基準(zhǔn)齒條節(jié)距相等.

節(jié)圓（Pitch Circle）:兩齒輪連心線上咬合接觸點(diǎn)各齒輪上留下軌跡稱為節(jié)圓.

節(jié)徑（Pitch Diameter）:節(jié)圓直徑.

有效齒高（Working Depth）:一對(duì)正齒輪齒冠高和.又稱工作齒高.

齒冠高（Addendum）:齒頂圓與節(jié)圓半徑差.

齒隙（Backlash）:兩齒咬合時(shí)，齒面與齒面間隙.

齒頂隙（Clearance）:兩齒咬合時(shí)，一齒輪齒頂圓與另一齒輪底間空隙.

節(jié)點(diǎn)（Pitch Point）:一對(duì)齒輪咬合與節(jié)圓相切點(diǎn).

節(jié)距（Pitch）:相鄰兩齒間相對(duì)應(yīng)點(diǎn)弧線距離.

法向節(jié)距（Normal Pitch）:漸開線齒輪沿特定斷面同一垂線所測(cè)節(jié)距.

2結(jié)構(gòu)分類

        一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。

輪齒

     簡(jiǎn)稱齒，是齒輪上 每一個(gè)用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對(duì)齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。

齒槽

         是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

端面

        是齒輪兩端的平面。

法面

         指的是垂直于輪齒齒線的平面。

齒頂圓

         是指齒頂端所在的圓。

齒根圓

          是指槽底所在的圓。

基圓

          形成漸開線的發(fā)生線作純滾動(dòng)的圓。

分度圓

          是在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。

塑料齒輪

         隨著科學(xué)的發(fā)展，齒輪已經(jīng)慢慢由金屬齒輪轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰淆X輪。因?yàn)樗芰淆X輪更具有潤(rùn)滑性和耐磨性。可以減小噪音，降低成本，降低摩擦。

         常用的塑料齒輪材料有：PVC,POM,PTFE,PA,尼龍，PEEK等。

汽車齒輪

     我國(guó)中重型載貨汽車齒輪用鋼牌號(hào)較多，主要是為適應(yīng)引進(jìn)當(dāng)時(shí)*汽車技術(shù)的要求。50年代我國(guó)從原蘇聯(lián)里哈喬夫汽車廠引進(jìn)當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)中型載貨汽車（即“解放”牌原車型）生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，也引進(jìn)了原蘇聯(lián)生產(chǎn)汽車齒輪的20CrMnTi鋼種。

      改革開放以后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，為了滿足我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展需要，從80年代開始，我國(guó)有計(jì)劃地引進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的各類*機(jī)型，各類*中重型載貨汽車也不斷引進(jìn)。同時(shí)，我國(guó)大汽車廠同國(guó)外汽車大公司進(jìn)行合作，引進(jìn)*汽車生產(chǎn)技術(shù)，其中包括汽車齒輪的生產(chǎn)技術(shù)。與此同時(shí)，我國(guó)鋼鐵冶煉技術(shù)水平也在不斷提高，采用鋼包二次冶煉及成分微調(diào)和連鑄連軋等*冶煉技術(shù)，使得鋼廠能生產(chǎn)出高純凈度、淬透性能帶縮窄的齒輪用鋼材，從而實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)汽車齒輪用鋼的國(guó)產(chǎn)化，使我國(guó)齒輪用鋼的生產(chǎn)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。適合于我國(guó)國(guó)情的國(guó)產(chǎn)重型汽車齒輪用含鎳高淬透性能鋼也得到了應(yīng)用，取得了較好效果。汽車齒輪的熱處理技術(shù)也從原50-60年代采用井式氣體滲碳護(hù)發(fā)展到當(dāng)前普遍采用由計(jì)算機(jī)控制的連續(xù)式氣體滲碳自動(dòng)線和箱式多用爐及自動(dòng)生產(chǎn)線（包括低壓（真空）滲碳技術(shù)）、齒輪滲碳預(yù)氧化處理技術(shù)，齒輪淬火控制冷卻技術(shù)（由于專用淬火油和淬火冷卻技術(shù)的使用）、齒輪鍛坯等溫正火技術(shù)等。這些技術(shù)的采用不僅使齒輪滲碳淬火畸變得到了有效控制、齒輪加工精度得到提高、使用壽命得到延長(zhǎng)，而且還滿足了齒輪的現(xiàn)代化熱處理的大批量生產(chǎn)需要。

      有關(guān)文獻(xiàn)指出，汽車齒輪的壽命主要由兩大指標(biāo)考核，一是齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度，二是齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。前者主要由滲碳淬火質(zhì)量決定，后者主要由齒輪材料決定。為此，有必要對(duì)汽車齒輪用滲碳鋼的要求、性能及其熱處理特點(diǎn)有一個(gè)較全面的了解。

3用途應(yīng)用

加工方式

   漸開線齒輪加工方法有2大類，一個(gè)是仿形法，用成型銑刀銑出齒輪的齒槽，是“模仿形狀”的。另一個(gè)是范成法（展成法）。

        （1）滾齒機(jī)滾齒：可以加工8模數(shù)以下的斜齒

        （2）銑床銑齒：可以加工直齒條

        （3）插床插齒：可以加工內(nèi)齒

        （4）冷打機(jī)打齒：可以無(wú)屑加工

        （5）刨齒機(jī)刨齒：可以加工16模數(shù)大齒輪

        （6）精密鑄齒：可以大批量加工廉價(jià)小齒輪

         （7）磨齒機(jī)磨齒：可以加工精密母機(jī)上的齒輪

         （8）壓鑄機(jī)鑄齒：多數(shù)加工有色金屬齒輪

         （9）剃齒機(jī)：是一種齒輪精加工用的金屬切削機(jī)床

失效形式

1、齒面磨損

     對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)或含有不清潔的潤(rùn)滑油的閉式齒輪傳動(dòng)，由于嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)，使一些較硬的磨粒進(jìn)入了摩擦表面，從而使齒廓改變，側(cè)隙加大，以至于齒輪過(guò)度減薄導(dǎo)致齒斷。一般情況下，只有在潤(rùn)滑油中夾雜磨粒時(shí)，才會(huì)在運(yùn)行中引起齒面磨粒磨損。

2、齒面膠合

     對(duì)于高速重載的齒輪傳動(dòng)中，因齒面間的摩擦力較大，相對(duì)速度大，致使嚙合區(qū)溫度過(guò)高，一旦潤(rùn)滑條件不良，齒面間的油膜便會(huì)消失，使得兩輪齒的金屬表面直接接觸，從而發(fā)生相互粘結(jié)。當(dāng)兩齒面繼續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，較硬的齒面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動(dòng)方向撕下而形成溝紋。

3、疲勞點(diǎn)蝕

     相互嚙合的兩輪齒接觸時(shí)，齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產(chǎn)生接觸應(yīng)力，由于嚙合點(diǎn)的位置是變化的，且齒輪做的是周期性的運(yùn)動(dòng)，所以接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的。齒面長(zhǎng)時(shí)間在這種交變接觸應(yīng)力作用下，在齒面的刀痕處會(huì)出現(xiàn)小的裂紋，隨著時(shí)間的推移，這種裂紋逐漸在表層橫向擴(kuò)展，裂紋形成環(huán)狀后，使輪齒的表面產(chǎn)生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。

4、輪齒折斷

     在運(yùn)行工程中承受載荷的齒輪，如同懸臂梁，其根部受到脈沖的周期性應(yīng)力超過(guò)齒輪材料的疲勞極*，會(huì)在根部產(chǎn)生裂紋，并逐步擴(kuò)展，當(dāng)剩余部分無(wú)法承受傳動(dòng)載荷時(shí)就會(huì)發(fā)生斷齒現(xiàn)象。齒輪由于工作中嚴(yán)重的沖擊、偏載以及材質(zhì)不均勻也可能引起斷齒。

5、齒面塑性變形

在沖擊載荷或重載下，齒面易產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使?jié)u開線齒廓的曲面發(fā)生變形。

潤(rùn)滑特點(diǎn)

     一對(duì)減速機(jī)齒輪的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)一對(duì)一對(duì)的齒面嚙合運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的，一對(duì)叻合齒面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)又包含滾動(dòng)和滑動(dòng)，對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪，要研究齒輪的受力和變形.需要應(yīng)用力學(xué)知識(shí)，齒輪兩齒面之間有潤(rùn)滑油，又涉及流體力學(xué)的知識(shí).如果研究潤(rùn)帶劑與齒輪表面相互作用生成的表面膜，需要物理、化學(xué)方面的知識(shí)。因此，在有潤(rùn)滑劑的條件下，要真實(shí)全面地反映齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題都必須考慮潤(rùn)滑劑的存在。計(jì)人潤(rùn)滑劑的齒輪設(shè)計(jì)，是更加全面和完善的齒輪設(shè)計(jì)。

生產(chǎn)企業(yè)

   齒輪工業(yè)主要由三類企業(yè)組成：車輛齒輪傳動(dòng)制造企業(yè)，工業(yè)齒輪傳動(dòng)制造企業(yè)與齒輪專用裝備制造企業(yè)。其中，車輛齒輪*，其*達(dá)到60%；工業(yè)齒輪由工業(yè)通用、專用、特種齒輪構(gòu)成，其*分別為18%、12%、8%；齒輪裝備這一塊只占*的2%。

4注意問(wèn)題

      進(jìn)行簡(jiǎn)易診斷的目的是迅速判斷齒輪是否處于正常工作狀態(tài)，對(duì)處于異常工作狀態(tài)的齒輪進(jìn)一步進(jìn)行精密診斷分析或采取其他措施。當(dāng)然，在許多情況下，根據(jù)對(duì)振動(dòng)的簡(jiǎn)單分析，也可診斷出一些明顯的故障。

        齒輪的簡(jiǎn)易診斷包括噪聲診斷法、振平診斷法以及沖擊脈沖（SPM）診斷法等，常用的是振平診斷法。

     振平診斷法是利用齒輪的振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)判別齒輪是否處于正常工作狀態(tài)的診斷方法。根據(jù)判定指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)不同，又可以分為值判定法和相對(duì)值判定法。

值判定法

       值判定法是利用在齒輪箱上同一測(cè)點(diǎn)部位測(cè)得的振幅值直接作為評(píng)價(jià)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)。

       用值判定法進(jìn)行齒輪狀態(tài)識(shí)別，必須根據(jù)不同的齒輪箱，不同的使用要求制定相應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)。

      制定齒輪值判定標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)如下：

      （1）對(duì)異常振動(dòng)現(xiàn)象的理論研究；

      （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)振動(dòng)現(xiàn)象所做的分析；

      （3）對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)；

      （4）參考國(guó)內(nèi)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

     實(shí)際上，并不存在可適用于一切齒輪的值判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)齒輪的大小、類型等不同時(shí)，其判定標(biāo)準(zhǔn)自然也就不同。

     按一個(gè)測(cè)定參數(shù)對(duì)寬帶的振動(dòng)做出判斷時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)值一定要依頻率而改變。頻率在1kHz以下，振動(dòng)按速度來(lái)判定；頻率在1kHz以上，振動(dòng)按加速度來(lái)判定。實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)還要根據(jù)具體情況而定。

相時(shí)值判定法

     在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于尚未制定出值判定標(biāo)準(zhǔn)的齒輪，可以充分利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，制定適當(dāng)?shù)南鄬?duì)判定標(biāo)準(zhǔn)，采用這種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定稱為相對(duì)值判定法。

     相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)要求將在齒輪箱同一部位測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)刻測(cè)得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較，當(dāng)測(cè)量值和正常值相比達(dá)到一定程度時(shí)，判定為某一狀態(tài)。比如，相對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)際值達(dá)到正常值的1.6~2倍時(shí)要引起注意，達(dá)到2.56~4倍時(shí)則表示危險(xiǎn)等。至于具體使用時(shí)是按照1.6倍進(jìn)行分級(jí)還是按照2倍進(jìn)行分級(jí)，則視齒輪箱的使用要求而定，比較粗糙的設(shè)備（例如礦山機(jī)械）一般使用倍數(shù)較高的分級(jí)。

       實(shí)際中，為了達(dá)到佳效果，可以同時(shí)采用上述兩種方法，以便對(duì)比比較，全面評(píng)價(jià)。

5相關(guān)計(jì)算

齒數(shù)計(jì)算

直徑計(jì)算方法

齒頂圓直徑=（齒數(shù)+2ha*）*模數(shù)

分度圓直徑=齒數(shù)*模數(shù)

齒根圓直徑=（齒數(shù)-2ha*-2*hc*）*模數(shù)

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪：ha*=1,hc*=0.25;其他非標(biāo)準(zhǔn)齒輪另取

比如：M4、齒32

齒頂圓直徑=（32+2*1）*4=136mm

分度圓直徑=32*4=128mm

齒根圓直徑=（32-2*1-2*0.25） *4=118mm

這種計(jì)算方法針對(duì)所有的模數(shù)齒輪（不包括變位齒輪）。

模數(shù)表示齒輪牙的大小。

齒輪模數(shù)=分度圓直徑÷齒數(shù)

齒輪模數(shù)選擇

齒輪模數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB1357-78。

優(yōu)先選用模數(shù)：0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.25mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、 14mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm；

可選模數(shù)：1.75mm、2.25mm、2.75mm、3.5mm、4.5mm、5.5mm、7mm、9mm、14mm、18mm、 22mm、28mm、36mm、45mm；

很少用模數(shù)：3.25mm、3.75mm、6.5mm、11mm、30mm；

齒輪精度

     齒輪精度是指對(duì)齒輪形狀的綜合誤差所劃分的一個(gè)等級(jí)，其中包括齒形、齒向、徑跳等一些重要的參數(shù)，其中齒形是指齒的徑向形狀，齒向是指齒的縱向形狀，徑跳是指相鄰兩齒間距離的誤差，一般我們汽車用的齒輪可由滾齒機(jī)加工完成，6~7級(jí)便可使用，而一些印刷機(jī)由于需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)和批量印刷，故需要高精度齒輪以減小齒輪累計(jì)所造成的誤差而使印刷效果下降，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的磨齒機(jī)可加工至4~5級(jí)，國(guó)外進(jìn)口的高精度磨齒機(jī)可加工至3,~4級(jí)，更有一些可以加工至2級(jí)。而日本標(biāo)準(zhǔn)DIN 0級(jí)相當(dāng)于中國(guó)評(píng)判的4級(jí)，一般誤差以μm為單位，1μm=0.001mm

齒輪鑄造

齒輪鑄造

    齒輪鑄件也被稱為鑄鋼齒輪。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的齒輪都是由鑄鋼制造的 。在此，我分享一些有關(guān)生產(chǎn)齒輪鑄件和相關(guān)的熱處理信息。

      齒輪鑄件的重量通常從幾公斤到數(shù)噸不等。

     齒輪鑄件的材料通常使用高碳鑄鋼，也有些使用含鉻、鎳、鉬的合金鋼，以達(dá)到很高的抗拉強(qiáng)度。通常大齒輪比小齒輪的物理需求低。

     關(guān)于鑄造工藝， 通常地板成型工藝就適用并能滿足正常需求。至于鑄鋼齒輪，如從動(dòng)齒輪，齒輪和惰輪，使用石英砂的地板成型工藝是不錯(cuò)的選擇。為什么呢，因?yàn)辇X輪的大多數(shù)的部位都需要加工。所以，你不需要使用更高的鑄造工藝。此外，關(guān)于中、大型鋼鑄件， 使用石英砂的地板成型工藝幾乎是的選擇。

     關(guān)于熱處理，當(dāng)然，所有鋼鑄件都必須標(biāo)準(zhǔn)化以消除內(nèi)部壓力。齒輪鑄件的某些部位可以焊接。如果鑄造廠焊接鑄件，必須對(duì)焊接位置退火。如果滾齒后硬度*，你可以再次退火以降低硬度并消除內(nèi)部硬點(diǎn)。在加工和滾齒后，齒輪淬火或稱之為硬化處理，以提高齒輪齒的表面硬度。對(duì)于小齒輪，你可以做滲碳處理。對(duì)于大型從動(dòng)齒輪，你可以做表面淬火處理。沒有經(jīng)過(guò)硬化處理的齒輪壽命很短，僅幾個(gè)星期到幾個(gè)月。

     由于齒輪鑄件對(duì)材料、缺陷、加工及熱處理的要求更高。而且，齒輪鑄件的訂單量相對(duì)較少。因此，許多鋼鐵鑄造廠不愿意制造。

     一些齒輪由鍛造工藝制造。鍛造齒輪內(nèi)部組織密度更好、強(qiáng)度更高。鍛造齒輪可以用于更嚴(yán)格的工作條件。鑄造齒輪強(qiáng)度低，但廣泛應(yīng)用于一般工作條件。鍛造齒輪的成本高，而鑄造齒輪的成本相對(duì)較低。買方應(yīng)根據(jù)成本和使用條件選擇合適的制造工藝。

求法

分度圓 d=mz

齒距 p=mπ

齒厚 s=mπ/2

齒槽寬e=mπ/2

基圓 db=d*cosα=d*cos20°

齒頂高h(yuǎn)a=（ha* ） *m

頂隙 C=（c*）*m

齒根高h(yuǎn)f=ha+c=（ha*+c*）m

齒頂圓da=d+2ha

齒根圓df=d-2hf

全齒高h(yuǎn)=ha+hf

中心距 a=（d1+d2）/2=m/2（Z1+Z2）