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齒輪傳(chuán)動是傳遞(dì)機器動力和運動的一種主要形式。齒輪工業是機械工業中技術最密集、資金最密集的產業。我國齒輪工業主要包括三部分(fèn):車輛齒輪傳動製造(zào)、工業齒輪傳動製造和齒輪裝備製造。 塑料齒輪成為注塑加工的大趨勢。
2009年,中國齒輪、傳動和驅動部件製造業經(jīng)受(shòu)住了國際(jì)金融危機的不利影響,行業繼續保持(chí)了穩定增長,雖然增速較上年大幅下滑,但在美、日等發達國家受金融危機影響(xiǎng)導致產業銷售額減少的環境下,中國齒(chǐ)輪(lún)、傳(chuán)動和驅動部件製造業的平(píng)穩(wěn)增長仍然受到了全球矚目,中國已經成為全球齒輪等傳動設備生產大國。
齒輪、傳動和驅動部件是機械設(shè)備中最基本的零(líng)件之一,各國都有數量眾(zhòng)多的企業生產齒輪零部(bù)件。在國(guó)外,傳動驅動零件的生產均以專業化為主(zhǔ),一般企業規模為中、小型,人員在數十至數百人;也有很多(duō)企業是全球性的,在世界各國有他們的生產、銷售和服務網點;另外一些傳動驅動零件公司(sī)是大集團公司的一部分。中國現在已躋身世界傳動(dòng)驅動零部件生產大國之列,但主要以中低(dī)端產品為主(zhǔ)。目(mù)前,傳動驅動零部(bù)件全球市(shì)場份額最大(dà)的幾個國家或地區為德國、北美、日本、韓國,及意大利、法國等(děng)一些(xiē)歐洲國家以及中國。
我國國民經濟的快速發展及國外發達國家產業結構的調整,給我國齒輪、傳動和驅動部件行業帶來發展機遇,日(rì)益增長的國內外市(shì)場(chǎng)需求,帶動了(le)整個行業的(de)迅速發展,使行業產能快(kuài)速增(zēng)加,生產總量大幅度提(tí)高。
齒輪模具的應用範圍大致可(kě)分為三(sān)個方麵:塑料齒(chǐ)輪用模具(jù)、粉末(mò)冶金齒輪用模具和精鍛錐(zhuī)齒輪用模(mó)具(jù)。其中,塑料(liào)齒輪用模具的(de)需求量比較大。齒輪的主要(yào)用(yòng)處有兩個,一個是傳遞運動,另一個是傳遞動力。目前國內塑料齒輪主要被用來傳遞運動,而美國現在在傳遞動力的選擇上,也越來越(yuè)多地采用塑料齒(chǐ)輪。這是因為塑料(liào)齒輪有很多優點,比如傳動噪聲低、能夠吸(xī)振、自潤滑等(děng)等,而且(qiě)塑料齒輪可以開模加工,生產效(xiào)率高。應該說,塑料齒輪在齒輪行業的應用會越來越多(duō),這是一個世界性趨勢。
目前中低檔的齒輪模具(jù)在國內都能生(shēng)產,高檔的齒輪模具多依靠進(jìn)口。國內(nèi)專門做齒(chǐ)輪模具的工廠不多,大都由齒輪廠自己做齒輪模(mó)具,齒輪廠往往(wǎng)設一個工段或一個車間來承擔這項工作。在精鍛錐齒輪方麵,株齒(chǐ)、江蘇飛船、太平洋精鍛等企業製造的錐齒輪模具在(zài)齒輪模具行業裏是比較好的,其精鍛錐齒輪的質量也較高。在塑料齒輪方麵,總體來說,塑料齒輪及(jí)其模具主要分布在兩個區域(yù),一是浙(zhè)江寧波,這裏有340多家塑料齒(chǐ)輪廠,也是我國最大的塑料齒輪模具(jù)生產基地;另一個就是深圳寶安,以港資企業為主,產(chǎn)品精度較高(gāo),主要用來外銷。
縱觀我國齒輪模具現狀,可(kě)謂喜(xǐ)憂參(cān)半。喜的是(shì)齒輪模具生產已有一定基礎,且塑料(liào)齒輪發展的大趨勢會給齒(chǐ)輪模具帶來更大的市場(chǎng)空間;憂的是國內生產齒輪模具的水平與(yǔ)世界先進水平還有一段距離,而且在齒輪行業尤其(qí)是塑料齒輪行業大發展的趨勢(shì)下(xià),國內對市場變化的反應不夠敏銳,配套研究難(nán)以跟(gēn)上市場需求.
國(guó)際上,齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方向發展.特殊(shū)齒輪的應用、行星齒輪裝置的發展、低振動、低噪聲齒輪裝置的研製是齒輪設計方麵的一些特點.為達(dá)到齒輪裝置小型化目的,可以提(tí)高現有漸開線(xiàn)齒輪的承載推力。各國(guó)普遍采用硬(yìng)齒麵技術(shù),提高硬度以縮小裝置(zhì)的尺寸;也可應用以(yǐ)圓弧齒輪(lún)為代表(biǎo)的特殊(shū)齒形。英(yīng)法合作研製的(de)艦載直升飛機主(zhǔ)傳動係統采用圓弧齒輪後,使減速器高度大為降(jiàng)低(dī)。隨著船舶動力(lì)由中速柴油機代替的趨勢,在大型(xíng)船上采用大功率行星齒輪裝置確有成效;現在冶金、礦山、水泥(ní)一(yī)軋(zhá)機等大型傳動裝置中,行(háng)星齒輪(lún)以其體積小、同軸性好(hǎo)、效(xiào)率(lǜ)高的優(yōu)點而應用愈(yù)來愈(yù)多。
齒輪(lún)製(zhì)造工藝的發(fā)展很大程度上表(biǎo)現(xiàn)在精度等級與生產效率的提高。自七十(shí)年代以來各種齒輪(lún)的製造精度,普遍提高一級左右,有的甚至2~3級。一般低速(sù)齒輪精度由過去(qù)的8~9級提高到7~8級。機床(chuáng)齒輪由6~8級提高到(dào)4~6級.軋(zhá)機齒輪由7~8級提高到5~6級。對於模數不大的中小規格齒輪,由於高性能滾齒機的開發,加上刀具材(cái)料的改善,滾齒效率有了顯著(zhe)提高。采用多(duō)頭滾刀,可達到(dào)的切削(xuē)速度為90m/s。如用超硬滾刀加工模數3左(zuǒ)右的調質鋼齒輪,切削過度可達200m/s,提高插齒效率,要受到插齒(chǐ)機刀具往複運動(dòng)機構的限製。最近在開發(fā)采用刀具卸載,使用(yòng)靜壓軸承,增強刀架與立柱剛(gāng)性等新結構後,效率有明顯提(tí)高。新型插齒機(jī)的衝程(chéng)數可達到2000次/分。齒輪用鋼的發展趨勢;一是含Cr,Ni,Mo的低合金鋼;二是硼鋼;三是碳氮共滲用(yòng)鋼;四是易切削鋼。由於我國缺乏Ni、Cr,常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼(péng)加稀土鋼。重型機械常用(yòng)18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機床行(háng)業食用(yòng)40Cr,38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用25Cr2MoV鋼進行氮化。
信息化趨(qū)勢方麵:
人(rén)們利用計算機能對各種可能的設計方實進行計算、分析和比較,並通過優選,取得較為理(lǐ)想的結果。例如在分析齒麵接(jiē)觸區,求齧合線與相對速度夾角(jiǎo)中,對彈流潤滑計算(suàn)以及幾何參數計算(suàn)等方(fāng)麵編製了程序。還有,在齒輪修形計算與齒輪承載能力計算方麵都編有程序。我國已編製了GB3480-83漸開線圓柱(zhù)齒輪承載能力計算標準的程序軟(ruǎn)件。供生產應用.在齒輪加工方麵(miàn),可以利用計算機控製整個切齒過(guò)程.使製造質量穩定可靠。目前,國內在研究應用微機對弧齒錐齒輪的切齒調整卡進行計算,可對加工偏(piān)差及(jí)時調整,使齒麵接觸達到(dào)比較(jiào)理想的位(wèi)置(zhì),並大大(dà)提高了工效。此外,根(gēn)據數控原理(lǐ),應用微(wēi)機對環麵蝸杆螺旋齒麵進行拋物線修形,已經應用於生產。雖然這方麵的工作在(zài)國內還處(chù)於(yú)起步階段,但(dàn)它對提高齒輪製造質量(liàng)和技術水平具有重要意義。
模具(jù)行業專家羅百(bǎi)輝認為,製(zhì)訂齒輪模具(jù)標準的有效途徑(jìng)應考慮行業協(xié)會之間的合作,行業協會應(yīng)該把標準建立、統一(yī)起來。除大(dà)連理工、華南理工等幾所大學在研究齒輪模具之外,如今已沒有專(zhuān)門的研究所在做這項工作。集(jí)中齒輪行業以及一些(xiē)大學研究(jiū)機構的力量(liàng),做些工藝裝備、塑料內在變形規(guī)律等方麵的集成(chéng)研(yán)究及合作,是相(xiàng)關協會與部門當前迫切需要做的工作。成立“小模數齒輪工作委員會”就是為(wéi)了集中探討並解決小模數齒輪生(shēng)產中(zhōng)存在的問題(tí)。如今,世界上最先進最完備的齒輪(lún)模具標準當數美國,中國齒輪模具應該借鑒美國的標(biāo)準(zhǔn),並根據發展的需要,逐步建立起自己的產業標準和國家標準(zhǔn)。具體來說,就是要把一些做得較好的企業的廠標進行(háng)提升,結合國外的先進標準(zhǔn),變成我國(guó)的產業標準。這樣通過標準來規範市場,將能(néng)較好地促進行業發展。
從整個行業來講,齒輪模具的聲音很小,而且處於(yú)自發狀態,而相關專業協會的成立正是為改變這種狀況。但成立協會僅僅是第一步,接下來就要(yào)模具(jù)行業專家羅百輝(huī)認為,製訂齒輪模(mó)具標準的有效途徑應考慮行業協(xié)會之間(jiān)的合作,行業協會應該把標(biāo)準建立、統一起來。除大連理工、華南理工等幾所大學在研究齒輪(lún)模具之外,如(rú)今已沒有專門(mén)的研究所在做這項工作。集中齒輪行業以及一(yī)些大學研究機構的力量,做些工藝裝備、塑(sù)料內在變形(xíng)規律等方麵的集成研究(jiū)及合作,是相關協(xié)會與部門當前(qián)迫切需要做的工作。成立“小(xiǎo)模(mó)數齒輪工作委員會”就是(shì)為了集中探討並(bìng)解決(jué)小模數(shù)齒輪生產中(zhōng)存在的問題(tí)。如今,世界上(shàng)最先進最完備(bèi)的齒輪模具標準當數美國(guó),中國齒輪模具應該借鑒美國的標準,並根據(jù)發展(zhǎn)的需要,逐(zhú)步建立起自(zì)己的產業標準和(hé)國家標準。具體來說,就(jiù)是要把(bǎ)一些做得較好的企業的廠標(biāo)進行提(tí)升,結合國外的先進標準,變成我(wǒ)國的產(chǎn)業標準。這(zhè)樣通過標準(zhǔn)來規範市場,將能(néng)較好地促進行業發(fā)展。
縱(zòng)觀我國齒輪模具現狀,可謂喜憂參半。喜的是齒輪模具生產已有一定基礎,且塑料齒輪發展的大趨勢會給齒輪模具帶來更大的市場空間;憂的是國(guó)內生產齒輪模具的水平與世界先進水平(píng)還有一段距(jù)離,而且在齒輪行業尤其是塑料齒輪行業大發展的趨勢(shì)下,國內對(duì)市場變化的反應不(bú)夠敏銳,配套(tào)研究(jiū)難以跟上市場需(xū)求(qiú)。
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