國內(nèi)齒輪研究現(xiàn)狀及問題研究*
發(fā)布時間：
2015-04-29 09:42
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齒輪傳動是應用最為廣泛的機構和傳動裝置，盡管在3000多年前已經(jīng)出現(xiàn)齒輪，但至今仍然是眾多機電產(chǎn)品的核心部件。目前齒輪的分度圓直徑可從50m 到百米以上，齒數(shù)從1到數(shù)千齒；齒輪傳動功率達125000kW，圓周速度達300m/s，轉(zhuǎn)速達100000r/min，重載齒輪的壽命達30年以上；齒輪減速箱傳動比達38851677，效率達99.5%，箱內(nèi)溫度可達538℃。根據(jù)國家統(tǒng)計局及中國齒輪專業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，全球齒輪行業(yè)的總體規(guī)?；痉€(wěn)定在每年1000億美元以上。
我國改革開放以來，工業(yè)高速發(fā)展，很多技術和產(chǎn)品的發(fā)展也突飛猛進，相當一部分已達世界前列。在齒輪傳動方面，也取得重大進展，已經(jīng)成為世界齒輪制造大國。2009—2011年我國齒輪工業(yè)產(chǎn)值分別為781.85億、946.35億、1233億元人民幣，行業(yè)增長較為平穩(wěn)。至2011年，全國有1600多家齒輪加工和齒輪箱裝配制造企業(yè)，年產(chǎn)2000萬元以上的企業(yè)有903家。但高端齒輪產(chǎn)品卻與世界先進水平還有較大差距，特別在振動噪聲和疲勞壽命方面，制約了我國高端機電產(chǎn)品的發(fā)展，如高端汽車自動變速器、直升飛機傳動裝置等。從2007年到2011年，我國進口的高端齒輪產(chǎn)品從49.61億美元增加到109.88億美元。
漸開線齒輪的發(fā)展可以追溯到17 世紀末期。由于其獨特的優(yōu)點，如傳動平穩(wěn)、制造容易、互換性好、易于變位、對制造與裝配誤差不敏感等，是目前應用最廣泛的齒輪。但它也有一些缺點，如強
度較低、最小齒數(shù)大使體積較大等，因而不能滿足高速重載和小型化等方面的需要。人們長期希望能夠設計制造出性能更好的齒輪，如20 世紀50 年代發(fā)明了圓弧齒輪等，但都由于自身的局限，只能局
部替代漸開線齒輪，遠未達到人們的期望。
近年來，由于科技水平的高速發(fā)展，一些學科不斷涌現(xiàn)新的方法和技術，特別是計算機與信息技術的發(fā)展，給齒輪研究帶來了新的活力和新的途徑，使一些以往只能想象的內(nèi)容可以成為現(xiàn)實。很多專家學者在涉及齒輪的各個領域都做了大量工作，如對新齒形、新結(jié)構、新理論、新材料、新工藝、新產(chǎn)品等方面的研究與應用，取得了很多成果，本文則選取齒形與齒輪結(jié)構、新理論在齒輪研究中的應用、計算機軟件應用三部分做了一些梳理，以便為進一步研究提供參考。
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