冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发展趋势
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中国齿轮传动的历史与进展摘要:回顾了中国齿轮传动的悠久历史,追溯新中国成立以后我国齿轮技术快速发展的历程,论述了中国齿轮技术的现状,并提出了今后中国齿轮传动技术发展的建议。
关健词:齿轮技术传动技术发展一、历史的回顾从新中国成立到现在,可将中国齿轮传动的发展里程分为四个阶段。
第一阶段是从20世纪40年代末到20世纪60年代,中国开始有了自己的齿轮工业,其间共有160家左右齿轮制造厂(车间)。
1956年成立了(北京)机械科学研究院,下设齿轮传动研究室,这是中国最早的齿轮技术研究开发机构。
第二阶段是20世纪70年代。
那时齿轮生产厂家约有200个左右,涉足齿轮技术的研究所有7个。
同时,从事齿轮传动技术研究的高等院校大约有10所。
第三阶段是20世纪80年代。
那时,主要齿轮生产厂家发展到500多家,研究所10余个,而从事齿轮传动技术研究的高等院校上升到30余所。
齿轮传动技术研究在中国有了较大的发展。
同时国际交流也较频繁。
第四阶段是20世纪80年代到21世纪初。
这一时期中国的齿轮传动技术已趋于成熟,主要齿轮制造企业有6oo余家,产值达31亿美元。
在这期间,从事齿轮传动技术的研究所为10个,高等院校20余所。
二、中国齿轮传动技术的进展新中国成立后,特别是改革开放以来,齿轮传动技术有了很大的发展。
一些新技术的运用,交叉学科的渗透,推动了齿轮设计技术和制造技术的发展。
其中比较突出的是啮合原理和以cad为代表的设计技术,以摩擦学为代表的表面工程技术,以及以精密成形为代表的工艺技术。
这些新技术的研究和应用使中国的齿轮技术提高到了一个新的水平。
另外,多种传动形式都得到了发展,谐波传动日渐成熟,几种新型齿轮传动相继问世,例如分阶式渐开线圆柱齿轮传动,点线啮合渐开线齿轮传动,特殊齿形泵等等。
但量大面广、在工业上起主导作用的还是渐开线硬齿面齿轮传动,圆弧齿轮传动,蜗轮蜗杆传动和锥齿轮传动。
1.硬齿面渐开线齿轮渐开线齿轮传动是世界上应用最广泛的齿轮传动形式。
中国齿轮制造业的发展预测Development Predication for Gear Manufacturing of China乐美豪(成都工具研究所)摘 要:概述了我国齿轮制造业的近况。
对齿轮制造业面向的主机行业:汽车、摩托车、机床、铁路机车、船舶、冶金等19个行业的齿轮制造的现状、发展前景进行了预测,并提出改革的意见。
关键词:齿轮制造业 产量预测 专业化分工1 行业概述 中国齿轮制造业已走过半个世纪的旅程。
行业目前的总体情况是:生产点超过1500家。
据2000年中国齿轮专业协会统计,齿轮生产企业有618家,其中大中型企业110家,小型企业435家,私有企业48家,三资企业25家。
本行业从业人员约30万人,年销售额约300亿元(含汽车、机车、船舶、军品等主机厂内的齿轮产品总成),齿轮行业人均年销售额约10万元Π人・年。
行业内有各类机床设备约60万台,占全国机械制造业内总机床设备台数(约550万台)的1019%,其中金切机床约40万台,占全国拥有金切机床总数(约370万台)的1018%;齿轮、螺纹、花键机床约13万台,占全国拥有金切机床总台数的315%,占齿轮行业金切机床总数的3215%。
齿轮行业的机床设备及年产值均占全国机械制造业的1Π10左右。
因此按目前的状况,齿轮制造业仍是我国机械制造业的重要组成部分。
齿轮行业是从属于主机制造业的一个配套行业,它随着主机行业的发展而兴衰。
因此分析、预测21世纪中国齿轮制造业的发展前景,必须首先预测各主机行业的发展前景。
预测2020年前,中国齿轮制造业发展的综合数据可达到表1的水平。
下面按与齿轮制造业有配套关系的各大主机行业表1 2020年前中国齿轮制造业发展预测2000年2005年2010年2015年2020年生产点数Π个多于1500约1100约700约300分散生产点基本消失齿轮企业数Π家约700约500约400约300约200其中改制的企业数Π家小于100约400约350多于250多于150从业人员总数Π万人3025201510年销售额Π亿元30045067510001500年人均销售额Π(万元Π人・年)10183317566167150年人均销售额Π(万美元Π人・年) 1.2421234118812618159世界行业排名(按经济总量)7(美、日、德、英、意、法之后)4(美、日、德之后)3(美、日之后)3(美、日之后)2(仅次于美国) 注:表内年销售额按年均10%增长率计算,美元按8107元人民币Π1美元计算”在30°范围内斜度精度在±2′以内(图8)。
冶金自动化技术及其发展趋势冶金自动化技术是指在冶金生产过程中应用自动化技术来提高生产效率、降低成本、提高品质、保证安全等。
随着科技的不断发展和进步,冶金自动化技术也在不断革新和完善,不断推动着冶金行业的发展。
本文将从冶金自动化技术的发展历程、应用领域以及未来发展趋势这几个方面进行探讨和阐述。
一、冶金自动化技术的发展历程冶金自动化技术的发展可以追溯到20世纪60年代,当时冶金生产过程中大量采用了数字控制技术和自动控制技术,它们使得工厂的生产效率得到了显著提升。
在80年代后期,随着微电子技术和信息技术的飞速发展,冶金自动化技术迎来了一个飞速发展的时期,计算机控制系统、网络通讯技术、传感器技术等先进技术被广泛应用于冶金生产中,使得冶金生产水平得到了极大提升。
1.钢铁生产:冶金自动化技术在钢铁生产中应用广泛,涵盖了炼铁、炼钢、轧钢等生产环节。
通过自动控制系统,可以实现高炉、转炉、连铸、热轧等生产过程的全自动化控制,大大提高了生产效率,降低了能耗,并且改善了产品质量。
2.有色金属冶炼:在铜、铝、镁等有色金属冶炼中,自动化技术也发挥了重要的作用,通过自动化控制系统,可以实现熔炼、精炼等生产环节的自动化控制,提高了冶炼的连续性和稳定性,从而提高了生产效率。
3.矿石选矿:冶金自动化技术在矿石选矿中也得到了广泛应用,通过自动化设备和控制系统,可以实现对矿石的自动分选、破碎、磨矿等生产过程的自动化控制,提高了选矿的生产效率,降低了选矿系统的运行成本。
1.智能化:随着人工智能技术的发展,智能化将成为冶金自动化技术的重要发展方向。
未来,冶金生产中将会大量应用智能化的机器人和自动化设备,实现生产过程的智能化和自主化。
2.网络化:随着物联网技术和5G技术的发展,冶金生产过程将会实现设备间的高效联通和信息共享,从而实现冶金生产过程的网络化控制和管理。
3.集成化:未来,冶金自动化技术将实现与信息技术的集成,形成一个集成化的冶金生产控制系统,能够实现生产计划的智能化排程和资源的优化利用。
2024年齿轮加工机床市场前景分析摘要本文对齿轮加工机床市场的前景进行了分析。
首先介绍了齿轮加工机床的概念和应用领域,然后分析了齿轮加工机床市场的现状和趋势。
接着,从市场需求、技术发展和竞争格局等方面,分析了齿轮加工机床市场的前景。
最后,总结了齿轮加工机床市场发展的机遇和挑战,并提出了相关建议。
1. 导言齿轮加工机床是一种用于加工齿轮的专用机床。
齿轮广泛应用于各个行业,如汽车、航空、船舶、军工等。
齿轮加工机床的市场规模巨大,发展潜力巨大。
2. 齿轮加工机床市场现状目前,齿轮加工机床市场需求稳定增长。
随着制造业的发展,各行业对齿轮加工机床的需求也在增加。
特别是汽车和航空航天行业的快速发展,对高精度、高效率的齿轮加工机床提出了更高的要求。
此外,齿轮加工机床市场竞争激烈,主要厂商多为国际知名企业,技术实力较强。
3. 齿轮加工机床市场趋势齿轮加工机床市场的发展趋势包括以下几个方面: - 自动化技术的应用:随着自动化技术的不断发展,齿轮加工机床将越来越趋向自动化生产,提高生产效率和产品质量。
- 数控技术的发展:数控技术的应用可以实现高精度、高效率的齿轮加工,提升产品竞争力。
- 环保要求的提高:随着环保意识的增强,齿轮加工机床市场对节能、低碳、环保的要求也在逐渐增加。
4. 2024年齿轮加工机床市场前景分析4.1 市场需求分析随着各行业对齿轮加工机床需求的不断增加,齿轮加工机床市场的前景十分广阔。
特别是汽车和航空航天行业的发展,对高精度、高效率的齿轮加工机床需求量较大。
此外,新兴行业如新能源汽车和智能制造等领域对齿轮加工机床的需求也在逐渐增加。
4.2 技术发展分析随着数控技术和自动化技术的快速发展,齿轮加工机床的加工精度和生产效率得到了大幅提升。
同时,新材料、新工艺的应用也为齿轮加工机床的发展提供了新的机遇。
4.3 竞争格局分析目前,齿轮加工机床市场竞争激烈,主要厂商多为国际知名企业,技术实力较强。
国内齿轮加工机床市场主要由少数几家大型企业垄断,其他中小型企业面临较大竞争压力。
齿轮加工技术的现状及进展齿轮作为一种重要的传动元件,在机械制造中起着至关重要的作用。
齿轮加工技术的发展对于提高机械传动效率、增强机械设备的可靠性和提升整体工业制造水平具有重要的意义。
本文将介绍齿轮加工技术的现状及其最新的进展。
一、齿轮加工技术的现状目前,齿轮加工技术主要包括铸造、锻造、机械加工和精密成形等方式。
其中,机械加工是最主要的一种方法。
在传统的机械加工中,常用的加工方法有铣削、滚削和刨削等,这些方法虽然成熟可靠,但效率较低,制约了齿轮加工的发展。
二、齿轮加工技术的进展随着现代制造技术的不断进步,齿轮加工技术也得到了一系列的创新和突破。
以下将介绍齿轮加工技术的最新进展。
1. 数控加工技术数控加工技术是近年来发展迅速的一种齿轮加工技术。
通过计算机控制机床的运动轨迹和切削参数,实现对齿轮加工过程的高度自动化和精度控制。
数控加工技术不仅使得齿轮加工精度大幅提升,而且可以实现复杂齿型的加工,大大拓宽了齿轮加工的应用范围。
2. 精密成形技术精密成形技术是一种利用塑性变形将齿轮从具有额外材料的工件中制造出来的方法。
这种技术通过模具的设计和切割,将金属材料塑性变形成为齿轮的形状。
精密成形技术不仅可以大幅提高加工效率,还可以减少材料的浪费,降低成本。
3. 先进的刀具材料和涂层技术刀具材料和涂层技术的发展也为齿轮加工技术带来了重要的突破。
高速钢、硬质合金和陶瓷刀具等新型刀具材料的应用,使得齿轮加工中的耐磨性和切削效率得到了极大的改善。
此外,先进的涂层技术如涂层硬质合金等,也可以提高刀具的使用寿命。
4. 智能化和自动化技术随着人工智能和机器人技术的发展,齿轮加工技术也朝着智能化和自动化方向发展。
利用自动化系统对齿轮加工的过程进行监测和控制,可以提高加工精度和生产效率,降低劳动力成本。
三、齿轮加工技术的未来展望齿轮加工技术的发展离不开先进制造技术的支持。
未来,随着材料科学、新能源技术、信息技术等各个领域的不断突破和创新,齿轮加工技术将迎来更广阔的发展空间。
齿轮未来的发展趋势齿轮作为一种重要的机械传动元件,广泛应用于各个领域,如机械制造、航空航天、汽车制造、工程机械等。
其发展趋势主要体现在以下几个方面:1.高精度化:随着科技的进步和制造技术的更新换代,人们对齿轮的精度要求也日益提高。
未来,齿轮的制造工艺将更加精密,借助先进的数控加工和模具技术,实现高精度的齿面加工。
同时,齿轮材料的研发和改良也将推动齿轮精度的提高,如高强度合金材料、耐磨材料等的应用。
2.轻量化:随着节能环保的重要性日益增强,齿轮的轻量化设计成为未来的发展趋势。
轻量化设计可以减轻机械设备的重量,降低能耗,提高传动效率。
未来的齿轮设计将采用复合材料、轻质合金等材料,通过材料的优化选择和结构的优化设计,实现轻量化目标。
3.高效率化:齿轮机械传动的效率一直是工程师们追求的目标。
未来的齿轮发展趋势将借鉴先进的轴承和润滑油技术,以减小齿面接触损失和摩擦损失,提高传动效率。
同时,传统的齿轮传动方式将得到改进和完善,如创新的非圆齿轮设计、无齿隙传动等,将进一步提高齿轮传动的效率。
4.智能化:随着数字化技术的飞速发展,未来的齿轮将实现智能化。
智能齿轮通过传感器、控制系统和数据处理技术,能够实时监测齿轮运行状态和工作负荷,进行智能调节和故障诊断。
智能齿轮的广泛应用将提高设备的可靠性和安全性,实现设备的智能运维和远程监控。
5.新材料应用:未来的齿轮发展趋势还将受益于新材料的应用。
例如,纳米材料、复合材料、生物材料等的研发和应用将为齿轮的性能提供新的突破口。
这些新材料具有优异的力学性能、耐腐蚀性、高温性能等,可以提高齿轮的使用寿命和传动能力。
6.绿色环保:未来的齿轮制造将注重环保与可持续发展。
传统的齿轮制造具有高能耗、高废弃物产生等特点,未来的齿轮制造将通过改进工艺流程、提高能源利用效率和回收利用废弃物等方式,实现绿色环保的目标。
总之,未来齿轮的发展趋势将朝着高精度化、轻量化、高效率化、智能化、新材料应用和绿色环保等方向发展。
我国齿轮制造业的发展、现状及展望(下)乐美豪 3 齿轮制造产业结构调整 我国齿轮制造业从诞生之日起,一直在市场压力下进行产业结构调整。
只是这种调整是被迫的,不是自觉的;是临时应付性的,不具有长远的战略目标。
目前,我国齿轮行业发展到生产点千余家,大中型企业500家,从业人员30万人,如此庞大的企业规模和员工队伍,而年销售仅200亿元,人均年劳动生产率不到8000美元。
国外齿轮制造公司人均年销售额13~20万美元。
相差16~25倍。
我国每年还需进口高质量和特殊性能的各种齿轮减速器,价值约2亿多美元。
而国内齿轮制造业尚有30%的生产能力闲置。
50年来,我国累计进口了许多价格昂贵的高性能齿轮制造设备和仪器,其中数控高速和普通滚齿机约2000台,包括Sch iess3m,俄罗斯5m、台维・勃朗7m 等超大规格精密滚齿机;数控和高速插齿机约400台,包括 1000mm的M AA G梳刀插齿机和 3000mm 的L o renz内齿插齿机;数控和径向剃齿机约500余台;蜗杆砂轮磨齿机约130台、碟形砂轮磨齿机约200台、锥形砂轮磨齿机约900台,其他磨齿机约300台,总计1500台以上;数控和普通锥齿轮铣齿机800余台;数控或普通螺纹磨床约100余台;螺杆铣床10余台;数控和普通刀具磨床200余台;各类数控和普通磨床1000余台;齿轮测量仪器及数控齿轮测量中心100余台,包括 2500mm(3台)、 1600mm(4台)大直径齿轮测量仪;可控气氛渗碳淬火自动线15条,周期炉200余台,淬火压床100余台。
世界上拥有这样大量进口齿轮制造设备和仪器的国家只有我国。
因此我国是齿轮制造企业最多、行业规模最大、进口设备最多,但全行业生产效率、人均产值、制造工艺水平、产品质量又很低的国家。
今后除了经济体制改革外,我国齿轮制造业进行全面产业结构调整已刻不容缓。
现提出如下建议,仅供参考。
(1)组建精密齿轮厂(或公司) 我国183家骨干机床厂,普遍设有设备齐全、工艺正规、质量保证体系完善、管理技术人员配套的齿轮分厂或车间。
齿轮泵的发展现状齿轮泵作为一种常见的流体传动装置,广泛应用于工程机械、冶金、化工、石油等领域。
随着科技的发展和市场需求的变化,齿轮泵也在不断更新和改进,取得了一些突破性的进展。
首先,齿轮泵的材料选择方面有了一定的改进。
传统的齿轮泵多采用铸铁材质,而现代齿轮泵则采用了更加先进的材料,如钢、不锈钢、黄铜等。
这些材料具有更好的耐腐蚀性和耐磨性,能够适应更复杂的工况环境。
其次,齿轮泵的设计和制造工艺得到了一些创新和改进。
通过使用CAD、CAM等计算机辅助设计和制造技术,可以精确地计算齿轮的模数、齿轮的齿数、齿轮的齿面修形等关键参数,从而提高齿轮泵的性能和精度。
同时,采用数控加工技术,使得齿轮泵的零部件制造更加精细化和高效化。
再次,齿轮泵的性能和效率得到了一定程度的提高。
以前的齿轮泵存在一些缺点,如噪音大、效率低等。
现在的齿轮泵通过改进齿形、减小间隙、采用新型密封材料等方式,减少了噪音的产生,提高了泵的效率。
同时,在泵的结构设计上也进行了一些优化,如引入副泵、增设节流阀等,使得齿轮泵的特性更加优越。
最后,齿轮泵在自动化和智能化方面也有所进展。
随着工业自动化程度的提高,齿轮泵也逐渐实现了自动控制和远程监控。
通过与传感器和变频器等设备的配合,齿轮泵可以实现对压力、流量等参数的自动调节和监测,提高了泵的稳定性和可靠性。
同时,齿轮泵还可以与上位机进行连接,实现远程监控和故障诊断,减少了人工干预和维护的工作量。
总的来说,齿轮泵的发展现状主要体现在材料选择、设计制造工艺、性能效率以及自动化智能化方面。
随着科技的推动和市场的需求,相信齿轮泵在将来会继续取得更多的突破和进展。
机械传动技术的改进及发展探寻机械传动技术是指利用机械装置将动力源传递到工作机构的一种技术。
它广泛应用于各个领域,例如工业生产、交通运输、农业机械等。
随着科技的不断进步,机械传动技术也在不断改进和发展,以适应不同行业的需求。
随着材料科学的发展,传动件的材质不断更新和改良。
传统的机械传动件多采用铁、钢等金属材料,但是这些材料的密度大、强度低、重量重,不利于提高传动效率和性能。
而现代高强度、轻量化材料的应用则有效解决了这一问题。
钢铝复合材料、碳纤维等材料被广泛应用于飞机、汽车等领域,使得传动装置更加轻便,提高了工作效率。
随着机械制造技术的进步,传动装置的精度和可靠性得到显著提升。
传统的机械传动技术往往存在噪音大、振动严重、寿命短等问题,影响了机械设备的稳定运行。
而现代数控加工、精密制造技术的应用,则大大提高了传动装置的制造精度和装配质量,减小了噪音和振动,延长了寿命。
利用数控机床对齿轮传动装置进行加工,可以实现高精度的齿轮配对,使传动装置的运行更加平稳。
随着绿色环保意识的提升,机械传动技术也在朝着节能减排的方向发展。
传统的机械传动装置往往存在能量浪费和污染环境的问题。
而现代的节能传动技术则通过减少能量损耗、优化传动效率和结构设计等手段,实现了能源的可持续利用。
采用变频调速技术可以根据实际需求调节传动装置的工作速度和负载,减少能量浪费。
采用绿色材料和制造工艺,减少了污染物的排放,保护了环境。
随着科技的不断进步,机械传动技术也在不断改进和发展。
新材料的应用、精密制造技术的进步、数字化控制技术的普及以及节能减排的要求,都为机械传动技术的发展提供了良好的机会和条件。
未来,机械传动技术将在更多领域发挥重要作用,并为社会经济的可持续发展做出贡献。
粉末冶金齿轮标准摘要:一、粉末冶金齿轮简介1.粉末冶金技术简介2.粉末冶金齿轮的定义与特点二、粉末冶金齿轮标准概述1.我国粉末冶金齿轮标准的现状2.粉末冶金齿轮标准的重要性3.我国粉末冶金齿轮标准的发展趋势三、粉末冶金齿轮的主要性能指标1.物理性能2.力学性能3.齿面硬度4.齿轮精度四、粉末冶金齿轮生产过程中的质量控制1.原材料质量控制2.生产工艺参数控制3.检测方法与设备五、粉末冶金齿轮的应用领域1.汽车行业2.工业机械3.航空航天4.其他领域六、结论1.粉末冶金齿轮标准对行业发展的推动作用2.粉末冶金齿轮在我国市场的潜力与挑战正文:粉末冶金齿轮是一种采用粉末冶金技术制造的齿轮,具有高密度、高强度、高精度等特点,广泛应用于汽车、工业机械、航空航天等领域。
为了保证粉末冶金齿轮的性能和质量,我国制定了一系列粉末冶金齿轮标准。
本文将介绍粉末冶金齿轮标准的相关内容。
首先,粉末冶金技术是一种将金属粉末与一定比例的粘结剂混合,经过压制、烧结等工艺过程制成所需形状的零件的技术。
粉末冶金齿轮是粉末冶金技术在齿轮制造领域的应用,具有高密度、高强度、高精度等特点。
粉末冶金齿轮的性能和质量直接影响到整个传动系统的运行稳定性和使用寿命。
我国已经制定了一系列粉末冶金齿轮标准,包括GB/T、JB/T 等。
这些标准对粉末冶金齿轮的尺寸、形状、材料、物理性能、力学性能、齿面硬度、齿轮精度等方面做出了详细的规定。
这些标准的制定和实施对于规范粉末冶金齿轮市场,提高粉末冶金齿轮质量,推动粉末冶金齿轮行业发展具有重要的意义。
粉末冶金齿轮的主要性能指标包括物理性能、力学性能、齿面硬度、齿轮精度等方面。
其中,物理性能主要包括密度、孔隙率等;力学性能主要包括抗拉强度、疲劳强度等;齿面硬度主要是指齿面硬度分布的均匀性;齿轮精度主要包括齿轮跳动、齿向偏差等。
这些性能指标直接影响到粉末冶金齿轮的使用寿命和传动性能。
在粉末冶金齿轮生产过程中,需要对原材料质量、生产工艺参数进行严格控制,并采用相应的检测方法与设备对齿轮进行检测。
中国齿轮行业发展现状及趋势一、行业现状1.产业规模大幅增长:中国齿轮行业在过去几年取得了快速增长,主要表现为产业规模的扩大。
据统计,2024年中国齿轮行业产值达到5800亿元,同比增长超过10%。
行业利润和出口额也呈现出较快的增长态势。
2.技术水平不断提升:中国齿轮行业在技术方面取得了较大的突破。
一方面,国内许多高校和科研机构加强与企业的合作,推动了齿轮技术的研发与创新。
另一方面,一些企业积极引进国外先进的齿轮生产技术和设备,提升了产品的质量和效率。
3.产品结构优化:随着中国制造业转型升级的推进,齿轮行业的产品结构也在不断优化。
高精密、高效能、高可靠性的齿轮产品逐渐得到重视和广泛应用,同时,市场对个性化和定制化产品的需求也在增加。
4.企业集中度提升:中国齿轮行业正逐渐形成以一批大型龙头企业为主导的格局。
这些企业具有较强的技术实力和生产能力,在国内外市场上具有一定竞争力。
同时,一些中小型企业也积极开展技术创新和市场拓展,不断提升自身的竞争力。
二、发展趋势1.产业升级:随着制造业的转型升级,中国齿轮行业将朝着高端、智能化方向发展。
传统的齿轮制造将逐渐向数字化、自动化生产方式转变,提高生产效率和产品质量。
与此同时,高精密、高强度、高可靠性的齿轮产品将逐渐成为行业的主流。
2.科技创新:齿轮行业将加大科研开发力度,提高技术创新能力。
在材料、设计、制造、检测等方面进行深度研究,推动齿轮技术的创新和进步。
特别是在高端设备制造、航空航天、军工等领域,对高性能齿轮的需求将进一步增加。
3.国际市场扩张:中国齿轮行业将继续向国际市场扩张,扩大出口份额。
通过积极参与国际合作和竞争,提高产品质量和技术水平,争取更多的国际订单。
同时,还将加强与发达国家企业的交流与合作,吸收国外先进技术和管理经验。
4.环保节能:环保节能已成为中国齿轮行业的一个重要发展方向。
采用新材料和新工艺,提高齿轮的能效和使用寿命。
同时,加强废弃齿轮的回收利用和资源循环利用,减少对环境的影响。
齿轮及齿轮减、变速箱制造行业市场现状分析在现代工业体系中,齿轮及齿轮减、变速箱作为关键的机械传动部件,广泛应用于各个领域,从汽车、航空航天到工程机械、能源等。
其制造行业的发展状况直接影响着相关产业的运行效率和质量。
首先,从市场规模来看,近年来齿轮及齿轮减、变速箱制造行业保持着稳定增长的态势。
随着全球工业化进程的不断推进,对机械设备的需求持续增加,这为齿轮及齿轮减、变速箱行业提供了广阔的市场空间。
特别是在汽车制造领域,自动变速器的普及以及新能源汽车的发展,对高性能齿轮和变速箱的需求日益旺盛。
在技术创新方面,行业不断取得突破。
新材料的应用使得齿轮的强度、耐磨性和耐腐蚀性得到显著提升。
例如,高强度合金钢、粉末冶金材料等逐渐成为主流。
同时,制造工艺的改进也大大提高了产品的精度和质量。
数控加工技术、精密锻造和热处理工艺的优化,使得齿轮的齿形更加精确,传动更加平稳,噪音更低。
然而,行业发展并非一帆风顺。
在市场竞争方面,由于准入门槛相对较低,导致市场上企业数量众多,竞争激烈。
一些中小企业往往依靠低价策略来争夺市场份额,这在一定程度上影响了行业的整体利润水平。
此外,产品同质化现象较为严重,缺乏差异化和创新性,使得企业在市场竞争中难以脱颖而出。
从市场需求结构来看,不同领域对齿轮及齿轮减、变速箱的要求存在差异。
在汽车行业,消费者对舒适性和燃油经济性的追求,促使汽车制造商对变速器的换挡平顺性和传动效率提出了更高的要求。
在工业领域,大型机械设备对重载、高精度的齿轮传动系统需求较大。
而在新兴的风电、光伏等新能源领域,由于工作环境恶劣,对齿轮及变速箱的可靠性和耐久性要求极为苛刻。
在国际市场上,欧美等发达国家的企业凭借其先进的技术和品牌优势,占据了高端市场的主要份额。
而我国的齿轮及齿轮减、变速箱制造企业在技术水平和品牌影响力方面与国际巨头相比仍存在一定差距,但在中低端市场具有较强的竞争力。
随着我国制造业的转型升级,越来越多的企业开始加大研发投入,努力提升产品质量和技术水平,逐步向高端市场迈进。
机械齿轮传动装置的制造技术与发展趋势摘要:机械齿轮传动装置是一种被广泛使用的机器设备,它具有体积小、重量轻、结构紧凑等特点,在现代工业生产中起着重要作用。
随着社会经济和科学技术水平不断发展提高,人们对产品质量要求越来越高,对零件的精度提出了更高标准的要求,所需的技术水平也就更高。
所以就需要我们去研究机械齿轮传动系统来满足其性能需求及工作环境条件下更深层次的加工设计与制造,从而更好地改善机器设备的工作情况,降低工人劳动强度并达到提升生产效率等目的。
关键词:机械;齿轮;传动装置;技术在机械制造业的发展过程中,国外很多国家对于机械齿轮传动装置进行了大量研究,并且取得了一定成果。
例如:日本、法国等发达国家已经将行星轮系作为一种重要结构来使用;美国是最早开始将该技术应用到工业方面的国家之一。
在国内虽然有许多学者对大型传动轴及大转矩器展开过深入分析和实验工作,但是由于我国国情以及相关设备制造厂家与国外先进水平相比存在较大差距,所以还需要进一步完善改进,同时也要采取加强研究力度、加大研发资金投入等措施。
一、机械传动装置技术研究1.1机械传动装置制造技术特点(1)生产效率高,产品质量稳定。
由于加工工艺和方法不同,在相同条件下的零件之间可以相互转换。
因此可以实现高速度、大扭矩等特殊性能要求,也可以具有一定的承载能力。
同时也能满足各种复杂工件对加工精度及表面粗糙度和尺寸公差的需求,而不与其他设备相矛盾。
(2)生产周期短,产品质量稳定且易于调整,可降低成本并提高生产效率。
(3)装置质量要求高。
在机械零件加工过程中需要对其进行严格的控制和检测。
由于齿轮齿面是通过热处理之后才被传递到下一个部位上,所以要求其具有较好的耐磨性、抗磨损性能等特点,对于齿轮来说就需要其有一定硬度以便能达到相应标准,从而可以保证传动装置工作时不会出现卡刀等现象,这也有利于提高生产效率并降低成本。
1.2传动装置制造技术对齿轮传动的影响传动装置的制造技术对齿轮和轴都有着非常重要的影响,主要是通过其本身的结构来决定。
齿轮传动技术的发展1. 齿轮的历史与发展齿轮的历史发展几乎与人类的文明同步,早在公元前2000年左右,中、外历史上就已有使用齿轮的记载,齿轮机构可以说是人类最古老的机械组件之一。
但是一直要到十七世纪后半叶,才有齿轮齿形的理论研究,加工方法是利用成形铣刀铣削轮齿,加工效率很低。
近代的齿轮工业技术要等到19世纪末,齿轮加工技术有所突破之后才突飞猛进。
换言之,近100年的齿轮技术发展史,可以说就是齿轮加工技术的发展史。
谈到齿轮的历史,身为中国人不免要提到黄帝时代(约4500年前)的指南车,如图1所示,这是古代中国人智慧的代表,指南车上人偶与车轮之间藉由一串复杂的差速齿轮传动机构传动,当我们把车上的人手指向南方之后,不论车轮往那一个方向走,车上的人手永远指向南方。
图2为北宋时期(公元1090年)建于河南开封的天文台,天文台分三层,最上层放置观测天象的仪器,第二层是星座仪,最下层为类似今日的报时钟,钟塔下有水流过,水推动水轮,并藉由一串齿轮传动机构转动钟台,钟台上有五层,每层放置各式的人偶,当出现不同人偶时,即表示不同时间。
齿轮的历史发展过程,可以概分如下五个阶段:第一阶段( ~ 400B.C.):原始齿轮装置阶段。
史书中尚无可靠的使用齿轮记载,但由传说或考古中推测得知齿轮的使用,此阶段的齿轮尚无技术意义可言。
第二阶段(400B.C.~1700A.C.):节圆齿轮使用阶段。
目前有关齿轮的最早文献纪录,是希腊大哲学家亚里士多德(Aristotle)于其著作中提到齿轮的机械组件,当时约为公元前330年。
但是一直到公元1700年以前,齿轮主要都还是由手工切削(锉刀加工)制造而成,齿轮为非正确的理论齿形,但可正确地传递旋转运动。
第三阶段(1700A.C.~ 1900A.C.):齿轮的理论研究阶段。
主要是摆线和渐开线两种理论齿形的研究,但使用上以摆线齿轮为主,代表技术为钟表齿轮。
此时的齿轮还是用手工加工,只是由技术纯熟的工匠制作。
机械制造技术的发展趋势在现代工业中,机械制造技术起着举足轻重的作用。
它不仅是国家经济发展的基石,也是推动科技进步的关键力量。
随着时代的发展和科技的不断创新,机械制造技术正经历着深刻的变革,呈现出一系列令人瞩目的发展趋势。
其一,自动化与智能化成为核心发展方向。
传统的机械制造过程往往依赖大量的人工操作,不仅效率低下,而且容易出现误差。
而如今,自动化技术的广泛应用使得生产流程能够实现高度的标准化和规范化。
从原材料的搬运、加工到成品的检测和包装,各个环节都可以在预设的程序控制下自动完成,大大提高了生产效率和产品质量的稳定性。
智能化则是在自动化的基础上更进一步。
通过引入人工智能、机器学习等先进技术,机械设备能够具备自我感知、自我诊断和自我优化的能力。
例如,在加工过程中,智能机床可以实时监测刀具的磨损情况,并自动调整切削参数,以保证加工精度和延长刀具使用寿命。
同时,智能生产系统还能够根据市场需求的变化,灵活调整生产计划和工艺路线,实现个性化定制生产。
其二,精密制造技术的发展日益重要。
在众多领域,如航空航天、医疗器械、电子通讯等,对机械零件的精度和表面质量要求越来越高。
为了满足这些需求,超精密加工技术应运而生。
纳米级的加工精度使得制造出的零部件具有更高的性能和可靠性。
例如,在航空发动机制造中,叶片的表面粗糙度和形位公差要求极高,只有通过超精密加工技术才能确保发动机的高效运行和长寿命。
此外,微纳制造技术也在迅速发展,能够制造出微米甚至纳米尺度的机械结构和器件,为微型机器人、生物芯片等新兴领域的发展提供了技术支持。
其三,绿色制造成为必然选择。
随着环保意识的不断增强,传统的高能耗、高污染的机械制造模式已经难以持续。
绿色制造技术旨在从产品的设计、制造、使用到报废的整个生命周期中,最大限度地减少对环境的负面影响。
这包括采用环保材料、优化生产工艺以降低能源消耗和废弃物排放,以及加强废旧产品的回收和再利用。
例如,通过采用干式切削技术,可以避免切削液的使用,从而减少对环境的污染。
100122 电子机械论文
冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发
展趋势
自上世纪70年代起,我国就已经建设了包括宝钢以及武钢在内的多个不同的现代化冶金企业,令我国冶金设备的整体水平提升到了一个比较先进的高度上,齿轮传动装置更是精品层出,例如:宝钢一期到三期所用到的各种齿轮传动装置当中就包括德国产FLAND以及比利时HANSEN、日本产三井三池等比较知名的品牌减速器,同时还有包括德国产德马克、日本产三菱等大型传动装置,它们对我国的齿轮装备水平形成了积极的影响。
1 在冶金设备中运用机械齿轮传动设备的技术
1.1 常用场合
首先,需要调节转速以及力矩,以期能够满足设备使用上的需求;其次,需要对传动路线进行分配,并且调节空间动力传递具体方向以及实际位置;第三,将动力进行合成或者是分流处理,也就是可以凭借一个单独的动力
源,将动力分配到几个需要使用动力的动力源当中,并合成,整体供给工作机构。
1.2 现状
就当前来说,冶金设备当中利用的机械齿轮转动装置当中的齿轮,大多使用渗碳、磨削以及淬火的硬齿面的齿轮,通常在轧钢齿轮的传动装置当中很少会使用HB300之下的齿轮。
制造齿轮通常需要使用的是喷砂处理手段、齿根处理手段、压力淬火以及无损探伤四种,对大齿轮结构进行设计通常使用的是焊接齿轮。
因为齿轮的制造进度以及承载能力在最近这些年以来有明显的提升,并且大面积地利用硬齿面齿轮,因此在进行齿轮结构的设计过程当中会常用单斜齿,例如宝钢冷轧机主传动的双齿轮座即该结构齿轮,并不会安装人字齿轮。
假如受到结构或者尺寸上的限制的时候,还可以借助两个单向斜齿轮进行组合拼装成人字齿轮。
尽可能使用多流式传动装置,能够在较小的环境体积当中传送较大的力矩。
在实际生产过程当中,为了能够实现最大化的齿轮承载力,采用的大多都是变为齿轮以及延齿端修整等手段,通常轧机的传动装置齿轮副进行制造的过程当中,行业内对其的要求也相对较高,齿轮的接触精度需要实现80%甚至更高。
1.3 性能参数的选择
整体上来说,为了能够确保齿轮的传动能够拥有充足的承载力以及设想的使用寿命、比较理想的经济效益以及技术特征,需要选择正确且合理的齿轮啮合参数,不过齿轮副参数之间相互联系,并相互影响,需要进行全面且综合的考虑。
对一些大型的冶金设备当中的齿轮传送装置进行参数选择的时候需要考虑如下几点:不同等级的传动齿轮承载的均衡性,也就是等强度条件;机械当中配对齿轮当中大型、小型齿轮承载是否均匀;同样的齿轮齿面的荷载力(即接触的强度)、齿根荷载(即弯曲的强度)均衡性。
只要保证这三个方面,在单位重量上,承载力就可以实现比较理想的指标。
对于齿轮参数,主要的选择原则基本如下:
首先,中心距,通常大型的主减速机中心距要结合强度进行计算,并没有标准可以遵循,大型件的中心距通常需要使用单件来进行加工,没有互换,没有批量,需要将降低成本作为主要目的,满足使用需求基础之上选择最小的成本消耗。
其次,齿数比,通常轧机齿轮减速机的单机传动齿数比要在5~6,其速比超过6的时候依然使用以及传动可能会导致减速机体积以及重量上的明显提升。
第三,齿宽系数,通常选用ψd=bd1,在该公式当中,b是有效的齿宽值,d1是小齿轮分度圆的直径值。
在宝钢2030冷轧机主传动的双齿轮座当中,ψd值等于bd1,为0.82到0.44。
在德国SMS的标准下,需要ψd≤1,6~2,假如轴→齿轮→机体的刚性都比较好,且制造精准度比较高,齿轮相对于轴承也呈现出对称布置,那么可以选择比较大的数值,否则就取较小的数值。
第四,模数m以及齿数z,在减速机的中心距明确之后,保证齿数和模数之间呈现反比例关系,此时选择较小的齿数和较大的模数会有利于弯曲的强度。
1.4 主要零件结构的设计情况
当前,大型的冶金设备当中,对于齿轮传动装置机体本身,通常选择焊接结构,其齿轮副结构形式也有很多不同的选择,例如轴齿轮、铸造齿轮以及锻造带孔齿轮、镶圈齿轮、焊接齿轮等,就当前情况来说,合金钢锻造齿轮以及焊接齿轮是比较常用的,而这也是伴随着机械工业的技术水平发展,而提升齿轮承载力必要的措施手段之一。
1.5 齿轮材料以及热处理技术
在现代化的大型冶金设备当中,齿轮传动装置当中最为重要的齿轮轴、焊接齿轮齿圈以及齿轮结构均选择最优质的合金钢材料,在这之中,调质齿轮选择的材料是
38SiMnMo、42CrMo4以及35CrMo等,常规硬度是HB280~360。
另外,渗碳淬火齿轮主要材料是20CrMnMo、
20CrNi4、20CrNiMo、25Cr2Mov等,经过磨削之后,齿面硬度是HRC58~62,通常负载下,渗碳层的深度与有效的硬化层深度均有一定的要求。
另外,对于重承载齿轮来说,也需要对齿面应力分布进行计算,特别是在最大的剪应力上的深度值,之后将它作为有效的硬化层具体深度要求值可靠的依据。
1.6 渐开线齿轮的修整技术
当前,在现代化的大型冶金设备当中,有一些关键性的设备,例如转炉倾动设备以及轧机的主减速机当中的齿轮都经过修整,主要有齿向修型以及沿齿高修型两种。
齿向修型的长度L为0.1cosβ,修行量△为0.10~0.15,或者是4Fβ,在这一过程当中,β为齿轮螺旋角度值,Fβ为齿形误差数值。
沿齿高修型通常使用大齿轮以及小齿轮均修整齿顶的方式,修整的起点要稍微低于
单齿以及双齿之间啮合分界点,同时,齿形修行量通常选择齿形角度误差两倍数值。
这两种修整方法都在对齿面进行磨削的过程当中借助砂轮修整以及专门的修整机构进行一次磨削形成。
例如,宝钢2050热轧机当中的驱动装置齿轮副当中,不管渗碳淬火还是调质齿轮,其最终加工都是磨齿处理。
它作为对齿轮轮齿进行粗加工的步骤,其基本要求是齿根在磨削之后实现和齿根曲线相切的关系,保证齿根的过渡为圆角,且光滑,消除应力集中作用。
1.7 选择轴承
通常减速机需要选择滚动轴承,齿轮→轴系比较长的时候,使用双列、球面的滚子轴承,在齿轮→轴系比较短且粗的时候,选择圆锥形的滚子轴承或者是径向的滚子轴承联合双列、圆锥形的滚子轴承。
针对人字齿轮的机座,通常采用的是双列、球面的滚子轴承。
并且保证轴承的外圈和镗孔能够松动地配合,适应齿轮轴游动。
1.8 设计偏心套
为了能让齿轮齿面的接触效果比较好,同时保证侧隙,轴承以及镗孔之间通常会设置偏心套,其偏心距基本上是0.25毫米,可以很好地实现两侧齿面的接触形状对称,提升整个齿轮的承载力。
2 该技术未来发展
2.1 更高的强度
当前大型的冶金设备当中齿轮传动装置所使用的齿轮大多都是硬齿面技术,能够达到95%以上,在未来发展的过程当中,会进一步提升材料质量以及技术水平,实现更高的承载能力。
2.2 更高的精准
当代大型设备当中,大多使用磨齿以及硬刮削等精准加工的技巧,普遍能够实现齿轮精准度ISO6级甚至更高,齿轮的粗糙度大多是Ra0.8~1.6左右,令齿轮实现平稳转动以及较低的噪音等。
2.3 更完善的性能
齿轮在不断的发展和完善当中将会向着更大的模数以及更少的齿数发展,另外,在传动过程当中也会开始普及柔性均载机构,以实现更高的承载力;在原动机种类上将
会不断地降低,能够很好地控制机构快速性以及准确性;在成本消耗上,将会实现更低的成本消耗,降低能源浪费。
2.4 更加复杂的系统
齿轮机械的自主性和带动性是其他部件所不具备的,也造就了齿轮机械的运用的广泛性。
冶金机械齿轮传动装置作为一项大型设备工程,不仅仅地位非常重要,而且有很大的发展空间,未来的系统将会出现精密复杂的局面。
协作更加和谐,系统也更加复杂。
不论是从制造机床还是打磨技术,对齿轮的要求都非常的高,整个传动装置力学更加复杂,从而会使功效更加的完善,运用也会进一步增强。
3 结语
本文首先对齿轮传动装置技术的运用和现状进行了分析,然后从性能技术、主要参数、零部件配制、修整技术几个关键技术指标进行了分析,最后对齿轮装置的未来发展进行了展望,对未来齿轮传动装置的发展方向做了预期。
在总的来看,冶金设备当中的齿轮传动装置已经有了比较好的发展现状,不过在未来的发展进程当中还会有更
高度的提升和完善,给我国的冶金行业带来更良性的发展。