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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。
据史料记载，远在公元前400~200年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今巳发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。
17世纪末，人们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。
18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。
早在1694年，法国学者Philippe De La Hire首先提出渐开线可作为齿形曲线。
1733年，法国人M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。
一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮的瞬心线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的，这就是Camus定理。
它考虑了两齿面的啮合状态；明确建立了现代关于接触点轨迹的概念。
1765年，瑞士的L．Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。
后来，Savary进一步完成这一方法，成为现在的Eu-let-Savary方程。
对渐开线齿形应用作出贡献的是Roteft WUlls，他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点。
1873年，德国工程师Hoppe提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。
19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具军较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优走性。
切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。
1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。
为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸，除从材料，热处理及结构等方面改进外，圆弧齿形的齿轮获得了发展。
据史料记载，远在公元前400~200年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今巳发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。
17世纪末，人们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。
18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。
早在1694年，法国学者Philippe De La Hire首先提出渐开线可作为齿形曲线。
1733年，法国人M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。
一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮的瞬心线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的，这就是Camus定理。
它考虑了两齿面的啮合状态；明确建立了现代关于接触点轨迹的概念。
1765年，瑞士的L．Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。
后来，Savary进一步完成这一方法，成为现在的Eu-let-Savary方程。
对渐开线齿形应用作出贡献的是Roteft WUlls，他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点。
1873年，德国工程师Hoppe提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。
19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具军较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优走性。
切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。
1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。
为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸，除从材料，热处理及结构等方面改进外，圆弧齿形的齿轮获得了发展。
公元前5000年⾄今的机械发展史，你有必要了解下远古时代简单机械：杠杆、车轮、滑轮、斜⾯、螺旋等。
公元前3000年，在修建⾦字塔的过程中，就使⽤了滚⽊来搬运巨⽯。
阿基⽶德⽤螺旋将⽔提升⾄⾼处，那就是今天的螺旋式输送机的始祖。
古代中国公元⼀世纪东汉“⽔排”⽤⽔⼒⿎风炼铁，其中应⽤了齿轮和连杆机构。
晋代（公元266年－420年）“连磨”⽤⼀头⽜驱动⼋台磨盘，其中应⽤了齿轮系。
中世纪欧洲（约公元476年—公元1453年）（⽤脚踏板驱动的加⼯⽊棒的车床）（利⽤曲轴的研磨机）13世纪以后，机械钟表在欧洲发展起来。
连杆机构、齿轮机构和凸轮机构等在古代机械中即已经有所应⽤。
在达·芬奇时代，现在最常⽤的⼀些机构型式即已基本知晓。
近代（18世纪中叶－ 20世纪中叶）因动⼒、材料、加⼯⼿段、⽣产模式、机构与传动等的变⾰，加上机械理论和设计⽅法的建⽴，机械的推动发展带来了质的飞跃。
古代机械的动⼒：⼈⼒、畜⼒和⽔⼒。
动⼒制约了机械的发展。
⾸先是动⼒的变⾰推动了机械的飞速发展和⼴泛应⽤。
1765年，⽡特（Watt）发明了蒸汽机。
揭开了第⼀次⼯业⾰命的序幕。
蒸汽机给⼈类带来了强⼤的动⼒，各种由动⼒驱动的产业机械 — 纺织机、车床等，如⾬后春笋般出现。
（蒸汽时代的纺织⼯⼚）19世纪，第⼆次⼯业⾰命电动机和内燃机发明电⼒代替了蒸汽。
集中驱动被抛弃了，每台机器都安装了独⽴的电动机。
为汽车、飞机的出现提供了可能性。
1886年，本茨发明的汽油发动机为动⼒的三轮车被授予专利。
与此同时，戴姆勒也发明出了他的第⼀辆四轮汽车。
18世纪中叶，发明了炼钢法，从那时⼀直到现在，钢铁始终是制造机械最主要的材料。
（最开始的⼟法炼钢）18世纪末，现代车床的雏形在英国问世19世纪中叶，通⽤机床的各种类型已⼤体齐备19世纪末，⾃动机床、⼤型机床出现社会需求⽇益增长。
20世纪初叶，机械制造进⼊了⼤批量⽣产模式的时代。
标志：美国福特汽车的⽣产18世纪欧拉（Euler）⾸次提出采⽤渐开线作为齿轮的齿廓，从⽽使⾼速、⼤功率的机械传动成为可能。
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，早在西元前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元件之一。
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。
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斯多德(Aristotle)于其着作中提到齿轮的机械元件，当时约为西元前330年。
但是一直到西元1700年以前，齿轮主要都还是由手工切削(銼刀加工)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，代表技术为钟錶齿轮。
此时的齿轮还是用手工加工，只是由技术纯熟的工匠制作。
西元1800年以后，金属齿轮使用越来越多，齿轮强度与精度的提高，直接影响到当时如火如荼的工业革命。
第四阶段(AC1900~AC1975)：创成加工法的产生与渐开线齿轮普及的阶段。
西元1800世纪末叶，齿轮的切齿加工技术开始快速发展，并奠定了现代齿轮工业的基础。
齿轮历史中的名人，Brown and Sharpe, Fellows, Gleason, Pfauter, Klingelngerg, Lorenz, Liebherr等，都是此时发跡，也都是在齿轮切削技术与设备上有所贡献。
齿轮的发展摘要本文通过查阅多种文献资料对齿轮从古代到现在的发展历程进行了综述,并对各过程的齿轮(从材料和齿形两方面)特点、应用情况进行了详细介绍, 指出现有齿轮存在的问题, 最后综述这些缺点, 提出了错联齿轮, 以解决各种齿轮的不足。
中华民族有着古老的文化，齿轮的发明是其中之一。
在中国古代齿轮的应用就应经十分广泛。
主要用于指南针，水磨，水车，农用机械等设备上，就连古代坟墓中的各种机关都离不开齿轮。
新中国成立以来齿轮的制造有了很大的发展，逐渐形成了比较齐全的齿轮制造行业。
国际上的各种齿轮制造技术我们也已经经本掌握了。
但与国际先进的技术有一定的差距，有待于进一步提高。
本文将对以上几个方面作以下阐述：齿轮发展历程齿轮的发展要追溯到公元前, 迄今已有3000 年的历史。
1954年，在山西省永济县薛家崖出土的齿轮和秦代秦代铜器古物一样，时间为公元前221年，该齿轮现存陕西省博物馆①。
1959年，在我国保定城南壁养成村址地下掘出西汉（公元前207年）时代的铸造齿轮②，现在在沈阳博物馆内保存。
1953年在陕西省长安县红庆村汉墓出土了东汉年初的一人字齿轮，现存陕西省博物馆内①。
这种人字齿轮，后来在长沙也出土了，为西汉年初（公元前200年）制造。
上述材料证明，中国在秦汉年代（公元前221—220年）就发明了齿轮。
齿轮为铸铜，有直齿、斜齿、和人字齿齿轮。
远古时代人们为了传递动力, 发明了齿轮,这一发明实现了转动的传递。
在我国汉代发明的指南车上有齿轮的传动装置, 当时的齿轮是用木料制造或用金属铸成的, 只能传递轴间的回转运动, 不能保证传动平衡性, 同时齿轮的承载能力也很小。
在国外, 机械动的记载始于古罗马时代, 人们在水力碾磨中也用到了木制齿轮传动, 但齿轮的齿形是直线形, 同样不能保证运动的平稳性, 并且木制齿轮的承载能力也受制。
在瑞典, 人们在谷物碾磨中使用石头做成斜齿轮传递动力, 虽然比木制齿轮承载能力高, 但加工困难。
齿轮的前世今生，齿轮种类大全，齿轮历史知识，你了解齿轮吗？齿轮是轮缘上有齿，并能连续啮合传递运动和动力的机械零件。
齿轮的种类很多，如图3一1所示，为齿轮及常见的几种类型。
图3-1 齿轮齿轮传动齿轮通过与其他齿状机械零件（如另一个齿轮、齿条、蜗杆）传动，也就是齿轮轮齿相互扣住，齿轮会带动另一个齿轮转动，来传递动力。
将两个齿轮分开，也可以应用链条（图3一2）、履带、皮带来带动两边的齿轮，而传递动力。
两个齿轮互相啮合时，其转动的方向相反，如图3一3所示。
图3-2 链传动图图3-3 齿轮传动齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动，可实现改变转速和转矩、改变运动方向和改变运动形式等功能，具有传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点。
齿轮传动的用途很广，是各种机械设备中的重要零部件，如汽车、机床、航空、轮船、农业机械、建筑机械等，日常生活中都要使用各种齿轮传动。
图3-4为常用的3种齿轮传动，图3-5为齿轮齿条传动，图3-6为蜗轮蜗杆传动。
图3-4 齿轮传动图3-5 齿轮齿条传动图3-6 蜗轮蜗杆传动齿轮传动在我们生活中的应用举例在我们的日常生活中，齿轮传动的例子很多，比如机械手表、闹钟走时机构、电风扇的摇头机构、空调的摆风机构、自行车的链传动和变速机构、洗衣机的变速机构、汽车的变速机构、机床的变速机构、减速器等，都用到了齿轮传动。
机械表中的齿轮传动当你打开机械表的后盖时，你就能看到齿轮是怎样进行啮合传动的。
图3-7是机械表走针的传动系统，分针与时针、秒针与分针的传动比均为60，都是通过二级齿轮传动实现的。
从秒针到时针，传动比达到3600，只用四级齿轮传动就实现了，结构很紧凑。
钟表走时传动路线图为：秒轮2轴→过轮1→分轮3→分轮3轴→过轮5→过轮5轴→时轮4，通过这样四级齿轮传动，传动比高达3600。
这个例子说明机械表的多级齿轮传动可获得大的传动比。
图3-7 机械表中的多级齿轮传动电风扇的摇头机构图3-8为风扇摇头机构的原理模型。
齿轮精度设计⼀齿轮的发展历史齿轮是机械产品的重要基础零件。
齿轮传动是传递机器动⼒和运动的⼀种主要形式。
它与⽪带、摩擦、液压等机械传动相⽐，具有功率范围⼤，传动效率⾼、传动⽐准确，使⽤寿命长，安全可靠等特点，因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件。
齿轮的设计与制造⽔平将直接影响到机械产品的性能和质量。
由于它在⼯业发展中有突出地位，致使齿轮被公认为⼯业化的⼀种象征。
齿轮传动在矿⼭机械、运输机械、化⼯机械、建筑机械、集中、起重机械、机床中都有⼴泛的应⽤。
齿轮传动所以能获得如此⼴泛的应⽤，是因为它具有下列有点：①瞬时传动⽐恒定，⼯作平稳性⾼；②效率⾼，⾼精度的⼀对渐开线圆柱齿轮，效率可达0.99以上；③传动⽐范围⼤，可⽤于减速或增速；④传动功率和圆周速度的范围⼤，功率可以⼩于⼀⽡到⾼达⼗⼏万千⽡，圆周速度⼩可以很低，也可达到300m/s以上；⑤尺⼨⼩，结构紧凑。
但齿轮传动有以下缺点：①制造成本⾼，⾼精度的齿轮需要⾼精度的机床和⼑具，故制造成本⾼；②低精度的齿轮在传动时冲击、震动、噪⾳较⼤；③⽆过载保护作⽤；④不适合⽤于远距离两轴间的传动。
据史料记载，远在公元前400~200年的中国古代就已开始使⽤齿轮，在我国⼭西出⼟的青铜齿轮是迄今已发现的最古⽼齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核⼼的机械装置。
17世纪末，⼈们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。
18世纪，欧洲⼯业⾰命以后，齿轮传动的应⽤⽇益⼴泛；先是发展摆线齿轮，⽽后是渐开线齿轮，⼀直到20世纪初，渐开线齿轮已在应⽤中占了优势。
1694年，法国学者Philippe De La Hire⾸先提出渐开线可作为齿形曲线。
1733年，法国⼈M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中⼼连绕上的节点。
⼀条辅助瞬⼼线分别沿⼤轮和⼩轮的瞬⼼线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬⼼线固联的辅助齿形在⼤轮和⼩轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的。
1765年，瑞⼠的L．Euler 提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的⼀对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中⼼位置的关系。
