齿轮的发展史
中国齿轮传动的历史与进展
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。
中国齿轮发展史、现状及趋势
中国齿轮发展史、现状及趋势
中国齿轮工业源远流长，我国有5000多年的装备制造历史。
直至抗日战争时期，我国齿轮工业仍停留在偏落后的水平，随后在40年代期间，齿轮技术经历了一次跨越式发展，发展到比较标准化、专业化的水平。
随着改革开放，中国齿轮产业进入了快速增长阶段，形成了“现代工业的集约化、专业化和特殊化”的新格局，目前已成为世界上最大的齿轮产业生产基地，产品含金量更高、成熟度更高。
截止2016年底，中国的齿轮制造企业已发展至29263家，产品规模超过3亿把，年产值达到8388.2亿元，其中，机床齿轮发展非常迅速，制造节拍不断加快，成为中国齿轮产业发展重要动力。
展望未来，以促进中国和来自世界各地的齿轮生产企业共同发展为基础，中国政府正着力于推动齿轮工业的高质量健康发展，以科技创新和工业现代化相结合，把齿轮技术及企业推向更加发达和完善的境界。
双曲线齿轮发展史
双曲线齿轮发展史
双曲线齿轮起源于19世纪末期，是一种用于传动力的机械装置。
下面是双曲线齿轮发展史的概述：
1. 19世纪末期-20世纪初期：双曲线齿轮的基本概念和设计理
论首次提出。
德国工程师韦布尔（Wilhelm Vogel）于1883年
首次发表了关于双曲线齿轮理论的论文，并申请了专利。
其后，克拉伯（Franz Klüber）于1898年设计了第一台双曲线齿轮传
动的变速器。
2. 20世纪前半期：双曲线齿轮传动开始得到广泛应用。
在这
一时期，德国的机械工程师们广泛地应用双曲线齿轮传动于各种机械设备，尤其是汽车和机床。
双曲线齿轮传动比传统的直线齿轮传动具有更大的传动功率和更平滑的运动。
3. 20世纪后半期：双曲线齿轮的设计和制造技术不断改进。
随着计算机技术的发展，工程师们能够更精确地设计和模拟双曲线齿轮的运动。
同时，制造技术的进步也使得双曲线齿轮的生产更加容易。
4. 当代：双曲线齿轮得到了广泛应用和进一步改进。
现代双曲线齿轮通常由高强度的合金材料制成，以提高其传动功率和耐久性。
此外，电子控制系统的发展使得双曲线齿轮传动更加精确和可靠。
总的来说，双曲线齿轮的发展史可以追溯到19世纪末期，经
过多次改进和创新，现如今已经成为许多机械设备中不可或缺的重要组成部分。
齿轮的发展史
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。
中国齿轮发展史、现状及趋势
中国齿轮发展史、现状及趋势
中国齿轮行业是一个重要的制造业，发展至今已有百余年的历史。
这百余年来，中国齿轮行业发展的进程一直非常迅速，许多高精度齿轮产品出现，以及对其他许多行业的重要性。
本文将从发展历史、现状及趋势几个方面讨论中国齿轮行业的发展。
中国齿轮行业最早可以追溯到清朝时期，当时已经开始使用机械配件。
清朝时期，中国齿轮多用于水车、木工机器等传统行业，并未用于汽车、军用等行业。
20世纪60年代以来，中国齿轮行业开始进入发展期，传统行业得到了快速发展，新行业也相继兴起，汽车齿轮和精密齿轮产业迅速发展。
目前，中国齿轮行业已进入一个高度发展的阶段，并有良好的发展前景。
行业的产能不断扩大，部分省份甚至组织开设了国家产业聚集区，以提高齿轮产品的发展水平。
并且，国家鼓励企业进行节能、环保、高效的技术改造，使齿轮行业更加现代化、环保。
随着技术革新，中国齿轮行业将继续进入新的发展阶段。
未来，新材料和新技术将成为齿轮行业发展的主要趋势。
随着国内市场的扩大，对高精度齿轮的需求也会不断增加，从而推动齿轮行业的发展。
另外，新兴行业的发展也将成为齿轮行业的重要发展方向，比如航空航天、机器人、节能环保等行业，都将成为齿轮行业重要的发展空间。
综上所述，中国齿轮行业已经发展了百余年，演变出多样的市场结构和产能，未来还有更多的空间可以利用。
因为齿轮仍然是制造业的核心，所以齿轮行业未来发展前景可观，希望行业能够有更多的创
新和发展，为国家的经济做出贡献。
准双曲面齿轮的设计 ppt
准双曲面齿轮
弧齿锥齿轮
图 2.1 准双曲面齿轮与弧齿锥齿轮对比
同等条件下准双曲面小轮比弧齿锥齿轮小 轮大得多。
2. 准双曲面齿轮概述
优点： 优点： 3) 比弧齿锥齿轮传动的重叠系数更大，传 动更加平稳，而且齿面所受的正压力小。 4) 轴线位置的偏置，使传动在空间的布置 具有了更大的自由度。如下偏可以用于降 低汽车的重心增加平稳性；也可以用来增 加车身的高度，增加汽车的越野性。
小 相 等 、符 号 相 反 。为 了 使 极 限 曲 率 半 径 符 合 标 准 刀 盘 尺 寸 ，可 以 改 变 原 设 的 大 轮 偏 置 角 ε值 。
5.准双曲面齿轮的设计过程
• 如果螺旋角不满足要求，通过改变r1 如果螺旋角不满足要求，通过改变r 来满足 • 如果极限曲率半径不符合标准刀盘 尺寸，通过改变小轮轴截面偏置角η 尺寸，通过改变小轮轴截面偏置角η 来满足 • 过程通常由计算机叠代完成
cos β 2 R1 sin δ 1 z2 r1 z2 = × = × cos β1 R2 sin δ 2 z1 r2 z1
r1 、r2 确定之后，不同的螺 旋角可以适应不同的传动比, 因此对于给定的传动比准双 曲面齿轮的节锥并不唯一， 轮齿法线可以在任意方向垂 直于轮齿切线，因此压力角 可以自由选取。
E tgη1 = ' ' r2 (tgδ2 sinΣ + cosΣ) + r1
给定大轮刀盘半径 r0=d2/(2sinδ2’)
三.准双曲面齿轮的初始参数的选取
•齿坯设计需输入的初始参数
1. 齿数的选取
• 对于准双曲面齿轮，虽然齿数可任意选定，但在一 般情况下，小轮的齿数不得小于5，小轮与大轮的 齿数和应不小于40，且大轮齿数应与小轮齿数之间 避免有公约数。表2.1为格里森推荐的不同传动比 下小轮的最少齿数。若是设计汽车用的准双曲面齿 轮，则小轮齿数可以选得较小。对于格里森调整卡 和计算程序都作了以上限制，突破上述范围将不能 进行设计计算。也有突破以上齿数限制设计的方法， 比如“非零变位”设计，小轮齿数可小到2~3齿的。
齿轮机械动力学发展史
齿轮动力学研究综述齿轮传动作为机械传动的主要形式，尤其是在高速的传动中扮演着更为重要的角色，故而对齿轮的动力学研究便显得十分必要。
虽然齿轮在远古时期便已经得到了应用，但是由于动力限制了极其的速度，所以此刻的齿轮根本谈不上动力学的问题。
即便是时间推至到工业革命时期，有关齿轮传动的动力学研究也未正式提上议事日程。
在第一次工业革命之后，由Euler所提出的渐开线齿廓齿轮逐渐地得到广泛的应用。
时至今日，齿轮传动的速度最高已达300。
齿轮传动速度的提高使得动力学分析成为必要的环节，但是其并不是唯一的原因。
齿轮强度计算方法的不断探索和完善也是促进齿轮动力学分析的重要推力。
1893年，美国学者W.Lewis提出了基于断臂梁的轮齿弯曲应力计算公式。
1908年，德国学者E.Videky基于Hertz理论建立了齿面接触应力的计算公式。
这些理论的建立和不断完善使得人们注意到：速度提高以后齿轮传动中的动载荷是至关重要的。
基于此，在20世纪上半叶，不同国家的学者开始了以估算齿轮传动中的动载荷为目的的动力学研究，但是该阶段的研究是初步的，很不完善的。
随着机械设备速度的不断提高，对齿轮的传动速度也提出了更高的要求，而此时齿轮传动的降噪及减振成为十分迫切的任务，所以以振动模型为标志的齿轮动力学研究成为了主流。
20世纪50——60年代的研究以线性振动理论为基础[1-2]，80年代以后，以非线性振动理论为基础的研究发展起来[2]。
齿轮传动作为一个振动系统，其输入、输出和系统模型、求解方法覆盖了诸多的方面。
随着研究的不断深入和研究条件的不断改善，用于研究的模型也有着很大的区别。
起初，常常采用简单的模型研究某一项内部激励产生的动态响应，但是随着研究的不断加深，外部激励也被考虑进来，这使得其对激励的表达也越来越精确。
1、齿轮动力学的起步齿轮的动力学起步直接来源于应用领域，由于强度计算的需要而估算动载荷[]。
在齿轮设计的早期阶段，由于对齿轮传动存在着一定的盲区，在计算时仅仅根据齿轮的功率计算出轮齿间的载荷，此即为静载荷。
齿轮材料发展史
齿轮材料发展史齿轮作为各类机械传动设备中的重要装置，具有传动平稳，承载能力强等优点，有着广泛的应用范围与前景。
使用适当的材料制作齿轮及对其进行正确的热处理，可大大提高齿传动的可靠性，延长齿轮寿命。
本文论述了常用齿轮材料的种类、特点与齿轮材料的进展。
18世纪工业革命时期，齿轮技术得到高速进展，人们对齿轮进行了大量的研究。
1733年法国数学家卡米发表了齿廓啮合基本定律；1765年瑞士数学家欧拉建议使用渐开线作齿廓曲线。
1899年，拉舍最先实施了变位齿轮的方案。
变位齿轮不仅能避免轮齿根切，还能够凑配中心距与提高齿轮的承载能力。
1923年美国怀尔德哈伯最先提出圆弧齿廓的齿轮，1955年苏诺维科夫对圆弧齿轮进行了深入的研究，圆弧齿轮遂得以应用于生产。
这种齿轮的承载能力与效率都较高，但尚不及渐开线齿轮那样易于制造，还有待进一步改进。
未来齿轮正向重载、高速、高精度与高效率等方向进展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长与经济可靠。
我国齿轮产品通过近10年的进展取得了长足的进步，很多产品已达到或者接近国际先进水平，但仍有相当大一部分齿轮与变速箱产品，在振动噪声与疲劳寿命方面与国际先进水平差距明显，而这又与齿轮材料与热处理装备及工艺水平息息有关。
这些问题已成为中国齿轮产品赶超国际水平的瓶颈。
当前齿轮行业存在的“三重三轻”现象已成为齿轮行业进一步进展、产品水平进一步提高的最大阻力。
1、重技改轻研发。
目前世界上一些要紧的齿轮大型制造企业，利润尽管不高，但研发费用始终保持一定额度，通常占销售收入的3%，有的达到甚至超过5%。
这些企业不追逐短期利润，而是更看重企业的长久进展，希望保持住在行业内的竞争优势，而这就需要不断进行产品创新与研发。
反观国内企业，过分注重甚至依靠于技术改造，特别是近年来行业内掀起了一股技改热潮，众多企业纷纷投入巨资，购买先进设备。
能够说，许多齿轮制造企业目前的硬件水平已经达到国际先进水平，但是研发费用的投入却远远不够。
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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。
这就是Camus定理。
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。
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。
1899年，拉舍最先实施了变位齿轮的方案。
变位齿轮不仅能避免轮齿根切，还可以凑配中心距和提高齿轮的承载能力。
1907年，英国人Frank Humphris最早发表了圆弧齿形。
1923年美国怀尔德哈伯最先提出圆弧齿廓的齿轮，
未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。