齿轮技术的创新和发展趋势
齿轮行业分析报告
齿轮行业分析报告齿轮是一种常用的机械传动元件，广泛应用于各个领域，如汽车、军工、航空航天、电力等。
本文将从齿轮行业的市场规模、行业竞争、技术发展以及未来趋势等方面进行分析。
一、市场规模齿轮作为机械传动的核心部件，在各行业中都有着广泛的应用。
根据市场调研数据显示，齿轮行业的市场规模在近年来呈现稳步增长的趋势。
据统计，2019年全球齿轮市场规模达到了2500亿美元，而2020年受新冠疫情的影响，市场规模稍有下降，但整体仍处于稳定增长阶段。
二、行业竞争齿轮行业竞争激烈，主要表现在以下几个方面：1. 价格竞争：由于齿轮是一种常见的机械部件，市场上的齿轮产品种类繁多，价格差异较大。
为了争夺市场份额，许多企业不惜降低价格，从而导致行业内的价格战。
2. 技术竞争：齿轮行业的核心竞争力在于技术创新。
不断提高齿轮的制造工艺和精度要求，以提升产品质量和竞争力。
3. 品牌竞争：一些知名的厂商具有较高的市场认知度和品牌影响力，这使得它们在竞争中占据一定的优势。
三、技术发展齿轮行业的技术发展主要表现在以下几个方面：1. 齿轮材料的改进：随着科技的进步，齿轮行业对材料的要求也日益高涨。
目前，高强度合金钢和炭化齿轮已经成为齿轮制造的主流材料。
2. 加工工艺的改进：数控机床、磨齿机等高精度设备的引入和应用，极大地提高了齿轮的加工效率和精度。
3. 齿轮设计软件的应用：计算机辅助设计软件的兴起使得齿轮设计更加精确和高效，大大减少了实验成本和时间。
4. 齿轮润滑技术的改进：润滑技术的先进应用，能够减少摩擦和磨损，延长齿轮的使用寿命。
四、未来趋势未来，齿轮行业将面临以下几个趋势：1. 高精度、高扭矩的齿轮需求将增加，特别是在新能源汽车、高铁、风能和航空等领域。
2. 环保节能型齿轮将受到关注，以满足全球环保政策的要求。
3. 3D打印技术将应用于齿轮制造，提高齿轮的制造精度和降低成本。
4. 随着人工智能和数据分析等技术的发展，智能化、自动化齿轮生产将得到提高。
国内齿轮研究现状及问题研究
国内齿轮研究现状及问题研究一、本文概述齿轮作为机械传动系统中的核心元件，其性能与精度直接影响到整机的运行效率和使用寿命。
随着国内制造业的飞速发展，齿轮研究在技术创新、材料研发、加工工艺和质量控制等方面取得了显著成果。
然而，与国际先进水平相比，国内齿轮研究仍面临一些亟待解决的问题和挑战。
本文旨在全面梳理国内齿轮研究的现状，深入剖析存在的问题，以期为相关领域的科技人员和企业决策者提供有益的参考和借鉴。
通过系统分析国内齿轮研究的发展历程、技术特点、优势与不足，以及未来发展趋势，本文将为推动国内齿轮研究的进步和创新提供理论支持和实践指导。
二、国内齿轮研究现状分析近年来，随着制造业的快速发展和高端装备需求的日益增长，国内齿轮研究取得了显著进展。
齿轮作为机械传动系统中的关键部件，其性能和质量直接影响着整机的运行效率和可靠性。
因此，国内学者和企业在齿轮设计、制造、材料、热处理以及检测等方面进行了大量研究和探索。
在设计方面，国内研究团队已经能够利用先进的计算机辅助设计（CAD）和仿真分析技术，对齿轮的几何形状、齿面接触、载荷分布等进行精确计算和模拟。
这不仅提高了齿轮的设计精度，也缩短了新产品的开发周期。
在制造工艺方面，国内齿轮加工设备不断更新换代，高精度、高效率的加工技术得到广泛应用。
数控机床、激光切割、精密磨削等先进加工技术的使用，显著提升了齿轮的加工精度和表面质量。
在材料研究领域，国内已经开发出多种高性能齿轮材料，如高强度钢、渗碳钢、粉末冶金材料等。
这些新型材料的应用，极大地提高了齿轮的承载能力和耐磨性。
在热处理技术和检测手段方面，国内也取得了显著进步。
通过优化热处理工艺，可以显著改善齿轮的力学性能和抗疲劳性能。
先进的无损检测技术和精密测量设备的应用，使得齿轮的质量控制更加严格和准确。
尽管国内齿轮研究取得了诸多成果，但仍存在一些亟待解决的问题。
例如，与国际先进水平相比，国内齿轮在高端应用领域仍存在一定的差距，齿轮的可靠性和寿命有待进一步提高。
齿轮及齿轮减、变速箱制造行业市场现状分析
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，广泛应用于众多领域，从汽车制造到航空航天，从工程机械到工业自动化，其重要性不言而喻。
本文将对齿轮及齿轮减、变速箱制造行业的市场现状进行深入分析。
一、市场规模与增长趋势近年来，全球齿轮及齿轮减、变速箱制造行业市场规模呈现出稳步增长的态势。
随着工业化进程的加速和技术的不断进步，对于高效、精密、可靠的传动系统的需求持续增加，推动了行业的发展。
在国内市场，随着制造业的转型升级，特别是高端装备制造业的快速发展，对高质量齿轮及齿轮减、变速箱的需求日益旺盛。
同时，国家对基础设施建设的持续投入，也带动了工程机械、建筑机械等领域的发展，进一步促进了市场需求的增长。
然而，受到宏观经济环境、贸易摩擦等因素的影响，市场增长速度在一定时期内有所波动。
但从长期来看，行业整体仍具有较大的发展潜力。
二、市场竞争格局目前，齿轮及齿轮减、变速箱制造行业市场竞争较为激烈。
在国际市场上，一些知名的跨国企业凭借其先进的技术、品牌优势和全球化的销售网络，占据了较大的市场份额。
这些企业通常在高端市场具有较强的竞争力，产品质量和性能处于领先水平。
在国内市场，一方面，有少数规模较大、技术实力较强的企业，能够与国际品牌在中高端市场展开竞争；另一方面，存在大量的中小企业，主要集中在中低端市场，竞争较为激烈，产品同质化现象较为严重。
为了在竞争中脱颖而出，企业纷纷加大研发投入，提升产品质量和性能，拓展市场渠道，加强品牌建设。
同时，通过并购重组等方式，整合资源，扩大规模，提高市场竞争力。
三、技术发展水平齿轮及齿轮减、变速箱制造行业的技术水平不断提升。
在材料方面，高强度、高耐磨、耐高温的新型材料不断涌现，提高了产品的使用寿命和可靠性。
在设计方面，计算机辅助设计（CAD）、有限元分析（FEA）等技术的应用，使得产品设计更加精确和优化。
在制造工艺方面，数控加工、精密磨削、激光焊接等先进工艺的广泛应用，提高了生产效率和产品质量。
汽车维修中齿轮技术的运用研究
汽车维修中齿轮技术的运用研究引言作为汽车的重要组成部分，齿轮技术在汽车维修中扮演着至关重要的角色。
齿轮是汽车传动系统中的重要元件，它能够将动力传递给汽车的其他部件，保证汽车正常运行。
对齿轮技术的研究和运用在汽车维修领域具有重要的意义。
本文旨在探讨汽车维修中齿轮技术的运用研究，并提出相应的解决方案和发展建议。
一、齿轮技术在汽车维修中的应用1. 传动系统齿轮作为汽车传动系统的核心部件，其主要功能是将发动机产生的动力传递给车轮，实现汽车的运动。
在汽车维修中，齿轮的选择、安装和维护对于传动系统的正常运行起着至关重要的作用。
2. 发动机发动机是汽车的心脏，齿轮在发动机中扮演着重要的角色。
发动机的准确运转需要齿轮的精准传动和噪音控制。
在汽车维修中需要对发动机中的齿轮进行检测和维护，以确保发动机的性能和寿命。
3. 制动系统制动系统是汽车安全的重要组成部分，而齿轮在制动系统中的运用也是不可忽视的。
在汽车维修中，需要对制动系统中的齿轮进行检查，以确保制动系统的可靠性和安全性。
二、汽车维修中齿轮技术的问题与挑战1. 技术标准不统一目前，对于汽车维修中齿轮技术的标准并不统一，不同生产厂家的技术规范存在差异，给汽车维修带来了一定的困难。
在不同类型的汽车中，齿轮的技术要求也有所不同，需要维修人员具备不同的技术水平和知识储备。
2. 维修成本高齿轮作为汽车传动系统的核心部件，其维修成本较高。
在遇到齿轮故障时，需要进行专业的维修和更换，这对于汽车维修厂和车主来说都是一笔不小的开支。
3. 技术人员素质参差不齐目前，汽车维修行业中的技术人员素质参差不齐，一些技术人员对于齿轮技术的了解和掌握程度不够，导致了维修质量的不稳定和安全隐患。
三、解决方案和发展建议1. 加强技术标准的统一针对目前齿轮技术标准不统一的问题，汽车行业应该加强技术标准的统一化工作，制定统一的齿轮技术规范和标准，使得不同厂家的汽车在维修过程中更加规范和便捷。
2. 提高维修人员的技术水平汽车维修行业应该加强对维修人员的技术培训和学习，提高其对齿轮技术的了解和掌握程度，使得其能够更加熟练地进行齿轮的维修和更换工作，提高维修质量和安全性。
2024年螺旋圆锥齿轮市场前景分析
2024年螺旋圆锥齿轮市场前景分析1. 引言螺旋圆锥齿轮是一种常见的齿轮传动装置，具有广泛的应用领域。
本文将对螺旋圆锥齿轮市场的前景进行分析，包括市场规模、发展趋势和市场竞争等方面的内容。
2. 市场规模分析螺旋圆锥齿轮市场的规模是衡量市场潜力的重要指标。
根据市场调研数据显示，近年来螺旋圆锥齿轮市场呈现稳定增长的趋势。
这主要归因于以下几个因素：•工业发展的需求增加：随着经济的快速发展，工业领域对螺旋圆锥齿轮的需求量不断增加。
特别是在重工业领域，如机械、船舶、钢铁等行业，对高负载传动装置的需求更为迫切。
•技术的进步：随着制造技术的不断提升，螺旋圆锥齿轮的生产效率和质量得到了大幅提升。
这进一步推动了市场的需求和增长。
•新兴市场需求的增加：在一些新兴市场，如印度、巴西等国家，工业化的水平不断提高，对螺旋圆锥齿轮的需求也在逐渐增加。
3. 发展趋势分析在未来几年，螺旋圆锥齿轮市场有望保持稳定增长，并出现以下发展趋势：•自动化和智能化：随着工业自动化程度的提高，对螺旋圆锥齿轮的自动化和智能化需求不断增加。
具备自动校正、远程监控等功能的螺旋圆锥齿轮将更受市场欢迎。
•轻量化和高效性：在节能环保的要求下，螺旋圆锥齿轮制造商将致力于研发更轻、更高效的产品。
通过采用新材料和先进制造工艺，螺旋圆锥齿轮的能效将得到进一步提升。
•个性化需求增加：随着用户需求的不断变化，个性化定制的螺旋圆锥齿轮市场将逐渐兴起。
制造商需要灵活生产，提供个性化的产品和解决方案，以满足客户的特殊需求。
4. 市场竞争分析螺旋圆锥齿轮市场竞争激烈，主要的竞争对手包括国内外的齿轮制造商。
竞争优势主要体现在以下几个方面：•技术实力：拥有自主研发能力和创新能力的企业具备更强的竞争力。
通过技术创新，可以提高产品性能和质量，满足市场的差异化需求。
•品牌影响力：知名度高、品牌建设良好的企业在市场上拥有更大的竞争优势。
品牌影响力可以提高消费者对产品的认知度和信任度。
2024年滚齿机市场需求分析
2024年滚齿机市场需求分析引言滚齿机是一种用于生产各种齿轮的机械设备。
随着汽车、航空、船舶等工业的不断发展，滚齿机市场需求也呈现出增长的趋势。
本文将分析滚齿机市场的需求现状，并探讨未来几年市场需求的趋势。
当前滚齿机市场需求状况目前，滚齿机市场需求呈现出以下几个特点：1. 行业需求稳定增长汽车、船舶等工业领域对齿轮需求的增加，推动了滚齿机市场的需求增长。
随着全球汽车产量的不断上升，对高质量齿轮的需求也随之增加。
船舶行业的发展也使得对滚齿机的需求量不断攀升。
2. 技术革新驱动需求升级随着科技的进步，滚齿机的技术不断创新。
新技术的应用使得滚齿机的性能得到提升，提高了齿轮的精度和质量。
这推动了滚齿机的升级换代，同时也吸引了更多企业对滚齿机的需求。
3. 各类工业的增长拉动需求除了汽车和船舶行业，其他工业领域也对滚齿机有着不同程度的需求增长。
例如，机械制造、航空航天、医疗设备等领域的发展，都对滚齿机的市场需求起到了拉动作用。
未来滚齿机市场需求趋势基于当前的需求状况和全球工业发展的趋势，可以预见未来几年滚齿机市场的需求将继续增长，并呈现以下几个趋势：1. 滚齿机市场将持续扩大随着全球经济的发展和科技的进步，各类工业领域的需求将进一步增长，从而推动滚齿机市场的扩大。
特别是发展中国家的工业化进程加速，将为滚齿机市场带来更多的需求。
2. 精密滚齿机将成为市场主导随着工业技术的不断进步，对高精度齿轮的需求越来越迫切。
因此，精密滚齿机将成为市场主导产品。
高精度、高效率的滚齿机将获得更多客户的青睐。
3. 自动化程度将不断提高随着工业自动化的普及和推广，滚齿机市场也将不断向自动化方向发展。
自动化能够提高生产效率、降低成本，提高滚齿机的竞争力。
因此，自动化程度将成为滚齿机市场需求的重要指标。
结论滚齿机市场需求正在呈现稳步增长的态势，未来几年将继续扩大。
高精度、高效率的滚齿机将成为市场的主导产品，并且滚齿机的自动化程度也将不断提高。
2024年齿轮加工机床市场前景分析
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。
齿轮加工机床的绿色设计与制造技术
齿轮加工机床的绿色设计与制造技术1. 节能减排：在齿轮加工机床的设计与制造过程中，应尽可能采用节能型零部件和高效电气传动设备，减少能源消耗。
通过优化结构设计、减小机床的自重，降低机床的功耗，提高能源利用率。
采用先进的工艺技术，提高加工精度和效率，从而减少废品率，减少资源浪费和环境污染。
2. 循环利用：在齿轮加工机床的制造过程中，应重视废旧机床部件的回收和再利用。
通过将废旧机床部件进行拆解，并对其中可以再利用的零部件进行回收和加工，延长零部件的使用寿命，降低废品的排放。
还可采用再制造技术，对废旧机床部件进行重新加工和改造，使其再次投入使用，节约资源，减少环境污染。
3. 绿色材料：在齿轮加工机床的设计与制造中，应尽可能采用环保材料，降低对环境的影响。
优先选择符合环保标准的金属材料和工程塑料，避免使用对环境有害的有毒材料。
并优先选择可回收再利用的材料，减少材料的浪费和对资源的消耗。
4. 智能化技术：在齿轮加工机床的设计与制造中，应充分利用信息化和智能化技术，提高机床的自动化和智能化水平，减少人力资源的消耗。
通过在机床中应用先进的传感器和控制系统，实现对机床运行状态的实时监测和控制，提高生产效率，减少故障发生率，降低维修和能源消耗，实现绿色制造。
5. 清洁生产：在齿轮加工机床的制造过程中，应采用清洁生产技术，减少对环境的污染。
通过对生产工艺进行优化和改进，减少废气、废水和固体废物的排放，实现生产过程中的资源循环利用和零排放，最大限度地减少对环境的影响。
二、绿色设计与制造技术在齿轮加工机床中的挑战与发展趋势1. 技术创新：当前，随着科技的不断进步，绿色设计与制造技术在齿轮加工机床中的应用不断得到加强和完善。
未来，随着智能制造技术的不断发展，预计将会出现更多能够实现智能化、自动化、高效化的齿轮加工机床，从而更好地满足环保要求。
2. 环保监管：未来，对于齿轮加工机床生产过程中的环保监管力度将会进一步加大。
环保部门将加强对机床制造厂的环保审核力度，促使企业更加重视绿色设计与制造技术的应用，在机床的设计、制造和使用过程中严格遵守环境保护法律法规，减少对环境的污染。
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黄河——中国；恒河——印度；地中海——希 腊、罗马；尼罗河——埃及。 １．３．２水力的开发和利用 人类对动力来源的开 发和利用，也是一个发展过程，它也反映了人类文 明的进步。远古时代，由于技术落后，只好利用自 然力——水力和风力作为动力，而蒸汽机、电力和 原子能……都是后来文明进步的产物。
济、最实惠的设计。 以上优点是其他齿廓所无法达到的。
３．２．２采用变位齿轮设计 采用非零传动是渐开
线齿廓变位设计的最佳选择。 由表１可知，就综合强度看，正传动优于其他
传动；就平稳性看，负传动优于其他传动；就齿轮
体积看，正传动体积最小。总的评价是，如果变位
系数选择得当，变位传动优于非变位传动；在变位
传动中，非零传动优于零传动。
现代齿轮，为适应上述各种不同机器的１０种 或５大类型的发展趋势，需创造各种新技术。这些 新技术，应建立在一个高起点的普遍技术成就的基 础上，我们不妨称之为：“现代齿轮技术平台”。在 这平台上，演出各式各样的创新技术的精彩节目 来。 ３．２．１采用渐开线齿廓 渐开线齿廓的齿轮传动 是迄今为止最有生命力的齿廓传动。理论上，凡符
合啮合 万定方律数的据任何曲线，都可作为齿轮啮合的齿
廓，但实践上，用于工业生产的齿廓曲线，只有摆
线、圆弧线、渐开线及其组合齿廓４种。渐开线齿
廓的优点是：
ａ．可用直刃刀盘切齿，而直刃易制造、易刃
磨、易测量，生产成本最低；
ｂ．齿轮安装距有变动，仍可啮合，对装置不
敏感； ｃ．可采用变位设计，是获得优质传动的最经
ｃ．齿轮形状和传动品质 齿廓有圆弧形、尖 角形、梯形；半拨动半啮合状态的垂直轴传动，其
第３期
梁桂明：齿轮技术的创新和发展趋势
３
传动效率、耐用性比第１代齿轮优越得多； ｄ．用途谷物加工、水利排灌、交通运输。
２．２第２代锥齿轮之花——指南车 指南车（图３）是中国人的独特发明，其齿轮
传动构思之妙、水平之高、涉及领域之广，堪称古 代文明之最，是第２代齿轮的骄傲，至今令国外人 士叹为观止。ＩＦＴＯＭＭ齿轮委员会主席、著名齿 轮专家达德雷（Ｄｕｄｌｅｙ）誉之为“古代齿轮技术的 里程碑”。最早见于史书记载的是中国晋朝葛洪写 的《西京杂记》中记载有西汉皇帝出行时，其仪仗 队有古代指南车和记里鼓车，时间是公元前２００年 至公元２３年，后来失传。魏明帝时期（约公元 ２３５年），杰出的机械发明家马钧复制出古代指南 车。这种“复制”是在无实物和具体参考资料的条 件下，凭“直觉”和“想像”创造出来的。因此， 也可以说，马钧发明了“后一代”的指南车，到晋 朝解飞和魏猛作了改进，把左右离合改为升降离 合。如图３中的机构图所示，车中心立轴上端固连 一木人，其手指南方；下端固连一中心齿轮，此齿 轮被带有离合器功能的差动一行星机构所带动，差 动机构装在车的底盘上，其输入轴齿轮与左右车辕 上的齿轮保留升降位置（升离降合）。当指南车向 正南方行驶时，车辕齿轮与差动机构分离，木人不 动（指南方）；当车向东（左）拐弯时，左车辕齿 轮与差动机构啮合（接受传动）带动木人下端的中 心轮等速反向回转，使木人仍保持指向南方；当车 向西（右）拐弯时，右车辕与差动机构啮合，带动 木人反向等速回转，保持木人指向南方。中国机械 史专家王振铎教授经多年研究，制出指南车模型， 现陈列在北京中国历史博物馆中，这绝妙的指南车 齿轮机构表明了：
图１ 山西永济出土的青铜齿轮 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｕｎｅａｒｔｈｅｄ ｇｅａｒ ｆｒｏｍ Ｓｈａｎｘｉ
ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ｍａｄｅ —１３；修回日期１９９９—０９—２４
［作者简介】 梁桂明（１９２９一），男，海南文昌县人，洛阳工学院教授
万方数据
２
中国工程科学
ａ．中国首次创造了复杂的锥齿轮差动一行星 机构，这是世界上最早的行星机构；
ｂ．中国首次创造了自动控制机构；西方学者 对此发明给予高度评价，称它是“一切自动控制机 构的先驱”；
ｃ。中国首次创造运用自动补偿原理造出了带定 向功能的机器，这是世界上最早的拟人动作机器。
３现代齿轮——第３代锥齿轮——辉
’煌２００多年 第３代齿轮，起于公元１８００年，瓦特发明蒸
Ｆｉｇ．３ Ｓｏｕｔｈ ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｃｈａｒｉｏｔ １．足轮２．立轮３．小平轮４．中心大平轮 ５．贯心立轴６．车辕７．车厢８．滑轮９．拉索
４
中国工程科学
第２卷
３．１ 现代齿轮的发展趋势∽Ｊ 现代齿轮，要依靠其载体——现代机器去发挥
作用，因此现代齿轮技术的发展，必须适应机器的 发展趋势。
机器可分为以传递动力为主和以传递运动为主 的两类，有固定安装的、可搬运的和行走的３种。
Ｆｉｇ．２
辖～ ２
图如 ｄ 水嘲
模Ⅲ 型ｂ 鲈
鲈
１．４。２传文各文明古国都有古代创造水车的记 载。
中国记载：西晋初年王祯写的《农书》记有杜 预发明的“水车连磨”。一水车可带２～９个磨，一 昼夜可灌田数亩。可见，在公元２５０年，中国水车 磨不但已发展到大型、连动、高效阶段，而且发明 了水车磨与汲水车综合两用的新技术。
２ 第２代齿轮——上下两千年
从公元前２００年到公元１８００年，随着人类生 产力的发展和冶炼技术的开发，用铜和铸铁制造的 耐用性好得多、承载能力大得多的齿轮，成为第２ 代齿轮，逐渐取代木制的第１代齿轮。 ２．１第２代锥齿轮的主要特点
ａ．齿轮材料 青铜与铸铁，由于矿源关系， 后一千多年用铸铁齿轮；
ｂ．动力来源 水力、畜力、风力，以水力为 主；
１第１代齿轮发明寻源
１．１考古寻源 这是近百年来人们在探索的一个难解之谜。按
常规的“考古”线索，应从“考古”着手，从出土 文物中找答案。由于先后从古希腊、罗马、埃及、 印度和中国都有出土的青铜齿轮或铸铁齿轮出 现ｕ Ｊ，如图１，于是有齿轮源于欧洲的“欧源” 说，和类似的“非源”说与“亚源”说，各自找到 物证来支持。莫衷一是。 １．２考古求同
第２卷
由于木制齿轮埋在地下或泡在水中两千年，早 已腐烂或变成炭，所以不可能找到第一代出土、出 水的木制齿轮。“挖文物以求证”的线索失效，只 有另找线索，作间接证明。
新的线索是“技术进步的继承性”——包括上 溯和下延。上溯是指从第２代齿轮的发源地，即文 明古国中上溯第１代齿轮发明的背景；下延是在第 ２代齿轮之后找寻第１代遗留下来的踪迹。 １．３上溯——第１代齿轮发明的背景——自然环
境及其变迁 １．３．１ 自然环境及其变迁 远古人类的生产力低 下，抗自然灾害的能力很低。那时文明的兴衰，在 很大程度上被自然界环境的变化所左右。因此，探 索远古文明，可以由另一条思路——自然界环境及 其变迁去探索。
据勘探和记载，地球大气温湿起来，意味着产 生绿洲，人类文明就兴盛；地球冷干，意味着荒凉 和沙漠，人类文明就衰落。
表１ 变位齿轮的类型和综合特征
Ｔａｂｌｅ １
Ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒｓ
体积 齿数限制 ｚｌ≥ｚ… ｚ。＞ｚ… ｚ。＜ｚ… ｚ。＞ｚ… 注：十表示增大，＋表示减小，一表示不变，Ｚ。＝０．５（ｚ１＋ ｚ２）。
３．２．３采用低碳合金钢材料见表２。
万方数据
１．４下延——找寻第２代齿轮在现代遗留的踪迹 １．４．１ 传物 后代人仍沿袭第１代水车磨的基型 继续制造木制水车磨，在偏僻乡村的河边，至今仍 能看到这种水车为人们工作着。在深圳“锦绣中 华”和“民俗文化村”的门前，立下这种水车磨模 型。它展示了聪明的劳动人民利用水力创造第１代 锥齿轮传动的水车磨为人类造福的伟绩，见图２。
聚居在大河流域和海湾地带的各文明古国的人 们，自然想到要利用水力——于是发明了水车。用 水车来脱壳、磨粉。各文明古国几乎在同时代各自 独立地发明了水车。这是由于在相似地理与文化条 件下，各自涌现出能工巧匠们的必然产物。这与上 述第２代齿轮出现的多源说一致。利用水作动力来 工作，是技术进步的一大发明。利用水流的位能， 造成立式水车。但磨盘不能立放，磨盘是垂直轴， 水轮是水平轴，两者怎样联系传动？于是传递轴承 线垂直或斜交的两轴间的运动和动力的齿轮副出 现，其示意图见图２，这是锥齿轮的“祖先”。人 类就是在造水车的过程中，发明了齿轮。至少，这 是人类第１代齿轮发明中的一种发明实例。这种发 明实例在同一时代生产力的远古文明古国中，同时 期出现。
如果我们用求同存异的思维来看，有三个共同 特点：
ａ．都在同一时代——大约两千年前； ｂ．都在亚、欧、非的文明古国出现； ｃ．都是用青铜或铸铁材料制成。 这三点，与当时的历史背景——奴隶社会后期 先后发明的青铜和铸铁冶炼技术的生产力相适应。 但从生产力的发展来看，人类在采用青铜、铸铁之
前，早就会使用石和木、竹做工具和器械。可见， 用青铜、铸铁做的齿轮是“第２代齿轮”，“第１代 齿轮”应是木制为主的齿轮。
汽机，引起了工业革命之后，一直到今天这短暂的 万方数据
２００年中，以蒸汽机起动，继而以内燃机、电动机 为新动力代替水力传动的第３代钢制齿轮。美国、 前苏联、德国、日本国等经济发达国家带头把齿轮 推向第二个辉煌高峰。其科学技术发展之快、成果 之多，远远超过两千年前的第２代齿轮时期。
外观图
机构图
图３指南车
低能耗；ｇ．小型化或低材耗；ｈ．低噪声；ｉ．洁 净化；ｊ．精密。上述趋势并不要求某一具体的机 器样样兼顾（有的要求相互制约），而是根据不同 的机械、不同的用户，有所侧重。
为便于探讨，把上述趋势归纳为５大类型：ａ． 大功率化——（单位质量）高载荷、高速度；ｂ． 高耐用度——高可靠性、长寿化；ｃ．高平稳性 ——低噪声、精密化；ｄ．低消耗——小型、低材 耗、低能耗；ｅ．净化。 ３．２现代齿轮的“技术平台”
不同类的机器，有不同的功能和要求，相应地 有不尽相同的发展趋势。 ３．１．１机械设备的发展趋势 以传递动力为主， 因固定安装在厂房或矿区里，体积大些，噪声高 点，消耗多点，可以容忍。其主要发展趋势为高 速、重载、长寿、可靠和平稳性。 ３．１．２ 家室用品的发展趋势 以传递运动为主， 因为可以搬运，放在室内，供家庭和办公室使用， 宁可贵些，追求小巧、安静、耐用、无污染。其发 展趋势是小型化、低噪声、耐用（可靠与长寿）、 洁净（无污染或少污染）。 ３．１．３行走器的发展趋势 既要传递动力又要改 变速度，要求“轻装前进”，不能半途“抛锚”。其 发展趋势是单位质量负载高、能耗低、可靠性高、 变速灵活等。 ３．１．４机器的综合发展趋势综合起来，机械技 术的发展趋势是：ａ．高载荷（或单位质量载荷 高）；ｂ．可靠；ｃ．长寿；ｄ．平稳；ｅ．高速；ｆ．