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發(fā)展歷史:
漢初年(公元 1世紀(jì))已有人字齒輪。三國(guó)時(shí)期出現(xiàn)的指南車(chē)和記里鼓車(chē)已采用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。晉代杜預(yù)發(fā)明的水轉(zhuǎn)連磨就是通過(guò)齒輪將水輪的動(dòng)力傳遞給石磨的。史書(shū)中關(guān)于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的早記載,是對(duì)唐代一行、梁令瓚于 725年制造的水運(yùn)渾儀的描述。北宋時(shí)制造的水運(yùn)儀象臺(tái)(見(jiàn)中國(guó)古代計(jì)時(shí)器)運(yùn)用了復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。明代茅元儀著《武備志》(成書(shū)于1621年)記載了一種齒輪齒條傳動(dòng)裝置。1956年發(fā)掘的河北安午汲古城遺址中,發(fā)現(xiàn)了鐵制棘齒輪,輪直徑約80毫米,雖已殘缺,但鐵質(zhì)較好,經(jīng)研究,確認(rèn)為是戰(zhàn)國(guó)末期(公元前3世紀(jì))到西漢(公元前206~公元24年)期間的制品。1954年在山西省永濟(jì)縣蘗家崖出土了青銅棘齒輪。參考同坑出土器物,可斷定為秦代(公元前221~前206)或西漢初年遺l物,輪40齒,直徑約25毫米。關(guān)于棘齒輪的用途,迄今未發(fā)現(xiàn)文字記載,推測(cè)可能用于制動(dòng),以防止輪軸倒轉(zhuǎn)。1953年陜西省長(zhǎng)安縣紅慶村出土了一對(duì)青銅人字齒輪。根據(jù)墓結(jié)構(gòu)和墓葬物品情況分析,可認(rèn)定這對(duì)齒輪出于東漢初年。改革開(kāi)放以后,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,為了滿足我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展需要,從80年代l開(kāi)始,我國(guó)有計(jì)劃地引進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的各類(lèi)先進(jìn)機(jī)型,各類(lèi)國(guó)外先進(jìn)中重型載貨汽車(chē)也不斷引進(jìn)。兩輪都為24齒,直徑約15毫米。衡陽(yáng)等地也發(fā)現(xiàn)過(guò)同樣的人字齒輪。
鉻錳鈦鋼和硼鋼 一直以來(lái),在我國(guó)載客汽車(chē)齒輪應(yīng)用廣泛的合金結(jié)構(gòu)鋼是20CrMnTi。它是上新世紀(jì)50時(shí)代在我國(guó)從原蘇聯(lián)引入的中小型的汽車(chē)齒輪18XTr合金結(jié)構(gòu)鋼(即20CrMnTi鋼)。該鋼晶體細(xì),滲碳時(shí)晶體長(zhǎng)大了趨向小,具備優(yōu)良的滲碳淬火性能,滲碳后可立即熱處理。參考文獻(xiàn)強(qiáng)調(diào),在1980年之前,在我國(guó)的滲碳合金工具鋼(包含20CrbinTi鋼)在不銹鋼板材原廠時(shí)只確保不銹鋼板材的成分和用試品測(cè)量的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能,但在汽車(chē)出產(chǎn)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)成分和結(jié)構(gòu)力學(xué)齒輪 l 軸性能及格的不銹鋼板材,因?yàn)榇阃感阅芷鸱懂犨^(guò)大而危害產(chǎn)品品質(zhì)的狀況。比如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過(guò)低,則做成的齒輪滲碳淬火后,芯部強(qiáng)度小于技術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)值,疲勞測(cè)試時(shí),齒輪的疲憊使用壽命減少一半;合適的芯部硬度能預(yù)防圓錐齒輪的早期失效,一般選用35-40HRC最l佳,芯部硬度過(guò)低強(qiáng)度不足和芯部過(guò)高韌性(沖擊值低)太差都會(huì)引起圓錐齒輪早期失效。若淬透性能過(guò)高,則齒輪滲碳淬火后內(nèi)孔收攏過(guò)多而危害齒輪裝配線。
未來(lái)齒輪趨勢(shì)塑料齒輪稱(chēng)霸
齒輪模具的應(yīng)用范圍大致可分為三個(gè)方面:塑料齒輪用模具、粉末冶金齒輪用模具和精鍛錐齒輪用模具。其中,塑料齒輪用模具的需求量比較大。石照耀教l授說(shuō):'齒輪的主要用處有兩個(gè),一個(gè)是傳遞運(yùn)動(dòng),另一個(gè)是傳遞動(dòng)力。目前國(guó)內(nèi)塑料齒輪主要被用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng),而美國(guó)現(xiàn)在在傳遞動(dòng)力的選擇上,也越來(lái)越多地采用塑料齒輪。這是因?yàn)樗芰淆X輪有很多優(yōu)點(diǎn),比如傳動(dòng)噪聲低、能夠吸振、自潤(rùn)滑等等,而且塑料齒輪可以開(kāi)模加工,生產(chǎn)。應(yīng)該說(shuō),塑料齒輪在齒輪行業(yè)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多,這是一個(gè)世界性趨勢(shì)。齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理,這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù),是提高齒輪承載能力,延長(zhǎng)齒輪壽命的理論基礎(chǔ)。'
目前中低檔的齒輪模具在國(guó)內(nèi)都能生產(chǎn),高l檔的齒輪模具多依靠進(jìn)口。國(guó)內(nèi)專(zhuān)門(mén)做齒輪模具的工廠不多,大都由齒輪廠自己做齒輪模具,齒輪廠往往設(shè)一個(gè)工段或一個(gè)車(chē)間來(lái)承擔(dān)這項(xiàng)工作。在精鍛錐齒輪方面,株齒、江蘇飛船、太平洋精鍛等企業(yè)制造的錐齒輪模具在齒輪模具行業(yè)里是比較好的,其精鍛錐齒輪的質(zhì)量也較高。在塑料齒輪方面,總體來(lái)說(shuō),塑料齒輪及其模具主要分布在兩個(gè)區(qū)域,一是浙江寧波,這里有340多家塑料齒輪廠,也是我國(guó)很l大的塑料齒輪模具生產(chǎn)基地;各種高低速同步器齒轂及組件,離合器齒輪,凸輪、凸輪軸,滑塊,換擋桿,軸套,導(dǎo)塊,同步環(huán)摩托車(chē)零件。另一個(gè)就是深圳寶安,以港資企業(yè)為主,產(chǎn)品精度較高,主要用來(lái)外銷(xiāo)。