文章內(nèi)容來源于《中國齒輪工業(yè)年鑒2014》第一章 綜述  1.1我國齒輪行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與目標(biāo)，詳細(xì)信息請查閱《中國齒輪工業(yè)年鑒2014》版。

作為核心機(jī)械基礎(chǔ)件，齒輪是重大裝備和主機(jī)的核心和基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于汽車、能源裝備、航空航天、高速列車、海洋工程、智能制造裝備等行業(yè)和領(lǐng)域，其質(zhì)量和性能決定了裝備的性能和可靠性。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》將齒輪等基礎(chǔ)件列為第26優(yōu)先主題；國務(wù)院《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》不但把汽車變速器列為九大產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，而且明確要提升高精度齒輪傳動(dòng)裝置等基礎(chǔ)部件的制造水平。

一、發(fā)展現(xiàn)狀

齒輪產(chǎn)業(yè)已成為機(jī)械通用基礎(chǔ)件中規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)。在裝備制造業(yè)快速發(fā)展的拉動(dòng)下，我國齒輪產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，形成了門類齊全、能滿足主機(jī)行業(yè)一般配套需求的生產(chǎn)體系，為裝備制造業(yè)發(fā)展提供了重要的支撐和保障。規(guī)模以上齒輪制造企業(yè)1000多家，骨干齒輪企業(yè)300多家，重點(diǎn)企業(yè)的產(chǎn)量、銷售額占全行業(yè)的75%以上。2013年齒輪產(chǎn)品的銷售額達(dá)到2080億元，約占機(jī)械通用零部件總銷售額的60.5%。

關(guān)鍵技術(shù)研究不斷深入，產(chǎn)品配套能力不斷增強(qiáng)。近年來，圍繞風(fēng)電、船舶、高速列車等裝備用高端齒輪產(chǎn)品以及汽車自動(dòng)變速器展開研究，部分研究取得重大突破，不少成果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，不少產(chǎn)品滿足了我國重點(diǎn)工程和重大裝備的配套需求。例如，北京維艾迪汽車科技有限公司等研發(fā)的汽車活齒無級變速器，技術(shù)上有重大創(chuàng)新，正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研究；鄭州機(jī)械研究所等單位研發(fā)的百萬千瓦核電站循環(huán)泵用大型行星齒輪箱已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，能夠替代進(jìn)口；南京高精傳動(dòng)設(shè)備制造集團(tuán)公司開發(fā)的兆瓦級風(fēng)電齒輪箱已經(jīng)大批量生產(chǎn)，不但基本滿足國內(nèi)市場需求，而且產(chǎn)品已批量出口。

我國高端齒輪產(chǎn)品仍需要大量進(jìn)口，進(jìn)出口逆差居高不下。雖然我國齒輪產(chǎn)品正經(jīng)歷從中低端向高端的轉(zhuǎn)變，少數(shù)高端產(chǎn)品已達(dá)到國際先進(jìn)水平。但是，我國齒輪產(chǎn)品在功率密度、可靠性和壽命上與國際先進(jìn)水平仍存在較大差距，汽車自動(dòng)變速器、機(jī)器人RV減速器、高鐵齒輪傳動(dòng)裝置、工程機(jī)械變速箱等高端齒輪產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口，對外貿(mào)易逆差居高不下。2013年我國齒輪產(chǎn)品進(jìn)口額高達(dá)135.76億美元，貿(mào)易逆差高達(dá)82.61億美元。

二、存在的主要問題

1.基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏

缺乏對齒輪材料的疲勞極限應(yīng)力、金相組織圖譜等相關(guān)的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，缺乏新齒形研究、載荷譜測試、加工工藝研究等基礎(chǔ)研究，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造缺少數(shù)據(jù)支撐。另外，專業(yè)軟件開發(fā)和應(yīng)用滯后，多學(xué)科綜合設(shè)計(jì)技術(shù)和手段落后。

2.缺乏技術(shù)創(chuàng)新和試驗(yàn)測試服務(wù)平臺

一是缺乏面向全行業(yè)的齒輪共性技術(shù)和前沿技術(shù)研究開發(fā)、重要科技成果轉(zhuǎn)化及工程化應(yīng)用研究的創(chuàng)新平臺；二是缺乏為行業(yè)提供產(chǎn)品性能試驗(yàn)測試的服務(wù)平臺，缺乏指導(dǎo)齒輪及其傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)、制造改進(jìn)和可靠性提升的測試評價(jià)服務(wù)體系。

3.自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術(shù)受制于人

齒輪行業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱已成為發(fā)展中的突出矛盾，產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)匱乏已成為制約產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵瓶頸。我國高性能齒輪產(chǎn)品制造能力不足，高端產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口，核心技術(shù)受制于人。與國外先進(jìn)水平相比，齒輪產(chǎn)品研發(fā)周期是國外同類產(chǎn)品的2～3倍，新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率為國外的1/10，總體技術(shù)水平落后國外10年左右。

4.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，中低端產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩

齒輪行業(yè)中低檔產(chǎn)品約占比90%，高檔產(chǎn)品僅占10%，低層次重復(fù)建設(shè)、同質(zhì)化惡性競爭逐漸加劇,中低端產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩而形成競爭激烈，致使相當(dāng)一部分企業(yè)同業(yè)之間互相壓價(jià)，使許多小企業(yè)難以形成自主創(chuàng)新能力，處于生存的邊緣。

5.中小企業(yè)融資難,稅費(fèi)負(fù)擔(dān)重

中小型齒輪企業(yè)面臨著融資困難、稅費(fèi)負(fù)擔(dān)重等困境，致使抗風(fēng)險(xiǎn)能力極弱，企業(yè)發(fā)展舉步維艱。

6.齒輪產(chǎn)品生產(chǎn)效率低，質(zhì)量穩(wěn)定性差

盡管我國進(jìn)口了不少高檔齒輪制造裝備，但由于刀具和裝備使用、制造工藝、生產(chǎn)管理等方面的差距，造成產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性差，生產(chǎn)效率低，能耗高。

7.標(biāo)準(zhǔn)化工作亟待加強(qiáng)

我國齒輪行業(yè)因標(biāo)準(zhǔn)化投入少等原因，造成適用標(biāo)準(zhǔn)少，貫標(biāo)率低，不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。我國大多數(shù)齒輪標(biāo)準(zhǔn)從國外標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏驗(yàn)證，一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)與國內(nèi)技術(shù)水平不相適應(yīng)。

8.高層次技術(shù)人員匱乏，人員素質(zhì)亟待提升

齒輪產(chǎn)業(yè)是技術(shù)和資金密集型產(chǎn)業(yè)，目前高層次開發(fā)人員、工藝人員和技術(shù)工人普遍缺乏，人員素質(zhì)亟待提升。其主要原因，一是目前高等院校極少設(shè)有齒輪專業(yè)，高職高專也很少具備培養(yǎng)齒輪機(jī)加工和熱處理人員的條件，而且絕大多數(shù)學(xué)生實(shí)習(xí)流于形式，使得學(xué)生參加工作時(shí)幾乎沒有掌握齒輪方面的知識和技術(shù)；二是全行業(yè)缺乏人才在職培養(yǎng)、培訓(xùn)的環(huán)境和條件，而且齒輪技術(shù)人員和技術(shù)工人的培養(yǎng)周期較長。

三、發(fā)展趨勢

1．齒輪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不斷完善

由于齒輪產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造缺乏關(guān)鍵支撐數(shù)據(jù)，導(dǎo)致我們的產(chǎn)品在功率密度、可靠性、振動(dòng)噪聲等指標(biāo)上與國外差距很大。因此，齒輪材料的疲勞極限應(yīng)力、金相組織圖譜、載荷譜、制造工藝參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫將不斷更新完善。

2．設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展趨勢

為解決我國齒輪產(chǎn)品壽命短、功率密度低、可靠性低等問題，機(jī)電液復(fù)合傳動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)、功率分流與余度設(shè)計(jì)技術(shù)、減振降噪技術(shù)、抗疲勞制造技術(shù)、齒坯近凈成形技術(shù)、齒輪干切及超硬加工技術(shù)、齒輪輪齒精密修形技術(shù)與齒輪熱處理畸變控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)將成為發(fā)展趨勢。

3．密封與潤滑技術(shù)發(fā)展趨勢

除了研究液體潤滑技術(shù)外，固體潤滑、氣體潤滑及自潤滑技術(shù)將成為特種齒輪傳動(dòng)潤滑技術(shù)的突破點(diǎn)；優(yōu)性能、長壽命密封技術(shù)和密封件的開發(fā)及應(yīng)用將成為未來密封技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)。

4．齒輪產(chǎn)品發(fā)展趨勢

隨著我國高端裝備水平的不斷提升，主機(jī)對配套齒輪性能的要求越來越高，齒輪產(chǎn)品不僅需要滿足高強(qiáng)度，還要能在惡劣的工況下具備高可靠性，因此未來齒輪產(chǎn)品將向著高精度、高功率密度、高可靠性、高效率、長壽命、低噪聲、高質(zhì)量穩(wěn)定性的方向發(fā)展。另外，齒輪產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造正向著數(shù)字化、模塊化、綠色化、智能化的方向發(fā)展，并日趨國際化。

5．齒輪制造裝備發(fā)展趨勢

直驅(qū)技術(shù)將推動(dòng)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)改變和性能提高，因此直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用將越來越多。
機(jī)床高速化、加工高效化、綠色環(huán)?；俏磥碇匾陌l(fā)展趨勢。例如，滾齒切削速度提高到500～600m/min，切削走刀速度提高到20mm/r，主軸的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到5500r/min，工作臺最高轉(zhuǎn)速達(dá)到800r/min等。

機(jī)床自動(dòng)化、智能化。新型機(jī)床廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，使得機(jī)床朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。機(jī)床普遍配置柔性上下料裝置，使機(jī)床自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。

機(jī)床復(fù)合化、生產(chǎn)線化。在一臺機(jī)床上完成車削、鉆削、銑削、攻絲及滾齒加工等。

四、發(fā)展目標(biāo)

到2025年，實(shí)現(xiàn)以下主要目標(biāo)。

1.創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)

齒輪行業(yè)建成具有持續(xù)創(chuàng)新能力的技術(shù)創(chuàng)新體系，突破一批核心技術(shù)，形成一些國際知名品牌和專利，標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證體系與國際全面接軌，造就幾個(gè)具有國際競爭力的跨國企業(yè)，創(chuàng)新能力和國際競爭力處于國際先進(jìn)水平。

2.齒輪產(chǎn)品配套能力和出口能力全面提升

高端齒輪產(chǎn)品制造能力大幅提升，產(chǎn)品性能和質(zhì)量總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國際領(lǐng)先水平，齒輪產(chǎn)品基本滿足國內(nèi)重點(diǎn)裝備及大型工程配套需求。高端齒輪產(chǎn)品出口額顯著提升，進(jìn)口額大幅降低，進(jìn)出口貿(mào)易由巨額逆差變?yōu)轫槻睢?/p>

3．產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到全面優(yōu)化

推進(jìn)齒輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，2-3家企業(yè)進(jìn)入齒輪世界10強(qiáng)，一批“專、精、特、新”企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展；提高產(chǎn)業(yè)集中度，形成數(shù)個(gè)具有國際競爭力的齒輪產(chǎn)業(yè)積聚區(qū)。

4.節(jié)能節(jié)材成效突出

齒輪近凈成形、干切削、超硬加工、超精加工等先進(jìn)技術(shù)全面推廣應(yīng)用，齒輪材料利用率提高35%，生產(chǎn)效率提高50%，能耗大幅度降低；齒輪傳動(dòng)功率損耗減小30%。

五、需要突破的重點(diǎn)產(chǎn)品與技術(shù)

1.需要突破的重點(diǎn)產(chǎn)品

汽車自動(dòng)變速器、混合動(dòng)力與純電動(dòng)汽車自動(dòng)變速器；時(shí)速≥350km/h的高速機(jī)車齒輪傳動(dòng)裝置；功率550kw、壽命15000h掘進(jìn)機(jī)齒輪傳動(dòng)裝置；傳遞功率350kw大型電液動(dòng)力換檔變速器；大型露天礦挖掘機(jī)和自卸車用液力變速器；機(jī)器人精密RV減速器；無滑差大型多元變速傳動(dòng)裝置；線速度≥300m/s的齒輪傳動(dòng)裝置；功率6000～9000kw、壽命20年高轉(zhuǎn)速大功率齒輪調(diào)速裝置；模數(shù)＜0.05mm微型齒輪傳動(dòng)裝置；軍艦和船用大型齒輪傳動(dòng)裝置；壽命≥10000h軍用直升機(jī)齒輪傳動(dòng)裝置，航空、航天用高端齒輪傳動(dòng)裝置等。

2.需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)

基于服役條件下的齒輪傳動(dòng)裝置輕量化設(shè)計(jì)制造技術(shù)，齒輪長壽命抗疲勞制造技術(shù)，齒輪表面改性技術(shù)，齒輪傳動(dòng)減振降噪技術(shù)，齒輪凈成形綠色制造技術(shù)，超硬干切技術(shù)，齒輪再制造技術(shù)，齒輪傳動(dòng)裝置運(yùn)行狀態(tài)智能診斷與維護(hù)技術(shù)等。

六、主要戰(zhàn)略舉措 

1.加強(qiáng)自主創(chuàng)新，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與體制機(jī)制創(chuàng)新，解決創(chuàng)新人才短缺、創(chuàng)新投入不足等矛盾與問題，強(qiáng)化企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體地位，提高企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造、保護(hù)、運(yùn)用和管理能力。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理的重要原因是缺乏核心技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)和世界知名品牌，是自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。

通過自主創(chuàng)新，促使大型企業(yè)做大做強(qiáng)，中小企業(yè)走“專、精、特、新”的發(fā)展道路，鼓勵(lì)小企業(yè)進(jìn)入大企業(yè)進(jìn)而拉長產(chǎn)業(yè)鏈，形成大型企業(yè)集團(tuán)與中小企業(yè)優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。齒輪產(chǎn)品要突破高端，做好中端，提升低端，形成合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

2.加強(qiáng)研發(fā)和服務(wù)平臺建設(shè)

依托相關(guān)科研院所和大型企業(yè)，建立國家級的齒輪基礎(chǔ)技術(shù)和前沿技術(shù)研究、重要新產(chǎn)品研發(fā)、重大科技成果工程化、技術(shù)推廣應(yīng)用的創(chuàng)新和技術(shù)服務(wù)平臺，推進(jìn)我國齒輪傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展。

利用現(xiàn)有檢測試驗(yàn)資源，建設(shè)第三方齒輪技術(shù)公共服務(wù)平臺和齒輪產(chǎn)品公共檢測試驗(yàn)與評價(jià)平臺，開展產(chǎn)品強(qiáng)化試驗(yàn)、可靠性和壽命測試試驗(yàn)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測及評價(jià)，形成專業(yè)化的試驗(yàn)檢測和評價(jià)服務(wù)能力。

3. 推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合

推進(jìn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程、物流管理、銷售與服務(wù)管理、財(cái)務(wù)管理等環(huán)節(jié)的信息化。建立齒輪產(chǎn)業(yè)企業(yè)與上游供應(yīng)商和下游主機(jī)企業(yè)之間持續(xù)改進(jìn)、及時(shí)響應(yīng)的客戶關(guān)系和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)作。

利用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)齒輪行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)、智能制造技術(shù)、綠色制造技術(shù)，建立產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的自動(dòng)化、智能化制造系統(tǒng)和在線監(jiān)測系統(tǒng)，提高齒輪產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量穩(wěn)定性，推廣產(chǎn)品制造服務(wù)全生命周期的系統(tǒng)管理。實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化深度融合，培育一批兩化融合示范企業(yè)。

4.建立先進(jìn)完善的齒輪標(biāo)準(zhǔn)化體系

發(fā)揮齒輪協(xié)會和齒輪標(biāo)委會的作用，組織業(yè)內(nèi)企業(yè)、院所、高校研究制定齒輪標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃和實(shí)施方案。發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化手段對規(guī)范市場的基礎(chǔ)性作用，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定、標(biāo)準(zhǔn)宣貫，促進(jìn)齒輪新產(chǎn)品、新材料、新工藝的推廣應(yīng)用。跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢，注重與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制、修訂工作，從整體上提升行業(yè)水平，促進(jìn)自主創(chuàng)新產(chǎn)品進(jìn)入國際市場。加強(qiáng)產(chǎn)需企業(yè)間的溝通交流，實(shí)現(xiàn)齒輪上下游的標(biāo)準(zhǔn)對接，保證標(biāo)準(zhǔn)要求的協(xié)調(diào)一致性。另外，既要將有代表性的標(biāo)準(zhǔn)推向國際，又要加快國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)向國內(nèi)轉(zhuǎn)化。

5.解決中小企業(yè)融資難問題

發(fā)揮齒輪協(xié)會及創(chuàng)新服務(wù)平臺的作用，整合行業(yè)資源，尋求政府與金融機(jī)構(gòu)的支持，通過做好以下工作，解決中小企業(yè)融資難問題。一是提高中小企業(yè)自身素質(zhì)，加強(qiáng)信用制度建設(shè)；二是建立齒輪行業(yè)發(fā)展基金，開發(fā)適合中小企業(yè)的金融工具；三是加大對中小企業(yè)的財(cái)稅扶持力度；四是加快中小企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和結(jié)構(gòu)調(diào)整，支持中小企業(yè)提高技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品質(zhì)量，支持中小企業(yè)采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料進(jìn)行技術(shù)改造，鼓勵(lì)中小企業(yè)與大型企業(yè)開展多種形式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作，建立穩(wěn)定的供應(yīng)、生產(chǎn)、銷售等協(xié)作關(guān)系。

[撰稿人：鄭州機(jī)械研究所 王長路  王偉功  審稿人：王聲堂]

王長路，研究員，博士生導(dǎo)師，鄭州機(jī)械研究所副所長，鄭州高端裝備與信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長，國務(wù)院政府特貼專家、國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)評審專家、中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評審專家，全國齒輪標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會主任委員、中國機(jī)械通用零部件工業(yè)協(xié)會副理事長、齒輪分會（CGMA）副會長兼秘書長、中國機(jī)械工程學(xué)會機(jī)械傳動(dòng)分會副主任委員、齒輪行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心主任、河南省鑄鍛工業(yè)協(xié)會副會長、河南省機(jī)械工程學(xué)會副理事長、河南省學(xué)位委員會委員、《機(jī)械強(qiáng)度》核心期刊主編。主持完成國家級科研項(xiàng)目12項(xiàng)，省部級科研項(xiàng)目15項(xiàng)，獲得科技獎(jiǎng)勵(lì)28項(xiàng)，發(fā)表論文47篇，出版專著5部。