一、如何設(shè)計(jì)及制造高質(zhì)量的齒輪?不同場合，對于齒輪這個產(chǎn)品的質(zhì)量需求和精度需求是有差異的。這個問題，我們可以從設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用幾個方面來說。首先，齒輪是一種通用零部件，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的性能需求。汽車行業(yè)是目前用量最大的，隨著整車舒適性、低噪音以及高可靠性的提升，對于齒輪的設(shè)計(jì)，需要更加注重實(shí)際工況的適用性。以變速箱為例，高檔齒輪應(yīng)用場合為高轉(zhuǎn)速、低噪聲、低扭矩，因此，采用高的齒頂高系數(shù)和齒全高系數(shù)成為必然，同時，需要更加注重齒面精確修型，將加載后的齒面接觸區(qū)盡可能擴(kuò)展到全齒面;抵擋齒輪主要用于整車起步，因此，對于低速大扭矩工況，要進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，齒厚加大，齒高系數(shù)可能適當(dāng)減小，一切以可靠和抗沖擊為設(shè)計(jì)方向。
通用減速機(jī)，以及風(fēng)電齒輪，需要用在長時間不間斷應(yīng)用的場合，因此，我們設(shè)計(jì)時，更要注重整機(jī)熱平衡，以及可以對齒面進(jìn)行特殊涂層或者高耐磨性優(yōu)化。其次，齒輪的制造工藝，首先也要考慮所要加工的齒輪的精度要求以及應(yīng)用場合，以農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械以及手動機(jī)械為例，剃齒工藝即可滿足需求，但是新能源電驅(qū)高速齒輪副，就必須要進(jìn)行磨齒以及齒面精確修型，滿足高轉(zhuǎn)速、低噪聲的需求。差速器直齒錐齒輪，如果將鍛造齒面用于高速電驅(qū)動新能源車輛，可能就不再合適，就需要齒面刮齒或者是磨齒加工。，如果是重型卡車用差速器齒輪，我們所要求的技術(shù)條件，精鍛及定位孔定位面精加工即可，無需浪費(fèi)大量成本去提升相應(yīng)精度。
二、國內(nèi)齒輪設(shè)計(jì)及制造水平如何?作為通用零部件，齒輪行業(yè)是機(jī)械門類中最基礎(chǔ)的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)和制造水平，即代表了國家的工業(yè)基礎(chǔ)。改革開放以前，我們的老一輩技術(shù)人員，憑借各種表格和幾何學(xué)的研究，破解了一些基礎(chǔ)嚙合理論，主要以西安交大吳序堂、天津大學(xué)嚴(yán)志達(dá)、中南大學(xué)曾韜等為代表，利用微分幾何理論及空間幾何概念，系統(tǒng)揭示了不同嚙合類型的圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿等產(chǎn)品的基本原理，為機(jī)床設(shè)計(jì)、刀具設(shè)計(jì)、制造參數(shù)優(yōu)化以及產(chǎn)品嚙合性能提升等打下了良好的基礎(chǔ)。其中的一些內(nèi)容已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)在相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件中。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，商業(yè)化的軟件Romax、Masta、KissSoft等，在國內(nèi)企業(yè)中被大量應(yīng)用，主要以一些知名企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)中普遍應(yīng)用，相關(guān)軟件融合了仿真技術(shù)及有限元技術(shù)，使得設(shè)計(jì)過程更加可視化、優(yōu)化更加精細(xì)。國內(nèi)的設(shè)計(jì)人員，雖然會用軟件，但是軟件背后的相關(guān)計(jì)算公式、數(shù)據(jù)處理方法等尚未全部掌握，處于黑匣子狀態(tài)。國內(nèi)自主軟件工具方面，西安交大、中南大學(xué)、重慶大學(xué)、河南科大等機(jī)械專業(yè)較強(qiáng)的學(xué)校，都自主創(chuàng)造了一些設(shè)計(jì)優(yōu)化程序包和軟件，但是與制造端、仿真端、總成端的接口嚴(yán)重不足，且相關(guān)軟件封裝不夠，界面不夠友好，無法大規(guī)模推廣，只能是小范圍內(nèi)作為輔助工具。商業(yè)化的國產(chǎn)齒輪設(shè)計(jì)軟件，以湖南精益?zhèn)鲃印⒅写髣?chuàng)遠(yuǎn)等為代表，也在不斷完善功能，具備了一定的防止卡脖子的備份能力，在軍工、小微企業(yè)等已經(jīng)有了一定市場。
國內(nèi)制造齒輪產(chǎn)品的企業(yè)非常多，基本可以分為幾大類。第一類以備靠整機(jī)及整車廠為代表的傳統(tǒng)國有企業(yè)，如法士特、大同齒輪、一汽變速箱等，隨著整車整機(jī)性能的提高，其制造設(shè)備也在不斷升級改造，提升智能化水平。目前，汽車行業(yè)圓柱齒輪，磨齒已經(jīng)成為主流，剃齒工藝只在一些低端總成上有部分需求。目前的剃齒設(shè)備、剃刀產(chǎn)品、剃齒刀具磨削及修型設(shè)備等，已經(jīng)往二手設(shè)備市場及東南亞等第三世界國家轉(zhuǎn)移。第二類為通用齒輪產(chǎn)品供應(yīng)商，主要做減速機(jī)、風(fēng)電、礦山、農(nóng)機(jī)設(shè)備等匹配，這類產(chǎn)品的訂單特點(diǎn)是品種多、批量小、技術(shù)要求參差不齊，企業(yè)往往會被價格戰(zhàn)裹挾，被動卷入激烈的競爭。目前以杰牌傳動、南高齒、通力傳動等為代表的高端品牌，已經(jīng)具備了和國外同行業(yè)進(jìn)行高水平競爭的基礎(chǔ)。第三類為獨(dú)立的齒輪產(chǎn)品供應(yīng)商，行業(yè)范圍廣，目標(biāo)是國內(nèi)的小巨人、專精特新、獨(dú)角獸等，主要以雙環(huán)傳動、兆威傳動等，也具有蓬勃的發(fā)展勢頭。
三、齒輪行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢如何?齒輪誕生幾百年內(nèi)，一直是制造業(yè)的基礎(chǔ)門類，且持續(xù)在提升自己的應(yīng)用場景及制造智能化水平。目前整個行業(yè)都存在產(chǎn)能過剩、低端競爭，短期利益為上，不注重人才培養(yǎng)，不注重原創(chuàng)設(shè)計(jì)，不注重自主開發(fā)。部分行業(yè)外短期資本進(jìn)入齒輪行業(yè)，攪得齒輪行業(yè)從業(yè)人員耐不住性子，只想賺一筆就走。在汽車制造業(yè)存銷比逐步加大、價格戰(zhàn)卷生卷死、供應(yīng)商負(fù)擔(dān)加大的背景下，部分企業(yè)開始撐不住，債務(wù)增多，應(yīng)收賬款由次月結(jié)算，變成半年結(jié)算，現(xiàn)金交易轉(zhuǎn)變成商業(yè)承兌，等等各類挑戰(zhàn)。因此，部分不具備核心競爭力的企業(yè)破產(chǎn)關(guān)閉，或者資金鏈岌岌可危，相關(guān)的刀具、工裝、設(shè)備供應(yīng)商同樣感受到行業(yè)蕭條的傳導(dǎo)，挑戰(zhàn)加劇。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入低速新常態(tài)的背景下，首先，企業(yè)要做的是要有信心，比黃金更重要的就是信息，努力活下去，用自己的技術(shù)底蘊(yùn)、產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)意識等內(nèi)功，撐過寒冬，迎來春天。其次，要系統(tǒng)梳理自己的優(yōu)勢、劣勢、行業(yè)的技術(shù)方向和發(fā)展重點(diǎn)，找到自己應(yīng)順的“勢”，做到不追隨大流，不盲目追熱點(diǎn)，踏踏實(shí)實(shí)，苦練內(nèi)功。
目前，齒輪行業(yè)的產(chǎn)品及技術(shù)發(fā)展趨勢可以概括為“精、細(xì)、快”。精，說的就是產(chǎn)品精度要求必須要提高，以往8級精度即可滿足裝機(jī)需要，現(xiàn)在必須要精確控制整個齒面的波紋度、粗糙度等，6級為普遍要求。企業(yè)必須要跟住趨勢，大膽淘汰老舊設(shè)備和產(chǎn)線，引入智能化檢測手段，一步到位做到最精最優(yōu)。細(xì)，就是，一定要注意細(xì)節(jié)。毛坯用鋼材元素成分的精細(xì)化調(diào)控、設(shè)備及刀具的高精度一致性保證、熱處理及加工參數(shù)的最優(yōu)化調(diào)整、包裝及物流的要求及標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化，踏踏實(shí)實(shí)做好每個細(xì)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)最優(yōu)產(chǎn)品質(zhì)量，贏得客戶認(rèn)可，贏得行業(yè)地位。快，代表著高速度、快節(jié)奏適應(yīng)客戶需求，高效并行實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、制造流程優(yōu)化等，以高質(zhì)量速度搶得新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)的紅利，持續(xù)保持領(lǐng)先，跳出內(nèi)卷，實(shí)現(xiàn)更高段位。
四、從業(yè)人員怎么去做?作為齒輪行業(yè)從業(yè)人員，還是要堅(jiān)定信心，做好自己，不被忽悠，堅(jiān)持方向。首先，要打下基礎(chǔ)，廣泛接觸各類信息，主要有設(shè)計(jì)工具的優(yōu)化、制造設(shè)備的提升、原材料控制體系的開發(fā)，質(zhì)量管理體系的搭建與有效執(zhí)行，做到知行合一。其次，要看到趨勢，果斷投入精力。看到趨勢的時候，要堅(jiān)決放棄一些無意義的內(nèi)卷，杜絕無用的投入，擁抱高精度、高轉(zhuǎn)速、高可靠性等的產(chǎn)品需求，積極引進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具和制造產(chǎn)線，真正做到生產(chǎn)一代、儲備一代、預(yù)研一代。其次，要擴(kuò)展領(lǐng)域，跳出齒輪這個單一產(chǎn)品，將它放在總成、整車整機(jī)角度，思考哪些事項(xiàng)需要進(jìn)一步分析研究，避免鉆牛角尖，舍棄無用的各類無效社交、會議，做到心中有數(shù)，行動有力。再次，要心胸開闊，避免閉門造齒輪，杜絕唯我獨(dú)尊與唯唯諾諾，大膽發(fā)聲，主動溝通，拜一線人員、專業(yè)技術(shù)大拿、高校、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會人員為師，主動吸收各家所長，變成增長自己能力的能量場。
齒輪，是共和國國徽的圖案，更擔(dān)負(fù)著民族工業(yè)振興的期望。所有的從業(yè)人員，不管是做設(shè)計(jì)的、研究的、做商務(wù)的，做生產(chǎn)的等等，都要有自己的責(zé)任感，踏踏實(shí)實(shí)做好自己的事情。為自己，為企業(yè)，為國家，努力做出自己一點(diǎn)微薄之力。