數據顯示，我國齒輪行業從2007年開始，進入快速增長期，2014—2017年進入調整期， 2017年再次出現高速增長，2019 年產值達到2800億元，同比增長 7.7%。2007—2019年，我國齒輪行業產值如圖1所示。
圖1 2007-2019年我國齒輪行業產值
2020年，我國齒輪工業在新能源汽車、機器人、工程機械、 風力發電、軌道交通和航空航天等領域都取得喜人成績。得益于此，盡管第一季度受疫情影響較大，但從第二季度起，在國家復工復產、稅收減免等一系列政策的刺激下快速恢復，三季度突飛猛進，四季度預計也將有新的突破。按齒輪與電驅動分會估計，2020年，我國齒輪工業總產值將達到3 000億元人民幣，穩居世界第一制造大國和機械通用零部件行業最大市場。
目前，我國齒輪制造企業有5 000 多家，骨干企業300多家，其中法士特、南高齒、雙環傳動、重齒、杭齒等行業龍頭企 業，在各自細分市場取得了亮眼的成績。按照齒輪產品的檔次來分，高、中、低端產品的比例大約為25%、35%和40%。我國齒輪行業高中低端產品比例見圖2。總體來說，齒輪行業整體創新能力逐步提升，產品處于從中低端向高端轉變的過程中。
圖2 我國齒輪行業高中低端產品比例
2019年，中國齒輪產業規模已達到2 800億元，按中高端齒輪產值比約60%計算，2019年中高端齒輪產值約為1 680億元，隨著機械制造業的轉型升級，中高端齒輪產值規模以及占比有望穩步上升。
從消費端來看，齒輪主要用于各種汽車、工程機械、艦船、軌道交通裝備、機器人、發電裝備、冶金建材裝備等。高端齒輪對精度、噪聲、傳動效率、功率體積比、可靠性和使用壽命等的要求越來越高。目前，汽車、機器人、高鐵等領域使用的齒輪傳動裝置依然存在大量進口。2005—2017年我國齒輪行業進出口情況見圖3。2017年，我國齒輪產品進口額160億美元，出口額60億美元，逆差約為100億美元。
圖3 2005-2017年我國齒輪行業進出口情況
二、影響我國齒輪生產升級的幾個因素
1、國內齒輪行業基礎研究和基礎試驗不足，共性技術及工藝亟待突破
在材料方面，目前國內與日本、德國、美國生產的齒輪鋼相比，存在的差距主要是：國內齒輪材料標準落后，牌號未形成系列化。齒輪鋼中含有大量氧化物及非金屬夾雜物雜質，且雜質分布不均勻，大顆粒夾雜物含量較多，造成產品性能差，硬度波動大，容易變形或開裂，產品壽命短。在軋制、鍛造和熱處理過程中，雜質容易導致齒輪零件出現局部疏松、變形和開裂等現象。其次，我國熱處理工藝基礎薄弱，國外齒輪行業普遍采用真空滲碳和稀土滲碳工藝，而國內還在采用氣體滲碳，嚴重影響高端齒輪的性能和壽命。
另外，全行業試驗檢測服務能力薄弱，許多新產品沒有經過第三方檢測、驗證和評價，行業難以積累可共享的設計、制造及性能試驗等基礎數據，直接影響齒輪行業整體設計水平和創新能力的提高。齒輪行業標準化投入少，造成適用標準少，貫標率低，難以滿足產業發展的需要。
2、國產齒輪機床的精度和精度保持性有待于進一步提高
齒輪加工按照工序劃分大致可分為齒坯加工、熱前制齒、熱后精加工3 個階段。齒坯加工階段主要加工設備以全功能數控車床為主，經過多年發展，該類設備已經滿足高效高精度要求。熱前制齒設備主要包括滾齒機、插齒機、車齒(刮齒)機、剃齒機等，熱后精加工設備主要包括磨齒機、強力珩齒機等。目前，除毛坯制造階段所采用的數控車外，其他制齒設備還大量依賴進口，特別是熱后精加工階段，在磨齒和強力珩齒領域，國外設備幾乎處于壟斷地位。在齒輪加工行業，大部分制齒設備都是進口品牌，包括美國格里森、瑞士萊斯豪爾和德國利勃海爾、埃馬克、卡帕等。
近年來，我國齒輪加工機床行業突破國外技術封鎖，自主創新成果突出，相繼開發出的具有自主知識產權的高精、高速、高效的各類型數控齒輪加工機床，改變了數控齒輪加工機床幾乎完全依靠進口的局面，如國內的秦川機床、重慶機床、南二機等等。但我國 仍有一些高端齒輪制造裝備空白，并且現有的裝備在精度、壽命、可靠性、加工效率、智能化水平等多方面仍存在較大差距，要達到國際水平，還需在多層面上開展系統性的基礎研究及技術創新。
3、高端夾具被國外壟斷，影響齒輪行業快速升級
國內齒輪行業中，夾具費用通常只占到齒輪加工成本的2%~4%，但卻對整個加工環節起到至關重要的作用。中高端齒輪制造工藝中對夾具的精度要求高：一般粗加工0.01 mm，精加工0.005 mm，重復精度0.002 mm以內。此類夾具都屬于高端回轉類夾具，包括各類高精度卡盤、滾齒夾具、磨齒夾具、珩齒夾具等等。高端夾具應具備高精度、高效率、標準化、柔性化等特點，以應對中高端齒輪的高精、高效、高穩定性、自動化加工。
目前，世界主要齒輪加工機床供貨商均為歐美日廠商，與之配置的齒輪加工用高端夾具也隨之進入國內市場，如美國的福卡特、日本的帝國和德國雄克、柯尼格、翰伯格埃莫克、Mytec、羅姆等等。近幾年，國內少數企業在高端齒輪夾具技術上取得了重大突破，如森泰英格在國內率先研發出液脹夾具、粘結夾具等高精度夾具產品，產品精度、性能及使用壽命達到國外先進水平，能夠滿足高端齒輪制造高精度、穩定、快速裝夾的工藝要求。但是國內品牌的知名度和市場占有率較小，未來在高端夾具的替代上有巨大市場空間。
4、齒輪刀具及磨料磨具性能有待于進一步提高，高效加工刀具保證齒輪產品質量穩定性及提高生產效率
為了滿足高精和高效切削加工齒輪的需要，近年來，齒輪刀具的研發也與數控高效機床的發展保持了同步并取得了很大進展。隨著硬質合金材料的發展和加工技術的進步，在齒輪加工中使用硬質合金整體和可轉位刀具代替傳統高速鋼刀具的比例越來越高，在歐洲發達國家已高達70%以上。近年來國外各刀具廠商如德國英格索爾、瑞典山特維克和美國格里森、肯納等研發了各種硬質合金及硬質合金可轉位齒輪刀具，大幅提高了齒輪加工的效率和刀具的使用壽命。特別是風電行業大型內齒圈的高效加工中，硬質合金可轉位刀具除了可用于粗切外，還可直接精切齒輪。國內如漢江工具 廠、恒鋒工具、江陰賽特、哈一工等也 研發了此類刀具，但相比于國外產品 質量和性能，還有一定差距。
由于中高端齒輪精加工的精密高速磨床主要依賴進口，在齒輪磨削砂輪方面，國外品牌具有與進口設備配套的先發優勢，3M、珂箔石等國外品牌壟斷國內中高端齒輪磨削砂輪市場。多年來，我國雖然在磨料磨具上取得了一定進展，特別是磨料方面，我國大量出口國外，甚至國際知名品牌使用的磨料都來自中國，但我國在砂輪制造技術上與國外仍有一定差距。
三、展望未來：政策鼓勵齒輪加工配套企業做大做強，未來齒輪市場國產化替代趨勢增強
目前，受新冠疫情、國際形勢瞬息萬變，呈現出長期復雜不確定性的特點。 當下大環境對于國內齒輪行業是重大機遇，要以加強國內循環為主，打造完整的產業鏈。
國家高度重視產業基礎能力，齒輪行業要依托智能制造、綠色制造、補短板、國家支持實體經濟等政策，在研發、制造、應用及產業化方面，集中力量突破關鍵點，以政策為保障，實行產業技術再造，突破卡脖子問題。
我國齒輪行業在新形勢下，抓住機遇，狠抓創新，攻克影響齒輪行業升級的瓶頸，在高端齒輪領域快速做大做強。未來，高端齒輪市場國產化替代的趨勢會愈來愈強，我國齒輪行業的 “春天”已經到來。