数据显示，我国齿轮行业从2007年开始，进入快速增长期，2014—2017年进入调整期， 2017年再次出现高速增长，2019 年产值达到2800亿元，同比增长 7.7%。2007—2019年，我国齿轮行业产值如图1所示。
图1 2007-2019年我国齿轮行业产值
2020年，我国齿轮工业在新能源汽车、机器人、工程机械、 风力发电、轨道交通和航空航天等领域都取得喜人成绩。得益于此，尽管第一季度受疫情影响较大，但从第二季度起，在国家复工复产、税收减免等一系列政策的刺激下快速恢复，三季度突飞猛进，四季度预计也将有新的突破。按齿轮与电驱动分会估计，2020年，我国齿轮工业总产值将达到3 000亿元人民币，稳居世界第一制造大国和机械通用零部件行业最大市场。
目前，我国齿轮制造企业有5 000 多家，骨干企业300多家，其中法士特、南高齿、双环传动、重齿、杭齿等行业龙头企 业，在各自细分市场取得了亮眼的成绩。按照齿轮产品的档次来分，高、中、低端产品的比例大约为25%、35%和40%。我国齿轮行业高中低端产品比例见图2。总体来说，齿轮行业整体创新能力逐步提升，产品处于从中低端向高端转变的过程中。
图2 我国齿轮行业高中低端产品比例
2019年，中国齿轮产业规模已达到2 800亿元，按中高端齿轮产值比约60%计算，2019年中高端齿轮产值约为1 680亿元，随着机械制造业的转型升级，中高端齿轮产值规模以及占比有望稳步上升。
从消费端来看，齿轮主要用于各种汽车、工程机械、舰船、轨道交通装备、机器人、发电装备、冶金建材装备等。高端齿轮对精度、噪声、传动效率、功率体积比、可靠性和使用寿命等的要求越来越高。目前，汽车、机器人、高铁等领域使用的齿轮传动装置依然存在大量进口。2005—2017年我国齿轮行业进出口情况见图3。2017年，我国齿轮产品进口额160亿美元，出口额60亿美元，逆差约为100亿美元。
图3 2005-2017年我国齿轮行业进出口情况
二、影响我国齿轮生产升级的几个因素
1、国内齿轮行业基础研究和基础试验不足，共性技术及工艺亟待突破
在材料方面，目前国内与日本、德国、美国生产的齿轮钢相比，存在的差距主要是：国内齿轮材料标准落后，牌号未形成系列化。齿轮钢中含有大量氧化物及非金属夹杂物杂质，且杂质分布不均匀，大颗粒夹杂物含量较多，造成产品性能差，硬度波动大，容易变形或开裂，产品寿命短。在轧制、锻造和热处理过程中，杂质容易导致齿轮零件出现局部疏松、变形和开裂等现象。其次，我国热处理工艺基础薄弱，国外齿轮行业普遍采用真空渗碳和稀土渗碳工艺，而国内还在采用气体渗碳，严重影响高端齿轮的性能和寿命。
另外，全行业试验检测服务能力薄弱，许多新产品没有经过第三方检测、验证和评价，行业难以积累可共享的设计、制造及性能试验等基础数据，直接影响齿轮行业整体设计水平和创新能力的提高。齿轮行业标准化投入少，造成适用标准少，贯标率低，难以满足产业发展的需要。
2、国产齿轮机床的精度和精度保持性有待于进一步提高
齿轮加工按照工序划分大致可分为齿坯加工、热前制齿、热后精加工3 个阶段。齿坯加工阶段主要加工设备以全功能数控车床为主，经过多年发展，该类设备已经满足高效高精度要求。热前制齿设备主要包括滚齿机、插齿机、车齿(刮齿)机、剃齿机等，热后精加工设备主要包括磨齿机、强力珩齿机等。目前，除毛坯制造阶段所采用的数控车外，其他制齿设备还大量依赖进口，特别是热后精加工阶段，在磨齿和强力珩齿领域，国外设备几乎处于垄断地位。在齿轮加工行业，大部分制齿设备都是进口品牌，包括美国格里森、瑞士莱斯豪尔和德国利勃海尔、埃马克、卡帕等。
近年来，我国齿轮加工机床行业突破国外技术封锁，自主创新成果突出，相继开发出的具有自主知识产权的高精、高速、高效的各类型数控齿轮加工机床，改变了数控齿轮加工机床几乎完全依靠进口的局面，如国内的秦川机床、重庆机床、南二机等等。但我国 仍有一些高端齿轮制造装备空白，并且现有的装备在精度、寿命、可靠性、加工效率、智能化水平等多方面仍存在较大差距，要达到国际水平，还需在多层面上开展系统性的基础研究及技术创新。
3、高端夹具被国外垄断，影响齿轮行业快速升级
国内齿轮行业中，夹具费用通常只占到齿轮加工成本的2%~4%，但却对整个加工环节起到至关重要的作用。中高端齿轮制造工艺中对夹具的精度要求高：一般粗加工0.01 mm，精加工0.005 mm，重复精度0.002 mm以内。此类夹具都属于高端回转类夹具，包括各类高精度卡盘、滚齿夹具、磨齿夹具、珩齿夹具等等。高端夹具应具备高精度、高效率、标准化、柔性化等特点，以应对中高端齿轮的高精、高效、高稳定性、自动化加工。
目前，世界主要齿轮加工机床供货商均为欧美日厂商，与之配置的齿轮加工用高端夹具也随之进入国内市场，如美国的福卡特、日本的帝国和德国雄克、柯尼格、翰伯格埃莫克、Mytec、罗姆等等。近几年，国内少数企业在高端齿轮夹具技术上取得了重大突破，如森泰英格在国内率先研发出液胀夹具、粘结夹具等高精度夹具产品，产品精度、性能及使用寿命达到国外先进水平，能够满足高端齿轮制造高精度、稳定、快速装夹的工艺要求。但是国内品牌的知名度和市场占有率较小，未来在高端夹具的替代上有巨大市场空间。
4、齿轮刀具及磨料磨具性能有待于进一步提高，高效加工刀具保证齿轮产品质量稳定性及提高生产效率
为了满足高精和高效切削加工齿轮的需要，近年来，齿轮刀具的研发也与数控高效机床的发展保持了同步并取得了很大进展。随着硬质合金材料的发展和加工技术的进步，在齿轮加工中使用硬质合金整体和可转位刀具代替传统高速钢刀具的比例越来越高，在欧洲发达国家已高达70%以上。近年来国外各刀具厂商如德国英格索尔、瑞典山特维克和美国格里森、肯纳等研发了各种硬质合金及硬质合金可转位齿轮刀具，大幅提高了齿轮加工的效率和刀具的使用寿命。特别是风电行业大型内齿圈的高效加工中，硬质合金可转位刀具除了可用于粗切外，还可直接精切齿轮。国内如汉江工具 厂、恒锋工具、江阴赛特、哈一工等也 研发了此类刀具，但相比于国外产品 质量和性能，还有一定差距。
由于中高端齿轮精加工的精密高速磨床主要依赖进口，在齿轮磨削砂轮方面，国外品牌具有与进口设备配套的先发优势，3M、珂箔石等国外品牌垄断国内中高端齿轮磨削砂轮市场。多年来，我国虽然在磨料磨具上取得了一定进展，特别是磨料方面，我国大量出口国外，甚至国际知名品牌使用的磨料都来自中国，但我国在砂轮制造技术上与国外仍有一定差距。
三、展望未来：政策鼓励齿轮加工配套企业做大做强，未来齿轮市场国产化替代趋势增强
目前，受新冠疫情、国际形势瞬息万变，呈现出长期复杂不确定性的特点。 当下大环境对于国内齿轮行业是重大机遇，要以加强国内循环为主，打造完整的产业链。
国家高度重视产业基础能力，齿轮行业要依托智能制造、绿色制造、补短板、国家支持实体经济等政策，在研发、制造、应用及产业化方面，集中力量突破关键点，以政策为保障，实行产业技术再造，突破卡脖子问题。
我国齿轮行业在新形势下，抓住机遇，狠抓创新，攻克影响齿轮行业升级的瓶颈，在高端齿轮领域快速做大做强。未来，高端齿轮市场国产化替代的趋势会愈来愈强，我国齿轮行业的 “春天”已经到来。