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[推荐] 梁桂明——中国锥齿轮第一人

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发表于 2007-7-15 20:35:47 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏苏州

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  齿轮、麦穗,环绕着天安门的五星红旗,每一位中国人都会面对这枚图案肃然起敬——她是中华人民共和国的国徽。齿轮,在这里是我们民族工业的象征,然而,多少年来,在国际齿轮研究领域,却始终没有中国的一席之地,是洛阳工学院的梁桂明教授填补了这个空白。1 p( |; R" x: }
  他倾其44载年华潜心于齿轮研究,发明的“非零综合变位曲齿锥齿轮技术”,突破了近百年来国际齿轮界的有关定论,成为国际最著名的齿轮机构——美国齿轮协会第一位中国代表。他的另一项成果“统一公式”论文,使国际齿轮会议的讲坛上,第一次插上了五星红旗。
  如今,他的这些成果已经在国内工业的8个领域21家企业里得到应用,创造了累计近两亿元的经济效益。
   “非零变位”由神话到科学
  齿轮传动是现代工业最常见的传动方式,其形状千变万化,但是,唯一不能改变的是轴交角及其相应的“零传动”,即一对齿轮的厚薄大小等数据变化必须同时进行,变位系数设计为0,否则,将无法实现传动。这种设计虽然极大地限制了齿轮的应用和质量,但由于它的不可更改性,使其在全世界范围内沿用近百年,成为定论和真理。   最惊人的创造往往从最普通的应用开始。1955年,毕业于清华大学机械系的梁桂明,来到洛阳拖拉机制造厂,当时,对农业机械化充满热望的中国农民,将全部理想和希望寄托在“东方红”拖拉机上。
8 \- B# V/ p- i4 a3 h7 ~  然而,由于拖拉机中央传动锥齿的寿命不足2000小时,致使厂里出现农民排队买配件的情景,一位买不上备件的乡村干部将一脸的怨气甩给了拖拉机制造者:“卖了黄牛买铁牛,买了铁牛变死牛!”
  这句话深深印在立志以技术报效祖国的梁桂明心里。要提高齿轮寿命,必然要增加强度,挑战“零变位”。在所有同行们的眼中,这是异想天开的神话,但不久后发生的一件事坚定了梁桂明的信心。一台从苏联进口的锥轮铣齿机,在调试时发现达不到设计精度,对方派了高工和技师到现场屡修不复,只好进行赔偿。一直在旁边观察的梁桂明心想,对方只注意到制造精度,如果在装配精度上下些功夫呢?他自告奋勇另辟蹊径,结果不仅修好这台价值数十万元的设备,而且精度比原来还高出半级。
  善于总结的梁桂明对人类已有知识的相对性和条件性有了新的认识:换一个思路想问题,就可能有成功的突破。
  按照这个观点,他采用逆向思维,将传统理论中“零变位”的成立条件易位,推导出一套与传统理论计算不同的体系及其计算公式。紧接着,他对现有机床进行特殊调整,普通刀具就可以加工出“非零变位”的各种新型齿轮,不必另做工艺装备的投资,使理论变成了现实,更为今后成果推广创造了条件。   1974年,第一批新型锥齿轮面世了,经过两年试验,齿轮累计工作寿命一万小时以上,具有综合强度提高30%、寿命延长50%、低噪声、小体积、广适应性和零投资六大优点。机械部的鉴定为:“国内外皆属首创,具有国际先进水平,建议大力推广。”   这项发明的全过程耗去了他27年的心血。
   从实验室走出的亿元效益
  1981年,梁桂明被调入洛阳工学院,在此建立了全国高校唯一的多功能锥齿轮实验室,开始了所创成果的推广工作。
  推广比发明更难,是由我国现阶段的国情所决定的。经济上没有新产品风险资金,体制上造成企业负责人致力于短期利益,因此面对送上门的新产品,生产者也不一定顺利接受。   深知自己这项发明巨大经济效益的梁桂明,成了一位坚定的推广者。梁教授为此担任两个不同的社会角色。作为科技专家的梁桂明,为了使企业接受自己的设计,带领实验室工作人员,根据用户的不同需求和生产条件,设计出“好、短、快、省”的实施方案,这是梁教授的强项,尽管每适应一个用户,都是一次再开发和再创新,他乐此不疲,迎刃而解。
  作为推广者的梁桂明,必须使自己成为社会活动家,在浩若大海的市场里寻找合适的用户、去解决必不可少的资金、与各种人打交道等,这是梁教授的弱项,但是,科学家崇高的使命感,使他奇迹般适应了这一切。
  在此期间,梁桂明还出版了5本200万字的著作,培养出十二届博士、硕士研究生,由“非零变位”总结出的独特的“创造学”,经他讲授后,成为工大校园里最受欢迎的课程之一。
  “非零技术”以其综合效益,获得1992年国家科技发明二等奖。由于一等奖缺位,这是该年度的最高奖项,在这个过程中解决的六大齿轮界难题,也都是世界性的突破。
   地下室里的大教授
  这是北京一处廉价的招待所,一位个子瘦小的老者,双手端着热水走向地下室自己的房间,一个冒失的年轻人由下而上,撞翻了老人手中的脸盆,热水盖顶而下,头上肩上顿时冒出大片水泡……   随着越来越多的探视者,招待所门卫发出惊叹:这个总是住地下室的老头是个大教授呀!在梁桂明身上,对科学的不懈追求和巨大贡献与清贫艰苦的生活,形式了强烈反差。
  “非零”发明推广的两个阶段,梁桂明是在这样两个空间进行思考研究的——洛拖宿舍楼内,他简陋的家里有一处储藏室,勉强放得下一张小桌和一架书柜,一系列世界级的运算推测决断就在这四平方米的空间里进行;后来,在洛阳工学院有了像样的实验室,住房却暂时不能落实,为了节约时间,他就在实验室辟出一角,安放一张折叠床,直到六年后有了住房,这里至今依然是他最理想的去处。有一年冬天,老伴把饺子送到这里,他才恍然大悟:“哦,今天是除夕夜呀!”
; I* `$ N- D9 V/ Z7 w* ]) |: t  为了节约资金,实现他的推广费用“滚动发展”,每次出差,他都要千方百计找最便宜的旅馆,也从不享受教授的软卧待遇,就连十几元的订票费也舍不得花,自己起大早排队买票……这种艰苦的旅程并非一两次,有心人统计,他在1992、1993的两年里,共在10省20市出差50次,平均半月一次,连跟随他的年轻的研究生也自叹不如当时  K: @' V; Z9 h' v8 ]$ D8 M4 B
已经64岁的梁教授。
  梁桂明并非苦行僧,他爱好音乐书法,喜爱和小孙子一起做玩具,但他更明白科学和国家的现实,这种现实需要他过简单的生活。如今,负有盛名的梁桂明依然一身朴素的装束,提着自家缝制的花布书包,悄无声息地劳作着。(图为梁桂明教授在工作室。)
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 楼主| 发表于 2007-7-15 20:36:34 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

中国锥齿轮研究第一人———记锥齿轮专家、河南科技大学教授梁桂明

  齿轮传动是现代工业最常见的传动方式。齿轮,在机械中无处不在。然而,对于如此重要的机械构件,我国从研究到制造一直处于很低水准。建国后很长一段时间不得不仰人鼻息,依靠外国的技术和材料。改变这一状况的正是梁桂明教授。
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    很长一段时间,翻开任何一本机械学教科书,它都会告诉你一条齿轮制造的“金科玉律”,要改变一对齿轮中一个齿轮的变位系数,另一齿轮必须作相应的负变位。这样,一对齿轮的变位系数和为0,称为“零变位”。这种设计虽然极大地限制了齿轮的应用和质量,但由于其百年来被国际齿轮界奉为圭臬,几乎不容任何人怀疑。发达国家都是在遵循“零变位”理论的前提下,靠革新材料和提高加工精度提高齿轮的强度。然而,在材料研究及制造技术低下的中国,走发达国家的老路,显然不能从根本上解决问题。那么,能否从改变齿轮的形状上另辟蹊径呢?能否在强化一个齿轮的同时不弱化另一个齿轮,做到“非零变位”呢?被逼无奈,梁桂明决心挑战“零变位”的理论禁区。
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    梁桂明在自己的“非零变位”领域辛勤地耕耘着,1985年,国家机械部组织对梁桂明教授的“非零变位”锥齿轮进行鉴定,结果表明,和“零变位” 锥齿轮相比,在材料不变的前提下,“非零变位”锥齿轮具有六大明显优势:综合强度提高30%、寿命延长50%、噪声降低2~3分贝、体积缩小1/3、适应性强且不必另作工装投资即可在普通机床上加工。鉴定认为:“在国内外皆属首创,具有国际先进水平。”
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    在齿轮王国耕耘数十年的梁桂明,不仅提出、论证、实践了锥齿轮的“非零变位”理论,而且根据自己的大量研究,提出了计算齿轮强度的“统一公式”。
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    “非零变位”技术由理论变成现实生产力,给社会带来极大的经济效益。
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0 g7 s# {1 t0 e& j1 O; O. \    科技成果利用率低下是科研体制造成的痼疾,梁桂明教授要尽自己力所能及改变这种局面,他不愿意自己的数十年心血仅仅成为各种展览会上的展品,他说,任何科技成果,如果不转化为生产力,那么它的意义就等于零。$ ?/ ]. Z& y) x
  
7 W7 u* E  @; w$ z1 o3 q0 }    正是这种社会责任感,督促着他投身于“非零变位”技术的推广工作。从1984年至今,梁桂明教授几乎跑遍了中国的大中城市。在出差最为频繁的1992、1993两年里,他共到10个省出差50余次,平均每半月一次。
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    在技术推广的过程中,梁桂明教授创造了连续坐火车90小时的个人记录。功夫不负有心人,19年来,“非零变位”锥齿轮技术成功地在全国工程机械、机床、船舶、机车、坦克和石油、煤炭等14个行业中得到应用,创造的直接经济效益数以亿计。
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  {: W* V% X- k    老骥伏枥,志在千里。如今,梁桂明教授已是年逾七十,但他仍在“非零变位”领域里执著跋涉,仍在技术推广的征程上奔波。: d: M8 B) O9 g9 w1 y9 D
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    梁桂明,一位普通的中国学者,普通得一如他打了一辈子交道的齿轮;梁桂明,中国科学家的骄傲,辉煌得亦如他终生为之奋斗的“非零变位”理论。
 楼主| 发表于 2007-7-15 21:08:24 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

我国锥齿轮技术的现状和发展动向

张静 杨宏斌 邓效忠 梁桂明
$ v; Z. p  P; p% o+ C6 b河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003% p+ _+ A) V) N5 w$ `
摘 要:对锥齿轮技术的发展状况和发展方向的系统研究,是促进锥齿轮工业进一步发展和系统研究的重要基础。本文就锥齿轮的设计,加工和材料三个方面进行了系统的论述:非零变位和局部综合法代表了当前先进的设计方法;局部综合法在数控加工中的应用是获得高啮合性能的必要手段。优质碳素钢,复合材料和工程塑料等多种材料的应用是扩展齿轮应用领域的必要保证。最后本文指出锥齿轮的发展趋势是:绿色制造、低噪声、低消耗以及高耐用性。. `; {1 H- M0 @2 h2 E, T
关键词:锥齿轮 发展 中国 设计 加工 材料 非零变位 局部综合法 啮合质量

我国锥齿轮技术的现状和发展动向.pdf

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 楼主| 发表于 2007-7-15 21:15:52 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

新型非零传动曲齿锥齿轮技术

梁桂明 邓效忠
/ b% I+ ~: [3 t- B摘 要:非零传动曲齿锥齿轮是一种发明,它与现代世界各国工业用的零传动曲齿锥齿上比,具有更高的强度、更长的寿命、更小的体积、更低的噪声和最传动比等优点;并可以用现有的锥齿轮加工机床和普通发刀具制造,不必另作轩投资,极易推广。已在机车、工程机械、机床、船艇、煤机等14个行业采用,取得了产品创优、引进产品国产化和提高产品对竞争能力等社会经济效益。
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关键词:非零传动 曲齿锥齿轮 齿轮

新型非零传动曲齿锥齿轮技术.pdf

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 楼主| 发表于 2007-7-15 22:13:05 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

泛曲线齿锥齿轮的创新设计与应用的二次开发

梁桂明
* k; K! s2 c: J洛阳工学院,河南洛阳471039
+ Y( X' X; t: h! Q摘 要:曲线齿锥齿轮和准双曲面齿轮(统称为“泛曲线齿锥齿轮”),是一种十分复杂而应用越来越广泛的传动装置。在设计上为了避免改变轴交角,而采用“零”变位传动(x1+x2=0)设计的齿形制,至今已在各国工业上通用近百年。文章介绍一种“非零”变位传动(x1+x2≠0)设计而又保持轴交角不变的创新齿形制。为了满足生产提出的要求,进行了二次开发。经过第二次创新,能在普通锥齿轮加工床和刀具上切齿,故极易推广。授12年来,已成功地在工程机械、军品、立式机床、机车、船艇、油田、采煤、水泥等机械上采用,取得高综合强度、高可靠性、长寿命、小体积、低噪声、广泛适应性等优点,可取代(或覆盖)全部以美国Gleason为代表的零传动齿制设计的产品,还可实现某些Gleason所达不到的技术要求,故有广泛的应用前景。: b0 e2 w# Z- M+ E5 w
关键词:曲线齿锥齿轮 创新设计 二次开发 准双曲面齿轮

泛曲线齿锥齿轮的创新设计与应用的二次开发.pdf

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 楼主| 发表于 2007-7-15 22:15:52 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

技术创新的源泉——知识的条件性

梁桂明
8 Q# S$ g' p3 z. T2 s; ]2 W洛阳工学院齿轮研究所0 b) N2 @: O" U+ x: V
摘 要:人类文明和科技进步源于创新。创新的内涵源于知识的拓新,而知识拓新又源于知识本身的特征--条件性。自觉地还是自发地运用知识的条件性,具有很大的效果差异。自觉地认识知识的条件性并转化为方法,可加快和顺利地开拓创造性思维,把难题化解,并进行物化,以获得新成果。; N' O  a8 o  E# D% k# G8 ^* P
关键词:知识 条件性 技术创新" v6 a* O9 E. N# `& a

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技术创新的源泉——知识的条件性.pdf

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 楼主| 发表于 2007-7-15 22:19:55 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

齿轮技术的创新和发展趋势

梁桂明
. i% Z2 u% b# w洛阳工学院,洛阳471039
1 I! W, C$ k7 B" y/ J2 j2 p摘 要:最早的齿轮是怎样发明出来的?它源于何方?用于何处?--这是近百年来人们在探索的一个谜。两千年前,在中国、印度、希腊、罗马、埃及出土和出水的铸铁齿轮与青铜齿轮似乎解开了这个谜。其实不然,它们只是第2代齿轮。第1代齿轮是木制齿轮。它源于四千年前,各文明古国发明水力机械中伴生。这是由于这些文明古国聚居大河与海湾,与水有“缘分”所致。第2代齿轮的辉煌点表现在公元前200年中国的发明--指南车上。它在世界上第一次发明了差动机构,第一次实现半自动控制机构,第一次出现有走向功能的机器人。1800年工业革命带来了第3代齿轮,其特征是用直刃刀具成批生产渐开线的钢制齿轮形成了现代齿轮的技术平台。进入21世纪,以高强度复合材料代替资源匮乏的钢材,标志着新一代(第4代)齿轮的到来,它将与知识经济共存。未来50年齿轮创新的趋势,是追求小化、净化、静化,高可靠性、高强度、高转速和低材耗、低能耗、低重量。
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3 L/ o* c- _% b  ?6 o( A5 w( h- c7 V. M关键词:齿轮 创新 发展趋势 发明史 锥齿轮 技术发展 变形齿轮

齿轮技术的创新和发展趋势.pdf

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 楼主| 发表于 2007-7-15 22:22:34 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

螺旋锥齿轮的无根切最小变位系数

杨伯原 梁桂明$ J* p* L" j/ X0 [: G! C: F+ ^) H
洛阳工学院成人教育学院
$ B; Z  o) e! s- g4 g: u1 }摘 要:应用空间啮合理论和优化方法得到各种参数的螺旋锥齿轮无根切最大齿根角θfmax和分锥角δ的关系曲线。验证了美国齿轮设计标准的设计曲线,并扩充了其使用范围。
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- J; I  r/ ^. l3 X关键词:螺旋锥齿轮 根切 变位 无根切

螺旋锥齿轮的无根切最小变位系数.pdf

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发表于 2007-7-17 15:26:20 | 显示全部楼层 来自: 中国四川眉山
中国居然有这等强人,强烈要求将此人此事写入机械原理齿轮传动里面。
发表于 2007-7-17 15:38:26 | 显示全部楼层 来自: 中国河南洛阳
呵呵,去年我见过他,他来我们办公室,我们向他请教齿轮传动的事!
发表于 2007-7-17 22:33:03 | 显示全部楼层 来自: 中国四川德阳
原帖由 来生缘 于 2007-7-17 15:38 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
$ L$ a8 ~2 r1 P. i( W0 t7 ~) h; M呵呵,去年我见过他,他来我们办公室,我们向他请教齿轮传动的事!
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3 Q. E7 \- m- s! [: ~7 L羡慕你啊7 y. b7 {! a  S+ u# P
这种机会太少了
头像被屏蔽
发表于 2007-8-14 12:31:41 | 显示全部楼层 来自: 中国山东淄博
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
发表于 2007-8-16 08:45:02 | 显示全部楼层 来自: 中国四川成都
为我的母校感到自豪与骄傲
发表于 2007-8-24 22:15:13 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
去年到我们公司来过,一直都在讲非变位齿轮的经济效益,对具体的技术问题基本上没提,所以对我来说讲了跟没讲差不多,都搞不清楚是怎么回事
发表于 2007-8-27 19:18:28 | 显示全部楼层 来自: 中国宁夏银川
12、13的同志,咱们是校友啊!我在校时,梁桂明就获得了国家科技发明二等奖,一等奖空缺。确实在齿轮界属于一牛人,不幸的是生在洛工,所以没有评上工程院院士,我都替他惋惜。
发表于 2007-9-1 20:42:07 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江台州
唉,这么牛的人啊,以前真的不知道哦,不过知道洛阳工学院的伞齿轮很厉害,有研究生专业
发表于 2007-9-14 10:02:32 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州
hero是洛工的教师吗?记得梁老当时有个外号叫梁齿轮,洛工的骄傲!看来这里有不少洛工的校友,大家多联系,有机会合作更好。
 楼主| 发表于 2007-9-14 12:04:47 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州

回复 #17 西楼月色 的帖子

不好意思,我与洛工没有任何关系,真的想一见梁教授风采。
发表于 2007-9-23 09:18:41 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江台州

圆拉法计算

可否有人知道直齿锥齿轮圆拉法的计算,以及提供相关圆拉法的计算公式
发表于 2008-6-25 08:43:53 | 显示全部楼层 来自: 中国山东济南
05年我去洛工培训的时候,梁教授出差了,。实在可惜啊
发表于 2008-6-25 18:34:59 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
强人 佩服 中国要多出这种人我们国家的制造业就有望了!
头像被屏蔽
发表于 2008-6-25 20:17:48 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
发表于 2008-7-4 16:38:51 | 显示全部楼层 来自: 中国山东济南
梁教授应该评院士!!!
发表于 2008-7-13 20:46:01 | 显示全部楼层 来自: 中国天津
高人一位啊!见识了!!!
发表于 2008-7-14 17:17:11 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏泰州
零变位就是目前说的高度变位,非零变位就是角度变位,不知道是不是这个意思?请教
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