【阅读提示】

　　今年元旦期间，扬州大学机械学院教授、机电系主任宋爱平收到了好消息，两家生产减速机的国内知名企业正式试用由他研制出的弧形齿轮，并与常用的齿轮进行长达半年的对比论证实验。为了研制这种弧形齿轮，宋爱平已经花费了10年时间，甚至“变身”机床工人，先后造出三代能够生产弧形齿轮的机床。这种齿轮如果投入使用，能大大减轻汽车、飞机、轮船等设备的重量，并使其能够更快地加速与制动，市场价值巨大。

1一次赌气 他用10年研究一个齿轮

　　今年50岁的宋爱平关于弧形齿轮的研究，起始于2003年。当时有篇报道说，上世纪80年代起，欧美发达国家为了研制弧齿线圆柱齿轮，经历多年仍未能攻克工艺关。

　　经过长期的思考，宋爱平有了关于弧形齿轮的想法。一年后，他撰写并申报的《弧形圆柱齿轮及其加工方法》，很快获得国家发明专利，这也是国内首个关于弧形齿轮的发明专利。仅此，宋爱平已足够称得上国内“弧形齿轮权威”，并坐享其成。

　　然而，宋爱平当年向国内一位企业家介绍成果时，这位企业家却流露出不屑，“人家老外都没有开发出，你们能拿出样品给我们看吗？”

　　宋爱平听了这话，决定自己制造一个弧形齿轮。他相信，有自己的理论支持，用不了多久就会成功。然而，让宋爱平没想到的是，当第一个具有实用价值的弧形齿轮下线，已是2014年仲夏季，自己已花去了10年的光阴。

2作用巨大 能让汽车飞机加速更快

　　最常见的齿轮莫过于直齿、斜齿、人字齿，甚至锥形齿轮，但关于弧形齿轮，则很少有人听说。记者百度搜索“弧形齿轮”相关的新闻，只搜索到12条。

　　昨日，在扬州大学机械工程学院实验室，两个弧形齿轮吸引了记者的眼球，一排排齿轮片像一把把“弯月刀”闪闪发亮。

　　“弧形齿轮在相互传动时，相比直齿，接触面积增加很多，相同规格下，可提高50%的承裁力。”宋爱平介绍，除此外，弧形齿轮还有两大优越性：一是每个接触点上的负载减少，使用寿命更长；二是震动减少，降低了齿轮传动的噪声。

　　“齿轮常用于减速机、变速箱的生产。以汽车变速箱系统为例，据我们研究测算，可以减轻30%的重量。”宋爱平对记者表示，齿轮重量减轻可以使设备启动速度和制动速度加快，尤其对汽车、轮船、飞机等发动机装备的研制有极为重要的作用。

3屡败屡战 他设计制造3代数控机床

　　制作这样的齿轮，宋爱平费了不少事。当年他首先遇到的难题是，能做出弧形齿轮的机床，遍寻国内外也没有。宋爱平坦言，自己虽对机械工程轻车熟路，但是对于计算机、控制却是门外汉，一切需要从零学习。

　　2007年，宋爱平自掏腰包5万元，设计制造出的第一代弧齿圆柱齿轮数控机床问世。“没想到第一代机床因为种种问题，一个齿轮也没能制作出来。”

　　2009年，他获得了10万元的扬州市市校合作经费，2010年，第二代齿轮加工设备下线，而全球第一个弧形齿轮也终于面世。宋爱平回忆说，“这个齿轮很小，精度也不够，事实上还不具备实用性。”

　　虽然已经能够制作出弧形齿轮，但第二代加工机床，无论是加工效率还是加工深度都没有达到理想的要求。宋爱平又开始了第三代机床的研究。

　　2014年，第三代弧形齿轮数控加工机床终于成功问世。“生产制作出的齿轮无论是效率、精度都达到了常用齿轮的要求。”宋爱平告诉记者。而研究了弧形齿轮十年，宋爱平也做了10年的机床研发工程师和操作工。现在的他，看上去更像是一个工厂里的老师傅。

4首次运行 将与传统齿轮进行半年PK

　　中国已成为齿轮消费大国，2013年齿轮产业市场产值达1600多亿元，其中，发达国家齿轮占据了国内高端市场。如果弧形齿轮能够取代10%的市场份额，那就是160亿元的市场。齿轮虽小，价值广大。

　　“弧形齿轮，到底能不能取代常用的齿轮，除了要有实验室的数据，还需要在实际运用中检验它的承载力、使用寿命等等。”宋爱平告诉记者，去年下半年最新一代弧形齿轮研制成功后，已引起方方面面的关注，一些国内生产减速机、变速箱的知名企业已上门联系。

　　“有的希望进行产学研合作，有的提出共同开发弧形齿轮机床生产。”宋爱平说，扬州大学也希望将弧形齿轮作为2015年有关科学奖项往上申报。

　　而宋爱平心里明白，弧形齿轮至今还算不上完全的成功，在实现有效替代常用齿轮的目标前，它还差一场与传统齿轮的大PK。

　　2014年底，两家国内大型减速机企业与宋爱平达成协议，各自承办一场弧形齿轮与传统齿轮的对抗赛。

　　“在同等条件、同一规格下，两种齿轮每天24小时持续运转，以半年为限，到时以实际结果来论证弧形齿轮的承载能力、噪声和使用寿命是否比传统齿轮更加优越。”宋爱平充满自信地说，“即使没有达到预期效果，它也可以为今后的改进提供更为翔实的一手资料。”记者 孙炎 邱凌

报道链接：http://www.yznews.com.cn/yzwb/html/2015-01/19/content_655386.htm

                              ——1月19日《扬州晚报》