[發明專利]齒輪齒面超聲縱扭復合振動對滾擠壓強化系統

在審

• 申請號: 202011076598.4
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112222758A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙波;高國富;向道輝;焦鋒;崔峰;姜燕;趙重陽;王曉博;史戰立;張治蒙;張志強
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B23P9/04
• 分類號: B23P9/04;B23F19/00
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

本發明公開了一種齒輪齒面超聲縱扭復合振動對滾擠壓強化系統，它包括機架、主工作臺、副工作臺；所述主工作臺包括有十字燕尾槽滑臺、帶縱扭變幅系統的主軸組件、碳刷組件及永磁伺服電機；所述十字燕尾槽滑臺可以實現水平面內x和y方向移動；所述碳刷組件為無限傳輸電流實現提供了條件；所述永磁伺服電機用來提供主軸組件旋轉所需要的動力；所述變幅桿系統包括超聲縱扭變幅桿、超聲振動發生器，變幅桿前端安裝有工具齒輪。本發明工具齒輪在嚙合的同時做縱向及扭轉的超聲振動，兩個嚙合齒輪齒面間存在擠壓力，被加工齒輪齒面在二者之間擠壓力下受到高頻錘擊作用，這樣就可以提高被加工齒輪的表面力學性能進而提高齒輪的疲勞壽命。

技術領域：

本發明涉及一種超聲波應用技術，特別是涉及一種齒輪齒面超聲縱扭復合振動對滾擠壓強化系統。

背景技術：

超聲滾壓強化技術是將滾壓技術與超聲相結合的復合特種加工技術，大多數超聲滾壓強化技術多應用于外圓的精加工、平面強化加工中。超聲滾壓強化可以有效提高材料表面力學性能，但是將超聲滾壓強化技術應用于高性能齒面加工的裝置較少，現有研究超聲滾壓齒面的裝置加工效率低或僅限于實驗階段。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種設計合理、強化效果好且提高齒輪疲勞壽命的齒輪齒面超聲縱扭復合振動對滾擠壓強化系統。

本發明的技術方案是：

一種齒輪齒面超聲縱扭復合振動對滾擠壓強化系統，包括機架、主工作臺和副工作臺三大部分，其特征是：所述主工作臺（2）包括十字形燕尾槽滑臺（21）、主軸組件（22）、碳刷組件（23）、永磁伺服電機（24），所述主軸組件（22）、碳刷組件（23）、永磁伺服電機（24）依次安裝在所述十字形燕尾槽滑臺（21）上，所述十字形燕尾槽滑臺（21）與所述機架（1）連接，所述十字形燕尾槽滑臺（21）能夠實現x方向和y方向的移動；所述主軸組件與永磁伺服電機之間通過膜片聯軸節（25）接連；

所述副工作臺（3）包括T型槽工作臺（31）、制動器（32）、膜片聯軸節（33）、扭矩儀（34）、膜片聯軸節（35）和副主軸組件（36），所述制動器（32）、扭矩儀（33）、副主軸組件（36）依次安裝在所述T型槽工作臺（31）上，兩兩之間通過所述膜片聯軸節（33、35）聯接，所述T型槽工作臺（31）與所述機架（1）連接，所述制動器（32）通過聯軸節將扭矩施加到所述副主軸組件36之上；

所述主軸組件（22）包括齒輪超聲縱扭擠壓裝置（221）、軸承座組件（222）、套筒組件（223）；其中所述齒輪超聲縱扭擠壓裝置（221）安裝在所述套筒（223）上；所述套筒組件（223）通過圓錐滾子軸承連接到軸承座組件（222）；

所述超聲縱扭擠壓裝置（221）包括工具齒輪（2211）、超聲縱扭變幅桿（2212）、換能器（2213）；所述工具齒輪（2211）通過螺母及平鍵安裝在所述變幅桿（2212）上；所述超聲變幅桿（2212）、換能器（2213）通過雙頭螺栓連接一起。

所述套筒組件（223）是容納所述超聲縱扭擠壓裝置（221）的部件，所述套筒組件（223）分為前套筒（2231）和連接筒（2232），所述連接筒（2232）外側安裝銅環組件（2233）；所述連接筒（2232）上設置有孔徑，是導線的通道，導線用來連接所述換能器（2213）和銅環組件（2233），以便完成外部電流與換能器的接連。

所述前套筒（2231）通過設計計算尋找到節點位置，即在諧振時位移為0處，在節點位置安裝軸承，是超聲振動損失最小，起到二次減震的作用。