[发明专利]一种渐开线圆柱齿轮轮齿表面超声强化装置

摘要

本发明属于齿轮齿面强化技术领域，将超声深滚技术与渐开线展成原理有机结合，是一种渐开线圆柱齿轮轮齿表面超声强化装置，包括超声波发生装置、L型超声加工头、压力进给装置、第一滑板、第二滑板、基圆盘、导尺和底座。超声发生装置用以产生高频高能量振动。通过调节压力进给装置，调整初始静压力，根据渐开线展成原理，导尺通过摩擦力带动基圆盘与齿轮转动，被强化齿轮轮齿与超声加工头进行啮合运动，同时超声加工头以线接触的方式，完成对被强化齿轮表面的超声强化；在高频高能量振动与静压力共同作用下，实现对整个齿面的超声强化，使被强化齿轮轮齿表层产生一定深度的残余应力层，从而达到改善磨削后齿轮的应力状态，提高使用寿命的目的。

主权项

一种渐开线圆柱齿轮轮齿表面超声强化装置，包括超声波发生装置、超声加工头、压力进给装置、第一滑板、第二滑板、基圆盘、导尺和底座；其特征是：超声波发生装置由超声波发生器、超声波换能器和变幅杆组成，超声波发生器的输出信号线与超声波换能器相连，变幅杆与超声波换能器采用螺纹无缝连接，使超声发生装置的输出端产生高频高能量的机械振动；超声波换能器通过夹具与第二滑板相连接；用于齿面强化的超声加工头采用L形状，且超声加工头的宽度与被强化齿轮的齿宽相同，超声加工头以线接触的方式与被强化齿轮进行啮合；超声加工头通过螺钉与变幅杆实现无缝连接，变幅杆输出端的高频机械波传递到超声加工头上，通过超声加工头与被强化齿轮的相互啮合，实现被强化齿轮轮齿表面的强化；用于提供初始静压力的压力进给装置由弹簧、弹簧导轨、移动滑块、固定滑块和螺钉组成，弹簧导轨固定在夹具上，弹簧内孔与弹簧导轨间隙配合，实现弹簧在导轨方向上自由伸缩；移动滑块上的孔与弹簧导轨间隙配合，移动滑块在弹簧导轨的牵引下往复直线移动；固定滑块固定在第二滑板上；通过调整固定滑块上的螺钉的位置，调整超声加工头与被强化齿面间初始静压力；基圆盘的直径等于齿轮的理论基圆直径，基圆盘与被强化齿轮装配于同一心轴上，并由螺母紧固，心轴通过轴承装配于第一滑板上；第一滑板与第二滑板安装于底座的导轨上，通过手柄带动第一丝杠，驱动第一滑板直线移动，调整超声加工头与被强化齿轮的相互位置；第二滑板在第二丝杠的带动下，沿着导轨副做往复的直线运动；使超声加工头与被强化齿轮轮齿啮合运动，同时完成对被强化齿轮轮齿的超声强化。