一种面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置，包括驱动装置、超声强化装置、定向超声强化室；驱动装置包括电机、时间继电器、旋转轴，旋转轴用于安装待加工面齿轮，电机与旋转轴连接，时间继电器与电机相连，用于控制电机的通电/断电时间以控制面齿轮指定角度的旋转；超声强化装置与时间继电器交替工作；定向超声强化室设置于面齿轮与超声强化装置之间，包括第一底座，其上端安装有第一轮齿密封滚道、第二轮齿密封滚道、齿顶保护盖板，齿顶保护盖板上开设有M个尺寸与面齿轮齿面适配的冲击通孔，相邻冲击通孔之间的盖板为尺寸与面齿轮齿顶适配的齿顶保护部。本发明专利技术通过模块化设计暴露在介质击打范围下的模块，保护特定区域，实现定向强化。实现定向强化。实现定向强化。

【技术实现步骤摘要】
一种面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置及方法


[0001]本专利技术涉及超声冲击抗疲劳制造
，具体涉及一种异形零件面齿轮局部定向超声强化的装置及方法。

技术介绍

[0002]齿轮是工业化的象征。机械装备有运动传递/变换就有齿轮。齿轮是机械装备量大面广的关键基础构件，它是决定机械装备主要功能、使用寿命和可靠性的要素之一，其主要失效模式是疲劳(齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳)。轮齿的疲劳断裂一般发生在齿根部位，因为齿根存在应力最大、应力集中最高，而且轮齿受力后齿根部受弯曲应力的反复作用，当齿根过渡圆角处的交变应力超过了疲劳极限时将产生疲劳裂纹，疲劳裂纹不断扩展，最终造成齿根的突然折断。轮齿受力后，齿面接触处将产生循环变化的接触应力，在接触应力反复作用下，轮齿次表层或表层萌生裂纹，疲劳裂纹扩展使齿面产生剥落而形成麻点，称为表面接触疲劳失效，一般多出现在节线附近的齿面上。抗疲劳制造是长寿命传动齿轮的基础和保障。抗疲劳制造是以疲劳性能为主要判据和提高疲劳强度的先进制造技术。它是以达到制造构件与设计性能一致为己任的基础制造技术，也是典型的高效、低排放、绿色环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置，其特征在于，包括用于驱动面齿轮转动的驱动装置、超声强化装置、定向超声强化室；所述驱动装置包括电机、时间继电器、旋转轴，所述旋转轴用于固定安装待加工面齿轮，所述电机的输出轴与旋转轴连接，驱动旋转轴带动面齿轮同步转动，所述时间继电器与电机相连，用于控制电机的通电/断电时间以控制面齿轮指定角度的旋转，将指定强化区域齿根、齿面暴露在所述定向超声强化室的强化范围内；所述超声强化装置设置于面齿轮下方，用于对面齿轮进行超声冲击梯度纳米强化处理；所述超声强化装置与时间继电器交替工作，超声强化装置工作时，电机断电，电机通电时，超声强化装置停止工作；所述定向超声强化室设置于面齿轮与超声强化装置之间，定向超声强化室包括第一底座，所述第一底座上开设有用于容纳超声喷丸腔的通孔，第一底座上端通过可拆卸的方式依次安装有第一轮齿密封滚道、第二轮齿密封滚道、齿顶保护盖板，且第一轮齿密封滚道、第二轮齿密封滚道分别紧密设置于齿顶保护盖板两侧，所述齿顶保护盖板上开设有M个尺寸与面齿轮齿面适配的冲击通孔，M≥1，所述冲击通孔即为所述定向超声强化室的强化范围，当M＞1时，相邻冲击通孔之间的盖板为尺寸与面齿轮齿顶适配的齿顶保护部。2.根据权利要求1所述的面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置，其特征在于，设电机输出转速为n，n的范围为0～1000rpm，转过单位角度所需的时间：由此可得转过一个轮齿所需要的时间：式中，N为面齿轮轮齿总个数；所述超声强化装置同时处理的轮齿数量为所述M，则时间继电器的通电时间设置为T1＝Mt；时间继电器的断电时间为超声冲击处理时间T2，T2的范围为1s～1200s。3.根据权利要求1所述的面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置，其特征在于，所述超声强化装置包括超声喷丸腔、超声波探头、小球，所述超声喷丸腔的上下两端均开口，所述超声波探头从下端开口伸入超声喷丸腔内部，所述小球置于超声波探头上，覆盖超声波探头上表面，超声喷丸腔的上端开口置于待加工面齿轮下端，并实现间隙配合。4.根据权利要求1所述的面齿轮超声冲击梯度纳米强化装置，其特征在于，所述装置还包括连续超声强化室，所述连续超声强化室用于在对于齿顶不作保护要求的工况下替换所述定向超声强化室。5.根据权利要求4所述的面齿轮超声冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹飞，宋超，华林，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：