巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈制造技术

巨型齿轮淬火斐波那契对称结构感应加热线圈，包括密集区、过度区以及疏松区，密集区置于感应加热线圈的中间，密集区的两端分别通过过度区与疏松区连接；过渡区和疏松区关于所述密集区呈现沿待淬火齿轮边缘切向对称分布；密集区、过度区及疏松区均包括多匝线圈，相邻两匝线圈通过半圆弧段连接，每匝线圈包括相连接的线圈外沿和直线段，相邻两匝线圈的直线段通过半圆弧段连接以形成位于齿轮外缘上下表面处的齿牙端面加热段；密集区中设置的密集间隔区长度、过度区中设置的过度间隔区长度、疏松区中设置的疏松间隔区长度呈斐波那契数列排列。本发明专利技术能解决传统感应加热线圈对巨型齿轮进行淬火感应加热时出现局部材料硬化强度下降现象的问题。降现象的问题。降现象的问题。

【技术实现步骤摘要】
巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈


[0001]本专利技术属于工件感应加热装置
，特别涉及一种巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈。

技术介绍

[0002]现有技术中，加工好的金属工件需要经过淬火热处理，以改变工件表面金属相变结构，从而提高工件表面硬化强度。为了提高热处理效率，通常采用感应加热技术。在齿轮制造
中，一般采用感应线圈加热淬火技术以提高齿面硬度。由于巨型齿轮直径较大，采用全包围式感应线圈将齿轮包裹加热的方式成本过高，且以往巨型齿轮采用感应加热淬火技术时，往往在齿轮开始加热端和结束加热端的衔接处经淬火后与齿轮其它地方相比较材料硬度下降严重。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈，以解决传统感应加热线圈对巨型齿轮进行淬火感应加热时出现局部材料硬化强度下降现象的问题，进而使得齿轮经过本专利技术淬火后金属相变更均匀。
[0004]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈，包括密集区、过度区以及疏松区，疏松区置于感应加热线圈的两端，密集区置于感应加热线圈的中间，密集区的两端分别通过一过度区与对应的疏松区连接；感应加热线圈呈圆弧状，感应加热线圈对应的圆心与待淬火齿轮的圆心为同心设置，过渡区和疏松区关于所述密集区呈现沿待淬火齿轮边缘切向对称分布；密集区、过度区及疏松区均包括多匝线圈，相邻两匝线圈通过半圆弧段连接，每匝线圈包括相连接的线圈外沿和直线段，线圈外沿沿待淬火齿轮厚度方向延伸，相邻两匝线圈的直线段通过半圆弧段连接以形成位于齿轮外缘上下表面处的齿牙端面加热段，相邻齿牙端面加热段相对于齿轮为上下交错分布；密集区包括若干个密集间隔区，密集区中的相邻两匝线圈之间形成一个密集间隔区；过度区包括若干个过度间隔区，过渡区中的相邻两匝线圈之间形成一个过度间隔区；疏松区包括若干个疏松间隔区，疏松区中的相邻两匝线圈之间形成一个疏松间隔区；沿待淬火齿轮外缘切线方向上，密集间隔区的长度、过度间隔区的长度和疏松间隔区的长度呈斐波那契数列排列。
[0005]进一步的，齿牙端面加热段中的两个直线段相互平行分布，以使齿牙端面加热段呈U形。
[0006]进一步的，位于一个疏松区外侧的线圈外沿具有正极连接端，位于另一个疏松区外侧的线圈外沿具有负极连接端。
[0007]进一步的，密集区包括五个密集间隔区，过度区包括五个过度间隔区，疏松区包括五个疏松间隔区。
[0008]进一步的，密集间隔区的长度为4d，过度间隔区的长度为7d，疏松间隔区的长度为
11d，其中d是感应加热线圈的导线直径。
[0009]进一步的，设待淬火齿轮的边缘厚度为h1，线圈外沿端部距待淬火齿轮外缘上下表面的距离均为h2，线圈外沿高度为h3，则有h3＝h1+2h2，其中h2＝1.5d，其中d是感应加热线圈的导线直径。
[0010]进一步的，设R2为待淬火齿轮的齿顶圆半径，R1为待淬火齿轮的齿根圆半径，h为齿牙全高，则有h＝R2
‑
R1；
[0011]密集区相邻两匝线圈相对齿轮中心夹角为：θ1＝4d/(R2+1.5d)；
[0012]过度区相邻两匝线圈相对齿轮中心夹角为：θ2＝7d/(R2+1.5d)；
[0013]疏松区相邻两匝线圈相对齿轮中心夹角为：θ3＝11d/(R2+1.5d)。
[0014]进一步的，设直线段的长度为h4，则有h4＝h+1.5d；密集区的半圆弧段的曲率半径为h7＝2d；过度区的半圆弧段的曲率半径为h6＝3.5d；疏松区的半圆弧段的曲率半径为h5＝5.5d。
[0015]借由上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术提出的感应加热线圈采用了对称变间距多匝感应加热线圈对巨型齿轮进行淬火感应加热，改善了巨型齿轮淬火感应加热始未端衔接处金属相变突变特性，使得整个齿轮经过感应加热淬火后金属相变均匀，硬化分布均匀；在感应加热过程中巨型齿轮可沿中心轴缓慢旋转，使得进入感应加热线圈的齿轮逐渐加热升温，离开感应加热线圈时温度下降缓和，避免温度骤变造成的影响，使得巨型齿轮的齿牙及其齿根处金属充分相变。此外，本专利技术在齿牙上下端面处设置齿牙端面加热段，从而能对齿牙及其齿根区域实现更全面、更均匀的加热。
[0017]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0018]图1是本专利技术巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈与待淬火齿轮配合时的立体透视结构示意图。
[0019]图2是本专利技术与待淬火齿轮配合时的相对位置局部放大图。
[0020]图3是本专利技术巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈的结构示意图。
[0021]图4是本专利技术感应加热线圈(一部分)沿待淬火齿轮外缘切线方向展开的正视图。
[0022]图5是待淬火齿轮及本专利技术感应加热线圈的水平剖面轮廓图。
[0023]图6是本专利技术与待淬火齿轮配合时的俯视平面结构示意图。
[0024]图7是图6所示俯视平面结构示意图中的局部结构详图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。
[0026]巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈的实施例如图1至图7所示，感应加热线圈100包括密集区1、过度区2以及疏松区3，其中，疏松区3置于感应加热线圈的两端，密集区1置于感应加热线圈的中间，密集区1的两端分别通过一过度区2与对应的疏松区3连
接。感应加热线圈呈圆弧状，且圆弧状感应加热线圈对应的圆心与待淬火齿轮的圆心为同心设置，待淬火齿轮4包括齿轮体41及周向分布于齿轮体外缘的齿牙42，齿牙与齿轮体相连接的部分为齿根43；因而本专利技术揭示的感应加热线圈的结构特点为密集区中置，密集区两边各设置过度区和疏松区，过渡区和疏松区关于所述密集区呈现沿齿轮边缘切向对称分布，且线圈密集区自身也沿齿轮边缘切向关于整个感应加热线圈的中线对称。
[0027]密集区、过度区及疏松区均包括多匝线圈，相邻两匝线圈通过半圆弧段5连接，每匝线圈包括相连接的线圈外沿6和直线段7，线圈外沿6沿齿轮厚度方向延伸，直线段7平行置于齿轮外缘上下表面，相邻两匝线圈的直线段7通过半圆弧段5连接以形成位于齿轮外缘上下表面处的齿牙端面加热段8，相邻齿牙端面加热段8通过线圈外沿6连接，齿牙端面加热段用于对齿牙(包括齿根)的上表面和下表面进行加热，使得齿牙区域被感应加热线圈包裹，齿牙整体受热更均匀，进而使得齿牙淬火后金属相变更均匀、硬化分布更均匀。本实施例中，齿牙端面加热段8呈U形，相邻的齿牙端面加热段相对于齿轮为上下交错分布，每一个齿牙端面加热段中的两个直线段7相互平行分布。
[0028]位于一个疏松区外侧的线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈，其特征在于：包括密集区、过度区以及疏松区，疏松区置于感应加热线圈的两端，密集区置于感应加热线圈的中间，密集区的两端分别通过一过度区与对应的疏松区连接；感应加热线圈呈圆弧状，感应加热线圈对应的圆心与待淬火齿轮的圆心为同心设置，过渡区和疏松区关于所述密集区呈现沿待淬火齿轮边缘切向对称分布；密集区、过度区及疏松区均包括多匝线圈，相邻两匝线圈通过半圆弧段连接，每匝线圈包括相连接的线圈外沿和直线段，线圈外沿沿待淬火齿轮厚度方向延伸，相邻两匝线圈的直线段通过半圆弧段连接以形成位于齿轮外缘上下表面处的齿牙端面加热段，相邻齿牙端面加热段相对于齿轮为上下交错分布；密集区包括若干个密集间隔区，密集区中的相邻两匝线圈之间形成一个密集间隔区；过度区包括若干个过度间隔区，过渡区中的相邻两匝线圈之间形成一个过度间隔区；疏松区包括若干个疏松间隔区，疏松区中的相邻两匝线圈之间形成一个疏松间隔区；沿待淬火齿轮外缘切线方向上，密集间隔区的长度、过度间隔区的长度和疏松间隔区的长度呈斐波那契数列排列。2.根据权利要求1所述的巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈，其特征在于：齿牙端面加热段中的两个直线段相互平行分布，以使齿牙端面加热段呈U形。3.根据权利要求1所述的巨型齿轮淬火用斐波那契对称结构感应加热线圈，其特征在于：位于一个疏松区外侧的线圈外沿具有正极连接端，位于另一个疏松区外侧的线圈外沿具有负极连接端。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦逸云，党巧红，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：