一种超声珩齿振动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声珩齿振动系统，涉及齿轮加工技术领域。该振动系统使用的变幅杆包括两个不同直径的圆柱杆以及连接两个圆柱杆的圆锥杆，通过与厚度适中的齿轮配合，在超声换能器的驱动下使变幅杆和齿轮的谐振频率稳定在30KHz附近，满足设计要求，利于工业生产的顺利进行。
【专利说明】
一种超声珩齿振动系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及齿轮加工技术领域，特别是涉及一种超声珩齿振动系统。
【背景技术】
[0002]超声珩齿是将超声振动切削技术应用于珩齿加工的一项新技术，利用高频超声振动使磨粒实际切削速度和切削能力得到提高，并且被加工齿轮表面明显优于普通珩齿的表面。从加工效益和质量以及经济性而言，超声珩齿完全可以达到令人满意的效果。
[0003]超声珩齿对齿轮的振动频率、模态及振幅等都有特殊要求，但齿轮的结构尺寸是由使用要求来确定的，而且实际使用的超声发生器的频率调节范围也是有限的，很难保证任意尺寸的被加工齿轮的谐振频率都在超声振动系统所允许范围内。齿轮相对于一般超声加工的工具头而言其尺寸和质量较大，因此在振动系统的设计中不能被忽略，但是也不适合采用质量置换法或局部共振理论对振动系统进行设计。超声珩齿的关键在控制变幅杆和齿轮的谐振频率，但是现有的变幅杆和齿轮的谐振频率难以掌握，很难满足工业生产的需求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例提供了一种超声珩齿振动系统，可以解决现有技术中变幅杆和齿轮的谐振频率难以掌握的问题。
[0005]一种超声珩齿振动系统，包括外壳以及设置在所述外壳内的套筒，所述套筒为柱状空心筒，可在所述外壳内沿轴向运动，所述套筒内部固定有超声换能器，所述超声换能器在伸出所述套筒的一端的末端固定有变幅杆，所述变幅杆包括圆柱状的连接杆和固定杆，所述连接杆与所述超声换能器连接，且直径大于所述固定杆的直径，所述连接杆和固定杆之间通过圆锥型的过渡杆连接，所述固定杆末端固定有齿轮。
[0006]较佳地，所述套筒和外壳之间设有多个轴承。
[0007]较佳地，所述外壳上设有两个电刷，分别与电源的输入端和输出端连接，所述超声换能器上设有两个电源连接点，所述两个电刷分别和所述两个电源连接点电连接。
[0008]较佳地，所述变幅杆和齿轮使用45号钢制成。
[0009]较佳地，所述连接杆的直径为54mm，长度为36mm，所述过渡杆的长度为90mm，所述固定杆的直径为18mm，长度为36_。
[0010]较佳地，所述齿轮中央开设有通孔，固定螺栓穿过所述通孔将所述齿轮固定在所述固定杆的末端，所述通孔的直径为9mm，所述齿轮的的直径为62mm，其厚度为21_。
[0011]较佳地，所述变幅杆和齿轮的谐振频率为30KHz。
[0012]本实用新型实施例中一种超声珩齿振动系统，变幅杆包括两个不同直径的圆柱杆以及连接两个圆柱杆的圆锥杆，通过与厚度适中的齿轮配合，在超声换能器的驱动下使变幅杆和齿轮的谐振频率稳定在30KHz附近，满足设计要求，利于工业生产的顺利进行。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例提供的一种超声珩齿振动系统的结构示意图；
[0014]图2为图1中振动系统沿A-A方向的切面结构示意图；
[0015]图3为图1中变幅杆和齿轮沿中轴线的切面示意图。
[0016]附图标记说明:
[0017]100-外壳，200-套筒，300-超声换能器，400-变幅杆，401-连接杆，402-过渡杆，403-固定杆，500-齿轮，501-固定螺栓，600-轴承，700-电刷。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本实用新型的一个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0019]参照图1，为本实用新型实施中一种超声珩齿振动系统的结构示意图，所述振动系统包括外壳100以及设置在所述外壳100内部的套筒200，所述套筒200内部还设有超声换能器300。所述超声换能器300伸出所述套筒200的末端固定有圆锥型的变幅杆400，所述变幅杆400末端固定连接有齿轮500。
[0020]参照图2，所述套筒200为柱状空心筒，其可在所述外壳100内部沿轴向移动。在本实施例中，所述套筒200和外壳100之间设有多个轴承600，ο在其他实施例中，还可以在所述套筒200和外壳100之间设置相互配合的滑槽。本实施例对所述套筒200在所述外壳100中移动的方式不做限制。
[0021]所述外壳100上设有两个电刷700，分别与电源(图未示)的正负极连接，所述超声换能器300固定在所述套筒200中，其上设有两个电源连接点，分别与所述两个电刷700电连接，以接通电源。所述超声换能器300在接通电源后可将电能转换为沿轴向往复运动的机械能，其运动频率可调。
[0022]参照图3，所述变幅杆400包括圆柱状的连接杆401、圆锥状的过渡杆402和圆柱状的固定杆403，所述连接杆401与所述超声换能器300末端固定连接，所述过渡杆402连接所述连接杆401和固定杆403，且所述连接杆401的直径大于所述固定杆403的直径。所述过渡杆402与所述连接杆401连接端的直径与所述连接杆401的直径相同，同时所述过渡杆402与所述固定杆403连接端的直径与所述固定杆403的直径相同。所述固定杆403末端固定有齿轮500，在本实施例中，所述齿轮500中央开设有通孔(图未示)，固定螺栓501穿过所述通孔将所述齿轮500固定在所述固定杆403的末端。
[0023]在本实施例中，所述连接杆401的直径Dl为54mm，长度LI为36mm，所述过渡杆402的长度L2为90mm，所述固定杆403的直径D2为18mm，长度L3为36mm，所述通孔的直径D3为9mm，所述齿轮500的外直径D4为62mm，厚度L4为21mm。
[0024]所述超声珩齿振动系统在工作时，所述超声换能器300在接通电源后带动所述变幅杆400和齿轮500沿轴向做高频往复运动，同时所述超声换能器300在外置电机的带动下转动，进而带动所述变幅杆400和齿轮500转动。所述齿轮500与待加工齿轮啮合，所述齿轮500在带动待加工齿轮转动的同时，也在径向上对所述待加工齿轮的齿面进行研磨。经实验验证，所述变幅杆400和齿轮500的谐振频率在30KHz左右，满足设计要求。在30KHz的振动频率上，所述变幅杆400和齿轮500在沿所述变幅杆400轴向的方向上做纵向弯曲振动。
[0025]综上所述，本实用新型实施例中一种超声珩齿振动系统，变幅杆包括两个不同直径的圆柱杆以及连接两个圆柱杆的圆锥杆，通过与厚度适中的齿轮配合，在超声换能器的驱动下使变幅杆和齿轮的谐振频率稳定在30KHz附近，满足设计要求，利于工业生产的顺利进行。
[0026]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种超声珩齿振动系统，其特征在于，包括外壳(100)以及设置在所述外壳(100)内的套筒(200)，所述套筒(200)为柱状空心筒，可在所述外壳(100)内沿轴向运动，所述套筒(200)内部固定有超声换能器(300)，所述超声换能器(300)在伸出所述套筒(200)的一端的末端固定有变幅杆(400)，所述变幅杆(400)包括圆柱状的连接杆(401)和固定杆(403)，所述连接杆(401)与所述超声换能器(300)连接，且直径大于所述固定杆(403)的直径，所述连接杆(401)和固定杆(403)之间通过圆锥型的过渡杆(402)连接，所述固定杆(403)末端固定有齿轮(500)。2.如权利要求1所述的振动系统，其特征在于，所述套筒(200)和外壳(100)之间设有多个轴承(600)。3.如权利要求1所述的振动系统，其特征在于，所述外壳(100)上设有两个电刷(700)，分别与电源的输入端和输出端连接，所述超声换能器(300)上设有两个电源连接点，所述两个电刷(700)分别和所述两个电源连接点电连接。4.如权利要求1所述的振动系统，其特征在于，所述变幅杆(400)和齿轮(500)使用45号钢制成。5.如权利要求1所述的振动系统，其特征在于，所述连接杆(401)的直径为54mm，长度为36mm，所述过渡杆(402)的长度为90mm，所述固定杆(403)的直径为18mm，长度为36mm。6.如权利要求5所述的振动系统，其特征在于，所述齿轮(500)中央开设有通孔，固定螺栓(501)穿过所述通孔将所述齿轮(500)固定在所述固定杆(403)的末端，所述通孔的直径为9mm，所述齿轮(500)的的直径为62mm，其厚度为21_。7.如权利要求6所述的振动系统，其特征在于，所述变幅杆(400)和齿轮(500)的谐振频率为30KHz。
【文档编号】B06B3/02GK205413553SQ201620196077
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】张宁宁, 耿森林
【申请人】渭南师范学院