一种多振动臂通过齿轮传动耦合的振动时效装置的制作方法

本发明涉及机械领域，具体是一种多振动臂通过齿轮传动耦合的振动时效装置。

背景技术：

振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法，是通过振动，使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候，使材料发生微量的塑性变形，从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力，当动应力与工件本身的残余应力叠加后，达到或超过材料的微观屈服极限时，工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形，同时降低并均化工件内部的残余应力，最终达到防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸与几何精度的目的。现有的振动时效装置功能和效果有限，结构复杂，可靠性不高，价格昂贵，维修成本高，实施困难，难以普及使用。工件的许多振型的共振难以产生，更不能在空间各个方向上激发工件的各阶振型的共振，难以使工件产生足够的动应力，振动效果有限，很难消除其残余应力，这是振动时效工艺未能得到广泛应用的重要原因。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种多振动臂通过齿轮传动耦合的振动时效装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多振动臂通过齿轮传动耦合的振动时效装置，包括动平台、底座、承重弹簧和多级振动臂，

所述每级振动臂包括杆一、杆二、第一万向节连轴器、杆三、杆四、第二万向节联轴器、杆五、杆六、电机、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一弹簧、第一簧片、第一偏心质量块、第四齿轮、第二偏心质量块、第二簧片和第二弹簧；

杆一一端通过轴向转动副连接在底座上，

杆一另一端通过径向转动副与杆二一端连接，

杆二另一端与杆三一端通过第一万向节连轴器连接，

杆三另一端与杆四一端通过径向转动副连接，

杆四另一端与杆五一端通过第二万向节联轴器连接，

杆五另一端与杆六一端通过径向转动副连接，

杆六另一端通过轴向转动副连接在平台上，

电机固定在杆一上，第一齿轮固定在电机轴上，第二齿轮同轴固定在杆二上，第一齿轮与第二齿轮啮合，

第一弹簧一端连接在杆二上，第一弹簧另一端连接在杆三上，

第三齿轮同轴固定在杆三上，第一簧片一端固定在杆三上，

第一偏心质量块固定在杆四上，第四齿轮同轴固定在杆四上，

第二弹簧一端连接在杆四上，第二弹簧另一端固定在杆五上，

第二偏心质量块固定在杆五上，第二簧片一端固定在杆六上，

第一簧片另一端与第一偏心质量块绕杆四轴线旋转的轨迹有交点，

第二簧片另一端与第二偏心质量块绕杆五轴线旋转的轨迹有交点，

所述上一级振动臂的第三齿轮与下一级振动臂的第四齿轮啮合，

承重弹簧一端连接在动平台上，承重弹簧连接在底座上。

所述上一级振动臂的第三齿轮与下一级振动臂的第四齿轮还同时与内齿圈啮合。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

本发明在高刚性、高固有频率等各种类型工件的振动时效处理中发挥较好的作用。

本发明振动臂通过调节电机的转速来调节偏心质量块与簧片之间的碰撞频率，进而调节振动时效处理装置的整体频率，多弹簧和簧片作为弹性易发生振动的部件，并且多级振动臂之间通过齿轮传动将各条振动臂之间的运动联系到一起，各条振动臂即独立也有耦合，共同作用激发工件产生各种频率、各种振型的共振，包括组合共振、次谐共振、多重共振等非线性振动。

本发明设置了多条振动臂，通过调节驱动轴向转动副一的伺服电机，是的每条振动臂的长度不一样，通过多个长度可调的振动臂的联合激振，能使动平台产生各种空间自由度的振动，以保证工件内部各个地方产生足够的应力应变，有效消除工件的残余应力，显著提高振动时效的效果。

附图说明

图1为本发明所述的振动时效处理装置的振动臂的结构示意图。

图2为本发明所述的振动时效处理装置整体结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种多振动臂通过齿轮传动耦合的振动时效装置，包括动平台19、底座18、承重弹簧20和多级振动臂，

所述每级振动臂包括杆一1、杆二2、第一万向节连轴器30、杆三3、杆四4、第二万向节联轴器31、杆五5、杆六6、电机7、第一齿轮8、第二齿轮9、第三齿轮10、第一弹簧11、第一簧片12、第一偏心质量块13、第四齿轮14、第二偏心质量块15、第二簧片16和第二弹簧17；

杆一1一端通过轴向转动副21连接在底座上，

杆一1另一端通过径向转动副22与杆二2一端连接，

杆二2另一端与杆三3一端通过第一万向节连轴器30连接，

杆三3另一端与杆四4一端通过径向转动副23连接，

杆四4另一端与杆五5一端通过第二万向节联轴器31连接，

杆五5另一端与杆六6一端通过径向转动副24连接，

杆六6另一端通过轴向转动副25连接在平台上，

电机7固定在杆一1上，第一齿轮8固定在电机轴上，第二齿轮9同轴固定在杆二2上，第一齿轮8与第二齿轮9啮合，

第一弹簧11一端连接在杆二2上，第一弹簧11另一端连接在杆三3上，

第三齿10轮同轴固定在杆三3上，第一簧片12一端固定在杆三3上，

第一偏心质量块13固定在杆四4上，第四齿轮14同轴固定在杆四4上，

第二弹簧17一端连接在杆四4上，第二弹簧17另一端固定在杆五5上，

第二偏心质量块15固定在杆五5上，第二簧片16一端固定在杆六6上，

第一簧片12另一端与第一偏心质量块13绕杆四4轴线旋转的轨迹有交点，

第二簧片16另一端与第二偏心质量块15绕杆五5轴线旋转的轨迹有交点，

所述上一级振动臂的第三齿轮10与下一级振动臂的第四齿轮14啮合，

承重弹簧一端连接在动平台上，承重弹簧连接在底座上。

为了齿轮啮合的稳定传动，所述上一级振动臂的第三齿轮10与下一级振动臂的第四齿轮14还同时与内齿圈啮合。