[0031] 下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制本发明要求保护的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它所有实施例,都属于本发明保护的范围。
[0032] 如图1~图6所示,一种用于人字型齿轮逐齿式加热装置,包括工作平台A13、移动平台6、仿齿形感应线圈17、感应线圈支架14、绝缘垫片16、进水口18、出水口27、人字型齿轮20、人字型齿轮固定轴21、丝杠A4、丝杠B9、电源A15、平台外壳25、电动机A26、电动机B1、电动机C8、三爪卡盘24、驱动套筒10、移动平台套筒3、丝杠轨道2、丝杠支撑平台5、旋转装置、驱动装置、加热装置、感应装置、激光发射器A7、激光发射器B12、金属引脚23、进水口18、光电接收器A19、光电接收器B22、激光发射器固定轴11和导线若干。平台外壳25底部有4个六边螺钉,螺钉固定在工作平台A13上,旋转装置与电动机A26的输出轴相连,电动机A26的输出轴通过平台外壳25上部的通孔后延伸到平台外壳25的外部,并且插在三爪卡盘24卡盘体中部,三爪卡盘24与人字型齿轮固定轴21连接,人字型齿轮20通过人字型齿轮固定轴21固定,仿齿形感应线圈17通过导线与电源A15的正极和负极连接,电源A15固定在与工作平台A13,驱动装置固定在平板从而垂直固定在工作平台A13上,驱动套筒10通过驱动装置进行人字型轨迹运动。
[0033] 具体的,加热装置包括仿齿形感应线圈17、感应线圈支架14、绝缘垫片16、电源A15、驱动套筒10、导线、进水口18和出水口27,感应线圈支架14的第一端垂直于驱动套筒10上,感应线圈支架14的第二端固定绝缘垫片16,仿齿形感应线圈17固定于绝缘垫片16的第二端,仿齿形感应线圈17通过导线与电源A15的正负极相连,仿齿形感应线圈17位于人字型齿轮20两齿间内,进水口18包含在仿齿形感应线圈17的一侧,而出水口27包含在仿齿形感应线圈17的另一侧,驱动套筒10通过驱动装置从而带动感应线圈支架14进而带动仿齿形感应线圈17在人字型齿轮20内加热。
[0034] 具体的,旋转平台装置包括电动机A26、三爪卡盘24以及平台外壳25,平台外壳25的底部设置有4个六边螺钉,螺钉固定在工作平台A13,电动机A26的输出轴通过平台外壳25的上部的通孔后延伸到平台外壳25的外部,并且插在三爪卡盘24的卡盘体中间,三爪卡盘24通过对人字型齿轮固定轴21的固定,从而实现固定人字型齿轮20的目的。
[0035] 具体的,驱动装置包括驱动套筒10、丝杠A4、丝杠B9、移动平台6、电动机B1、电动机C8,电动机B1的输出轴连接丝杠B9,驱动套筒10套在丝杠B9上,通过控制电动机B1的转速来带动丝杠B9的旋转,从而调整驱动套筒10的移动速度,电动机B1、丝杠B9和驱动套筒10通过移动平台套筒3固定在丝杠A4和丝杠轨道2上,丝杠A4和丝杠轨道2固定在丝杠支撑台5上,电动机C8的输出轴连接丝杠A4,通过控制电动机C8的转速来带动丝杠A4的旋转,从而带动移动平台6在丝杠轨道2上进行移动,且带动驱动套筒10进行人字型轨迹运动。
[0036] 具体的,感应装置包括激光发射器A7、激光发射器B12、光电接收器A19、光电接收器B22以及检测电路,激光发射机A7和激光发射器B12通过激光发射器固定轴11垂直固定于工作平台A13上,光电接收器A19和光电接收器B22通过金属引脚23垂直固定于工作平台A13上,光电接收器A19和B22通过导线的连接以及检测电路的检测,将光强度的变化转化成电信号的变化,检测电路第一端接光电接收器A19和B22,而第二端接电动机A26,从而控制电动机A26的转速。
[0037] 本发明采用的红外测温摄像头测量在加热过程中仿齿形感应线圈所加热的齿根和齿面各个部分的温度,多个红外测温摄像头位于不同的位置,使得测量各个部分的温度更加准确,也可以使得加热过程中对各个部分的温度控制更加便利。
[0038] 优选地,感应装置通过检测电路控制电动机A26,从而实现平台外壳25的旋转,达到人字型齿轮20旋转的目的。
[0039] 优选地,感应线圈支架14与仿齿形感应线圈17中隔着较大绝缘垫片16。
[0040] 优选地,驱动装置带动驱动套筒10进行人字型轨迹运动,从而带动仿齿形感应线圈17在人字型齿轮20中进行加热。
[0041] 本发明还提供一种应用上述人字型齿轮逐齿式加热装置的加热方法,如图7~图9所示,包括如下步骤,
[0042] 步骤一、装置开始加热之前,将所需要加热的人字型齿轮20通过人字型齿轮固定轴21固定,并且固定在三爪卡盘24的中部,并连接于平台外壳25,将驱动套筒10置于丝杠B9最末端,通过连接感应线圈支架14使仿齿形感应线圈17置于人字型齿轮20两齿间的下端处,且垂直方向距离齿轮下端面5mm,水平方向距离齿根处2mm;
[0043] 步骤二、将人字型齿轮20上端面到下端面的距离记作L,将L从人字型齿轮20中间分段点分为两份,L=a+b,并且a=b,电源A15供电,预热仿齿形感应线圈16,调整电动机B1的转速,使丝杠B9带动驱动套筒10以3‑5mm/s的速度进行人字型轨迹运动且在人字型齿轮20下半段运动,加热装置对a部分进行加热,设定电源加热功率为50‑80kw、电流频率为10‑
15kHz静止加热,静止加热时间为5‑10s,通过第一组的红外测温摄像头28对所加热的人字型齿轮20轮齿a部分的下端面的任意一点进行测温,记作a1,第二组的红外测温摄像头29对所加热的人字型齿轮20轮齿a部分的上端面的任意一点进行测温,记作a2,其温度值分别为Ta1、Ta2,计算出ΔT1=丨Ta1‑Ta2丨,当测量温差ΔT1≤100℃时,则可以对b部分进行加热,若ΔT1>100℃时,以温度较低点33为中心,以温度较低点33到温度较高点32距离的一半为邻域,称为加热带34;控制电动机B1转速,通过丝杠B9套动驱动滑块10连接的仿齿形感应线圈
17重复加热a部分的加热带34,即重复加热a部分温度较低点33的左右邻域,如图7所示,直至ΔT1≤100℃为止,完成对a部分的加热工作;
[0044] 步骤三、a部分的加热工作结束之后,调整电动机C8的转速,使得丝杠A4带动移动平台6在丝杠轨道2上进行移动,从而带动驱动套筒10以3‑5mm/s的速度带动仿齿形感应线圈17在人字型齿轮b部分进行匀速运动,加热装置对b部分进行加热,第三组的红外测温摄像头30和第四组的红外测温摄像头31分别对b部分的下端面和上端面中的任意一点,分别记作b1、b2,其温度分别记作Tb1、Tb2,计算出ΔT2=丨Tb1‑Tb2丨,当测量温差ΔT2≤35℃,则驱动套筒10所固定的移动平台6继续匀速沿着丝杠轨道2运动直至最末端;如果ΔT2>35℃,同理,则控制电动机C8的转速,通过丝杠A4和移动平台6带动驱动套筒10所连接的仿齿形感应线圈17重复加热b部分的加热带34,即重复加热b部分的温度较低点33的左右邻域,如图8所示,直到ΔT2≤35℃为止,这时完成了对人字型齿轮20的单齿加热工作;
[0045] 步骤四、对人字型齿轮20单齿加热工作完成后,电动机C8和丝杠A4继续工作,带动驱动套筒10继续匀速运动,直至丝杠轨道2的末端,当较大绝缘垫片16遮住激光发射器A7所发出的激光,这是光电接收器A19接收不到光,感应装置将光信号转换成电信号的变化,通过电脑的程序以及检测电路通过电信号的指示,进而控制电动机A26的转速,电动机A26通过输出轴对平台外壳25进行旋转控制,调整电动机A26的转速,使得平台外壳25带动的人字型齿轮以15rad/s进行匀速转动。
[0046] 步骤五、当人字型齿轮20旋转过一个齿之后,驱动套筒10从丝杠轨道2的末端以3‑5mm/s的速度匀速运动到前端,其原理反复重复上述步骤二到步骤四,直至最后一个待加热的人字型齿轮20齿根加热完成。
[0047] 本发明应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
[0048] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有而各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。因注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。