[发明专利]一种残余应力的检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及残余应力的检测技术领域，特别是涉及一种残余应力的检测装置。

背景技术

齿轮是汽车、拖拉机、机床等机器中的重要零件，它担负着传递运动、改变运动速度和运动方向的重要任务。但是在齿轮的制造过程中、和/或齿轮工作过程中，齿轮均会存在不同程度的残余应力。

齿轮中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力，则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。因此，齿轮的残余应力的检测一直都是人们进行的重要研究课题。

现有的检测残余应力的方法具体可以包括：小孔法、X射线衍射法、中子衍射法。但是，上述小孔法检测残余应力需要在齿轮上设计小孔，这样容易对齿轮产生破坏作用，可以用于抽样检查，并不适用于批量检查；上述X射线衍射法、中子衍射法对人体有辐射，对人的健康造成威胁，且检测设备较复杂。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供用于检测小齿轮表面残余应力的装置，以能够用于批量检测小齿轮表面的残余应力、避免了对人体健康造成威胁的问题、及降低了检测小齿轮表面的残余应力所需的成本。

为了解决上述问题，本发明公开了一种残余应力的检测装置，包括：第一超声纵波换能器、第二超声纵波换能器、及声楔块；

其中，所述第一超声纵波换能器与所述第二超声纵波换能器间隔预置长度的距离、且分别内置于所述声楔块的上表面；所述第一超声纵波换能器用 于发射超声纵波；所述第二超声纵波换能器用于接收超声纵波；

所述声楔块包括与所述小齿轮的尺寸相适应的内凹槽，以将所述声楔块固定在所述小齿轮表面上。

优选的，所述第一超声纵波换能器及所述第二超声纵波换能器与所述声楔块所成的夹角为第一临界角；其中，所述第一临界角为使所述第一超声纵波换能器发射的超声纵波在与所述小齿轮的交界面产生的折射纵波的折射角的角度等于90°时的入射角。

优选的，所述内凹槽的数目大于等于1。

优选的，所述声楔块与所述小齿轮之间填充有耦合剂。

优选的，其特征在于，所述声楔块的材料为所述超声纵波在其内的传播速度小于在所述小齿轮内的传播速度的材料。

与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例提供的一种用于检测小齿轮表面残余应力的装置，具体可以包括第一超声纵波换能器、第二超声纵波换能器、及声楔块；其中，所述第一超声纵波换能器与所述第二超声纵波换能器间隔预置长度的距离、且分别内置于所述声楔块的上表面；所述声楔块包括与所述小齿轮的尺寸相适应的内凹槽；所述第一超声纵波换能器用于发射超声纵波；所述第二超声纵波换能器用于接收超声纵波；由于本发明实施例装置采用第一超声纵波换能器发射超声纵波，第二超声纵波换能器接收超声纵波的方式来检测小齿轮表面的残余应力，一方面，本发明实施例不会对小齿轮产生破坏作用，因此可以用于批量检测小齿轮表面的残余应力；另一方面，本发明实施例中发射、及接收的超声纵波对人体无害，因此，避免了对人体健康造成威胁的问题；并且，本发明实施例提供的一种残余应力的检测装置体积小巧，制作工艺简单，因此降低了检测小齿轮表面的残余应力所需的成本。

附图说明

图1是本发明的一种残余应力的检测装置的结构示意图；

图2是本发明超声纵波在声楔块103及小齿轮104的交界面处的折射示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

装置实施例一

参照图1，示出了本发明的一种残余应力的检测装置的结构示意图，具体可以包括：第一超声纵波换能器101、第二超声纵波换能器102、及声楔块103；

其中，所述第一超声纵波换能器101与所述第二超声纵波换能器102间隔预置长度的距离、且分别内置于所述声楔块103的上表面；所述第一超声纵波换能器101用于发射超声纵波；所述第二超声纵波换能器102用于接收超声纵波；

所述声楔块103包括与所述小齿轮的尺寸相适应的内凹槽，以将所述声楔块103固定在所述小齿轮104表面上。