[发明专利]具有夹角结构的纵振动变幅杆

说明书

技术领域

本发明属于超声波变幅杆技术领域，特别涉及一种具有夹角结构的纵振动变幅杆。

背景技术

超声纵振动系统包括超声换能器、变幅杆及工具头,变幅杆又称聚能器或变速杆,在超声技术中,特别是高声强超声设备的振动系统中是很重要的,广泛应用于功率超声领域.超声变幅杆的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大,或者将超声能量聚集到较小的面积上,即聚能作用。超声变幅杆根据其结构的不同可分为指数形变幅杆、阶梯形变幅杆、悬链线形变幅杆、圆锥形变幅杆等，这些均属于直线型变幅杆。

在有些应用场合如超声清洗中对于具有夹角的弯曲管子，若要清洗其内表面，传统的直线型变幅杆就不能满足使用需求，或者有些应用场合，因直线方向空间有限，尺寸将有所限制，但还需要纵振动系统导入声纵波，则可应用本发明的有夹角的结构的变幅杆。

发明内容

为了解决现有技术中直线型变幅杆所存在的不足，本发明提供了一种带有夹角能够实现纵振动传输方向变换的纵振动变幅杆。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是该变幅杆是由振动输入杆和振动输出杆组成，振动输入杆和振动输出杆的中心轴之间的夹角为θ，90°≥θ>0°，设定自然坐标沿着振动输入杆和振动输出杆的轴线方向，振动输入杆和振动输出杆的中心轴连接点为原点，振动输入杆的输入端坐标为x₁＝-l_1，振动输出杆的输出端坐标为x₂＝l₂，在x＝0处，振动元的纵向和横向位移、转角及其产生的纵向力和切向力、弯矩连续，同时振动输入杆的输入端和振动输出杆的输出端满足自由边界：

位移连续ϵ1=ϵ2cosθ+η2sinθη1=-ϵ2sinθ+η2cosθ---(1)]]>

ε₁为振动输入杆的纵向位移，m；ε₂为振动输出杆的纵向位移，m；

η₁为振动输入杆的横向位移，m；η₂为振动输出杆的横向位移，m；

转角连续φ₁＝φ₂          (2)

φ₁为振动输入杆中以中心轴为基准的转角；φ₂为振动输出杆中以中心轴线为基准的转角；