采用了斜齿轮和三角形齿形等,设备使用寿命较低; ②将2个滚压轮均作为主动轮,板材受力太大,很容 易被压裂;③采用2个螺栓进行间隙调整误差较大, 实现两端同步调节比较困难,影响波纹板的质量。 由于用不锈钢斜波纹板作为阻燃件有很大的市场, 而现有设备不能满足要求,因此改进生产设备就成 为急需解决的问题。

 

经过研究认为,波纹板成型与弯曲成型在原理 上类似[1],可以借助弯曲模进行部分计算[2];在结构 上,利用渐开线直齿圆柱齿轮设计滚压模,将波纹板 行走轨迹设计成与齿轮型滚压模有一定的角度,•间 隙调节装置采用螺旋传动,以解决现有设备在波纹 板成型过程中存在的不足。

 

 

针对所研究的问题,波纹板材料为不镑钢 0Crl8Ni9,屈服点ffs = 470 MPa,抗拉强度九=780 MPa,弹性模量E=210 GPa,由于r々>5,材料硬度 在15Cr、20Cr之上,取M=2. 35 N • m,计算出回弹 前的波纹尺寸为:弯曲角a=95. 6°,内表面高度& =0. 8 mm,底边长 a = l. 76 mm。

 

1.2齿轮参数

 

波纹板在成型过程中要从2个齿轮之间通过, 齿轮的分度圆不可能重合。齿形之间的间隙对成型 质量、模具寿命有很大影响,间隙过大则回弹大、精 度低;间隙过小,工件容易变薄,模具的型齿容易折 断[4]。将啮合区处的波纹板看作是轮齿的一部分, 相当于加大齿高,加厚齿廓,并参考文献[5],齿轮啮

合间隙取0. 70. 8 mm为宜。

 

取齿轮啮合间隙为0. 8 mm,给齿高增加一个 修正高度0.4 mm,按照分度圆重合来设计。这样, 2个齿轮在安装时可以正常啮合,生产时再按照间 隙要求进行调节,设计齿高为

 

 

根据2个齿轮的中心距、分度圆直径d与齿数 z、模数m之间的关系,计算得m = 0. 8 mm,cf = 100 mm,z= 125。

 

确定齿轮宽度6则要考虑轨道的设计,轨道与 齿轮轴向成75°夹角,根据材料的宽度确定轨道宽 度为82 mm,则齿轮宽度b需满足

 

 

 

由于滚压模齿轮的齿面硬度要求较高,耐磨损, 2个齿轮均釆用合金钢硬齿面齿轮。经校核,齿轮 轮齿受力、齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度 都是安全的。

 

1.3螺旋传动

 

滚压模设计的难点在于2个齿轮之间啮合间隙 的调节,采用螺旋传动调节间隙。设计中采用传力 螺旋和调整蠣旋,二者都要求能自锁。传力螺旋以 传递动力为主,要求用较小的转矩产生较大的轴向 推力;调整螺旋主要用以固定斜块的相对位置。由 于梯形螺纹的螺纹牙强度较高,故二者均采用梯形 螺纹。

 

螺旋传动的失效主要是螺纹磨损,因此先由耐 磨性条件计算出螺杆直径和螺母高度,并参照标准 确定螺纹各主要参数,而后对可能发生的其他失效 一一进行校核。设计的螺旋传动为低速螺纹副,选 螺杆材料为45钢,螺母材料为铸造锡青铜ZC-uA110Fe3。

 

螺纹中径石为

 

(8)

 

式中,F为轴向力,传力螺旋F相当于被移动件的 重力,根据密度和体积估算F = 500 N,设计滑动支 撑块斜面倾角为60。,则F=Fr . tan 60。= 4 920.6 N;P为螺距,为螺纹工作高度,mm,梯形螺 纹h = 0. 5 ■?;[>]为许用压强,根据螺纹副材料[>] =18 MPaf?S为系数,因螺母都是整体式,磨损后间 隙不能调整,取{=1.2。

2结构与工作原理

 

2.1结构

 

新型波纹板成型滚压模结构如图2。上、下滚 压轮均采用直齿渐开线齿形的齿轮轴,其中一个齿 轮轴为主动轴,通过减速器连接电机;传力螺杆和调 整螺杆的螺纹副都能自锁;轨道与齿轮轴向成75° 夹角。

 

2.2工作原理

 

该滚压模是利用主动、从动滚压轮的啮合旋转 使板材变形来加工波纹板。生产时将滚压模固定在 工作台上,转动传力螺杆以调整上、下2个滚压轮之 间的齿侧间隙,使之满足波形的几何尺寸。从滚压 轮一侧送人板材,电机带动主动齿轮轴转动,从另一 侧滚压出的波纹板依靠回弹即可达到所要求的波纹 板尺寸。

I 一支座1;2—端盖式螺母;3—调整螺杆;

 

4一轨道;5—斜块;6—滑动支撑块;7—支座2;

 

8—主动齿轮轴;9 一从动齿轮轴;10—支臂;

 

II 一传力螺杆;12—横梁式螺母;13—托板

 

图2波纹板成型滚压模结构

3结论

 

1)该阻燃波纹板成型滚压模的成型结构采用 渐开线直齿圆柱齿轮,因为直齿轮啮合时,一对齿同 时进人啮合状态,板材受力比较均勻,不易被压裂。

 

2)间隙调节装置采用螺旋传动,实现了轴两 端的同步调节。

 

3)采用固定轨道,波纹板不会走斜。

 

4)用电动机带动主动轮,省去了手动旋转。

 

5)该成型滚压模自投人使用以来,提高了产 品质量和生产效率,设备寿命比原来延长810倍, 降低了生产成本。

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