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【青华原创】自动卸螺纹模具设计原理

 昵称50337264 2017-12-17


塑胶产品螺纹分外螺纹和内螺纹两种,精度不高的外螺纹一般用哈夫块成型,而内螺纹则大多需要卸螺纹装置。这里简单介绍内螺纹脱模方法,重点介绍齿轮的计算和选择。

一、卸螺纹装置分类

1、按动作方式分

①螺纹型芯转动,推板推动产品脱离;

②螺纹型芯转动同时后退,产品自然脱离。

2、按驱动方式分

1.油缸+齿条

2. 油马达/电机+链条

3.齿条+锥度齿轮

4.来福线螺母

二、齿轮的参数和啮合条件

模具的卸螺纹机构中大多应用的是直齿圆柱齿轮,而且一般都是渐开线直齿圆柱齿轮,因此下面就以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象。

1、 轮传动的基本要求

①要求瞬时传动比恒定不变

②要求有足够的承载能力和较长的使用寿命

2、 直齿圆柱齿轮啮合基本定律

两齿轮廓不论在何处接触,过接触点所作的两啮合齿轮的公法线,必须与两轮连心线相交于一点“C”,这样才能保证齿轮的瞬时传动比不变。将所有“C”点连起来就成了2个外切圆,称之为分度圆,分度圆圆心距即齿轮圆心距。详见下图

3、  渐开线直齿圆柱齿轮参数

分度圆直径------“d”表示

分度圆周长--------“S”表示

齿轮齿距--------“p”表示

齿轮齿厚--------“sk”表示

齿轮齿槽宽--------“ek”表示

齿轮齿数--------“z”表示

齿轮模数--------“m”表示

齿轮压力角--------“ɑ”表示

齿轮传动比--------“i”表示

齿轮中心距--------“l”表示

4、  计算公式如下:

①齿距 =  齿厚 + 齿槽宽   即:p = sk + ek

②模数的由来

因为S = Z x P = π x d

d = P / π x Z

π是无理数,为计算方便,将P / π 规定为常数,即模数,用m 表示,故有公式如下: d = m ×Z.

即:分度圆直径等于模数乘以齿数。

我国规定模数有2个系列,优先采用第一系列。

模数第一系列:1、1.25、1.5、 2、2.5、3、4、5、6 8 、10…

模数第二系列:1.75、2.25、2.75、3.25、3.5、4.5、5.5、7…

③压力角

我国规定:分度圆处的压力角为标准压力角,其值20°。

④传动比

当模数一定时,传动比就等于齿数比,即 i = Z1 / Z 2

⑤中心距

当齿数确定时,中心距I = (Z1+Z2) * m / 2

' j2 S7 Z7 m6 {) T

5、齿轮啮合条件

模数和压力角相同的齿轮都可以正确啮合。

三、设计步骤

1、 必须掌握产品的以下数据(见下图)

①“D”——螺纹外径

②“P”——螺纹牙距                 

③“L”——螺纹牙长

④ 螺纹规格/方向/头数

⑤ 型腔数量

2、确定螺纹型芯转动圈数

U=L/P + Us

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA9B8.tmp.pngU ……螺纹型芯转动圈数

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA9C9.tmp.pngUs……安全系数,为保证完全旋出螺纹所加余量,一般取0.25~1

3、确定齿轮模数、齿数和传动比

        模数决定齿轮的齿厚,齿数决定齿轮的外径,传动比决定啮合齿轮的转速。

(1).齿数

当传动中心距一定时,齿数越多,传动越平稳,噪音越低。但齿数多,模数就小,齿厚也小,致使其弯曲强度降低,因此在满足齿轮弯曲强度条件下,尽量取较多的齿数和较小的模数。为避免干涉,齿数一般取Z≥17,螺纹型芯的齿数尽可能少,但最少不少于14齿,且最好取偶数。

(2).模数

工业用齿轮模数一般取m≥2。

英制齿轮采用径节制,径节齿轮把齿数z与分度圆直径d之比定为径节,以”P”表示,即

p =  Z / d  ,   1 / in

径节与模数的换算公式为

m = 25.4 / p , mm

(3).传动比

传动比在高速重载或开式传动情况下选择质数,目的为避免失效集中在几个齿上。传动比还与选择哪种驱动方式有关系,比如用齿条+锥度齿或来福线螺母这两种驱动时,因传动受行程限制,须大一点,一般取1≤i≤4;当选择用油缸或电机时,因传动无限制,既可以结构紧凑点节省空间,又有利于降低马达瞬间启动力,还可以减慢螺纹型芯旋转速度, 一般取0.25≤i≤1。

四、自动卸螺纹机构其它配件

1. 轴承选择

①深沟球轴承------主要承受径向负荷也可承受一定轴向负荷

②圆锥滚子轴承------可以同时承受径向和轴向负荷

③推力球平面轴承------只承受轴向负荷

2. 链轮选择

链轮参数有:p-----节距

                d-----分度圆直径

                z-----链轮齿数

链轮分度圆计算公式:d = p / sin(180゜/ z )

节距为标准值,如下:8 ,  9.525 ,  12.7 ,  15.875 ,  19.05 ,  25.4 ,  31.75 ,  38.1 ,  44.45 ,  50.8…

 

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