CN103104676A - 圆弧形齿条及其加工工艺和圆弧齿成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种齿条及其加工的工艺和设备，具体为一种结构简单，加工方便，安装快捷的圆弧形齿条，以及与其相配套的加工工艺和圆弧齿成型装置。圆弧形齿条包括圆弧齿（1）和基底（2），其中，基底（2）呈横截面为矩形的空心钢管；所述的圆弧齿（1）呈波浪板状，其波峰（101）的内径小于波谷（102）内径，厚度不小于波峰（101）内径且不大于波谷（102）内径；圆弧齿（1）通过波谷（102）底部固定在基底（2）一侧，波峰（101）内侧与基底（2）之间形成空腔。圆弧齿成型装置包括主动碾轮（4）和从动碾轮（5），主动碾轮（4）和从动碾轮（5）为相互啮合的齿轮。其加工工艺则包括以碾压成型为核心的四个步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种齿条及其加工的工艺和设备，具体为一种圆弧形齿条及其加工工艺和圆弧齿成型装置。
背景技术
齿条是具有一系列等距离分布齿的平板或直杆。一般的齿条分为直齿齿条和斜齿齿条，分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮配对使用；一般齿条的齿廓为直线而非渐开线，相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。但是对于特种齿条来说，其齿型据有特殊的要求，一般齿条的加工设备如滚齿加工设备、插齿加工设备、线切割加工设备等，都不能很好的实现其齿型的形成，及时能够达到使用要求，其都会对齿条本身产生极大的损坏和对材料产生巨大的浪费，而且现有的齿条的基底部都采用实心材料，重量大，成本高。
圆弧齿型齿条就是一种特型齿条，主要是用在风电塔筒升降机传动部分，在实际的生产中，由于其总长度较长，而且需要逐级连接，因此要求其重量较轻，安装方便，性能稳定，因此较难加工，一般采用冲压成型。但是，在力的冲压下，当钢板要弯曲时，钢板两端开始向里收缩，由于钢板和磨具产生摩擦力，导致钢板不能充分延伸，在热冲模加工下加工的齿条中间由于拉伸会变薄，所以加工出来的齿条薄厚不均，而在冷冲模加工下，有可能材料的延展性达不到，从而会导致材料中间断裂，对齿条的质量产生不良的影响，而且由于冲压不能快速的进行连续作业，并且后侧的冲压会对已经冲压成型的齿型造成变形，因此生产工艺复杂，加工困难，装配繁琐。
发明内容
本发明的目的是针对以上所述的现有技术中存在的问题，提供一种结构简单，加工方便，安装快捷的圆弧形齿条，以及与其相配套的加工工艺和圆弧齿成型装置。
本发明圆弧形齿条，包括圆弧齿1和基底2，其特征在于，所述的基底2呈横截面为矩形的空心钢管；所述的圆弧齿1呈波浪板状，其波峰101的内径小于波谷102内径，厚度不小于波峰101内径且不大于波谷102内径；圆弧齿1通过波谷102底部固定在基底2一侧，波峰101内侧与基底2之间形成空腔。
进一步，所述的圆弧齿1的波峰101内径为3-5mm，波谷102内径为9-11mm，厚度为5-7mm。
进一步，所述的基管2一端内部套设有母接头3；母接头3为一侧开设有通槽的空心矩形钢管，与通槽相邻的两侧分别对称设置有内连接孔301；基管2两端对应内连接孔301设置有外连接孔201；若干基管2能够通过螺栓固定连接内连接孔301和外连接孔201依次向两端延伸。
进一步，所述的基管2中部与圆弧齿1固定面相邻的两侧上，对称设置有固定孔202。
本发明圆弧齿成型装置，其特征在于，包括主动碾轮4和从动碾轮5，主动碾轮4和从动碾轮5为相互啮合的齿轮；主动碾轮4的齿顶和从动碾轮5的槽底啮合用于碾压成型圆弧齿1的波谷102，主动碾轮4的槽底和从动碾轮5的槽底啮合用于碾压成型圆弧齿1的波峰101。
进一步，所述的主动碾轮4和从动碾轮5的齿数分别为10，模数为3，重合度为3.25。
进一步，所述的主动碾轮4和从动碾轮5中央分别设置连接有用于传递动力和支撑转动的花轴6。
本发明圆弧形齿条的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤，
①选取优质碳素结构钢，在常温下采用等离子切割加工成等宽度的钢板，并进行打磨除渣；
②将处理好的钢板通过以上所述的圆弧齿成型装置碾压后形成呈波浪板状圆弧齿1，并进行校正加工；
③将加工好的圆弧齿1通过用药芯焊丝在波谷102与基底2接触面上进行电焊接固定，并在横截面为矩形的空心钢管的基底2上进行打孔操作，形成固定孔202和与母接头3对应的外连接孔201；
④将已经成型的圆弧形齿条用抛丸机打磨除渣，然后进行电镀处理。
进一步，所述的优质碳素结构钢为Q235，厚度为5-7mm，公差在+0.05mm。
进一步，所述的钢板的宽度为25-30mm，误差不超过0.5mm。
本发明对比现有技术中存在的问题，具有以下有益效果。
1）通过采用圆弧齿1和基底2的组装结合，大大的降低了圆弧形齿条的加工难度，并且利用横截面为矩形的空心刚管做基底2，极大的减轻了圆弧形齿条的重量，再结合套设在基底2两端的母接头3，利用螺栓的固定能够实现圆弧形齿条的不断加长和扩展，安装简单，使用方便。
2）利用主动碾轮4和从动碾轮5组成的圆弧齿成型装置，对钢板进行圆弧齿的加工变型，使其受力均匀，而且大大的提高了成型的精度，能够实现连续生产，圆弧齿1的加工不会影响已经成型的圆弧齿1，安全可靠，稳定高效。
3）改变原有热冲压或冷冲压成型的圆弧齿1成型技术，改为由主动碾轮4和从动碾轮5碾压成型，再通过焊接与基底2固定，改变了加工工艺中核心步骤，从而极大的提高了整体加工的效率，并且改善了圆弧齿1的结构性能，延长了使用寿命，降低了加工的成本。
附图说明
图1为本发明实例中所述的圆弧形齿条的立体结构示意图。
图2为本发明图1的正视图。
图3为本发明图2的左视放大图。
图4为本发明图1的俯视图。
图5为本发明图1中A处的结构放大图。
图6为本发明实例中所述的圆弧齿成型装置的结构示意图。
图中：圆弧齿1，基底2，波峰101，波谷102，母接头3，内连接孔301，外连接孔201，固定孔202，主动碾轮4，从动碾轮5，花轴6。
具体实施方式
以下结合实施方式对本发明进一步的进行说明和描述。
本发明提供的圆弧形齿条，包括圆弧齿1和基底2，如图1和图3所示，基底2呈横截面为矩形的空心钢管；如图1和图2所示，圆弧齿1呈波浪板状，如图5所示，圆弧齿1的波峰101的内径小于波谷102内径，厚度不小于波峰101内径且不大于波谷102内径；如图1、图2和图5所示，圆弧齿1通过波谷102底部固定在基底2一侧，波峰101内侧与基底2之间形成空腔。由于基底2呈空心的矩形钢管，因此无需特殊加工，能够直接利用现有产品，只需将圆弧齿1与基底2固定则能够完成齿条的成型，大大的降低了齿条的重量，简化了齿条的结构，降低了生产的成本。
其中，圆弧齿1的波峰101内径为3-5mm，波谷102内径为9-11mm，厚度为5-7mm；在数值范围和上述的限定条件内能够随意组合，其中优选的组合分别为第一组：波峰内劲3mm，波谷内径9mm，厚度5mm；第二组：波峰内劲4mm，波谷内径10mm，厚度6mm；第三组：波峰内劲5mm，波谷内径11mm，厚度7mm。
其中，如图1、图2和图4,所示，基管2一端内部套设有母接头3；母接头3为一侧开设有通槽的空心矩形钢管，与通槽相邻的两侧分别对称设置有内连接孔301；通槽的设置能够保证母接头3和基管2良好的套合，方便对其横截面进行调整；基管2两端对应内连接孔301设置有外连接孔201；若干基管2能够通过螺栓固定连接内连接孔301和外连接孔201依次向两端延伸。由于母接头3套设在基管2内，因此基管2连接延伸后在接头处只有连接的缝隙，保证了齿条的一致性、连贯性和整体性。
其中，如图1、图2和图5所示，基管2中部与圆弧齿1固定面相邻的两侧上，对称设置有固定孔202；能够用于齿条和附着物之间的固定，使齿条安装后保证其稳定性。
本发明提供的圆弧齿成型装置，如图6所示，其包括主动碾轮4和从动碾轮5，主动碾轮4和从动碾轮5为相互啮合的齿轮；主动碾轮4的齿顶和从动碾轮5的槽底啮合用于碾压成型圆弧齿1的波谷102，主动碾轮4的槽底和从动碾轮5的槽底啮合用于碾压成型圆弧齿1的波峰101。通过主动碾轮4的转动带动从动碾轮5的转动，同时将位于两者之间的钢板碾压成型为圆弧齿，并从另一端送出，一次成型，受力均匀，加工精度高，成型稳定。
其中，主动碾轮4和从动碾轮5的齿数分别为10，模数为3，重合度为3.25，能够极好的保证主动碾轮4和从动碾轮5之间钢板的受力均匀，保证碾压的品质和圆弧齿1的结构性能。
其中，主动碾轮4和从动碾轮5中央分别设置连接有用于传递动力和支撑转动的花轴6，由于所需的动力较大，并且需要保证转动方向的一直，花轴6的设置能够保证传动的均匀和作用力施加的均匀。
本发明提供的圆弧形齿条的加工工艺，其包括以下步骤，
①选取优质碳素结构钢，在常温下采用等离子切割加工成等宽度的钢板，并进行打磨除渣；
②将处理好的钢板通过以上所述的圆弧齿成型装置碾压后形成呈波浪板状圆弧齿1，并进行校正加工；
③将加工好的圆弧齿1通过用药芯焊丝在波谷102与基底2接触面上进行电焊接固定，并在横截面为矩形的空心钢管的基底2上进行打孔操作，形成固定孔202和与母接头3对应的外连接孔201；
④将已经成型的圆弧形齿条用抛丸机打磨除渣，然后进行电镀处理。
其中，优质碳素结构钢为Q235，厚度为5-7mm，公差在+0.05mm，厚度的选择根据圆弧齿1的需求而定，优选的厚度为6mm。
其中，钢板的宽度为25-30mm，误差不超过0.5mm，优选的宽度为26mm。
以上实施例的说明和优选实施例的列举，并不是对本发明中保护范围的限定，在本发明的权利要求的保护范围内所做出的没有创造性的简单改变，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.圆弧形齿条，包括圆弧齿（1）和基底（2），其特征在于，所述的基底（2）呈横截面为矩形的空心钢管；所述的圆弧齿（1）呈波浪板状，其波峰（101）的内径小于波谷（102）内径，厚度不小于波峰（101）内径且不大于波谷（102）内径；圆弧齿（1）通过波谷（102）底部固定在基底（2）一侧，波峰（101）内侧与基底（2）之间形成空腔。
2.如权利要求1所述的圆弧形齿条，其特征在于，所述的圆弧齿（1）的波峰（101）内径为3-5mm，波谷（102）内径为9-11mm，厚度为5-7mm。
3.如权利要求1或2所述的圆弧形齿条，其特征在于，所述的基管（2）一端内部套设有母接头（3）；母接头（3）为一侧开设有通槽的空心矩形钢管，与通槽相邻的两侧分别对称设置有内连接孔（301）；基管（2）两端对应内连接孔（301）设置有外连接孔（201）；若干基管（2）能够通过螺栓固定连接内连接孔（301）和外连接孔（201）依次向两端延伸。
4.如权利要求1或2所述的圆弧形齿条，其特征在于，所述的基管（2）中部与圆弧齿（1）固定面相邻的两侧上，对称设置有固定孔（202）。
5.用于加工如权利要求1-4中任意一项所述的圆弧形齿条的圆弧齿成型装置，其特征在于，包括主动碾轮（4）和从动碾轮（5），主动碾轮（4）和从动碾轮（5）为相互啮合的齿轮；主动碾轮（4）的齿顶和从动碾轮（5）的槽底啮合用于碾压成型圆弧齿（1）的波谷（102），主动碾轮（4）的槽底和从动碾轮（5）的槽底啮合用于碾压成型圆弧齿（1）的波峰（101）。
6.如权利要求5所述的圆弧齿成型装置，其特征在于，所述的主动碾轮（4）和从动碾轮（5）的齿数分别为10，模数为3，重合度为3.25。
7.如权利要求5或6所述的圆弧齿成型装置，其特征在于，所述的主动碾轮（4）和从动碾轮（5）中央分别设置连接有用于传递动力和支撑转动的花轴（6）。
8.用于加工如权利要求1-4中任意一项所述的圆弧形齿条的圆弧形齿条的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤，
①选取优质碳素结构钢，在常温下采用等离子切割加工成等宽度的钢板，并进行打磨除渣；
②将处理好的钢板通过以上所述的圆弧齿成型装置碾压后形成呈波浪板状圆弧齿（1），并进行校正加工；
③将加工好的圆弧齿（1）通过用药芯焊丝在波谷（102）与基底（2）接触面上进行电焊接固定，并在横截面为矩形的空心钢管的基底（2）上进行打孔操作，形成固定孔（202）和与母接头（3）对应的外连接孔（201）；
④将已经成型的圆弧形齿条用抛丸机打磨除渣，然后进行电镀处理。
9.如权利要求8所述的圆弧形齿条加工工艺，其特征在于，所述的优质碳素结构钢为Q235，厚度为5-7mm，公差在+0.05mm。
10.如权利要求8或9所述的圆弧形齿条加工工艺，其特征在于钢板的宽度为25-30mm，误差不超过0.5mm。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160323 Termination date: 20180124 |
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