YT6手持圆弧倒角机的设计.docx
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YT6手持圆弧倒角机的设计
摘要------------------------------------------------2
0.引言------------------------------------------------2
1.倒角机总体设计-------------------------------------------3
、被加工零件的加工精度和加工工序---------------------3
1.2、确定切削用量及选择确定切削用量刀具----------------3
、倒角机方案的确定：
---------------------------------5
2.电机的选择---------------------------------------------6
3.传动装置设计--------------------------------------------7
4.圆锥齿轮的传动的设计------------------------------------8
选择齿轮材料及热处理方法----------------------------8
计算齿轮的许用应用----------------------------------9
齿轮参数设计----------------------------------------10
确定齿轮的传动精度等级-----------------------------13
计算啮合力-----------------------------------------13
5.轴的设计-----------------------------------------------15
选取轴的材料和热处理的方法-------------------------15
轴的结构设计---------------------------------------15
轴的强度计算---------------------------------------15
轴承寿命计算--------------------------------------20
选用键并校核强度---------------------------------22
6.盖体的设计---------------------------------------------23
7.可调夹板的设计-----------------------------------------24
毛坯的选择-------------------------------------25
工艺路线的拟定---------------------------------25
8.润滑系统-----------------------------------------------26
参考文献-----------------------------------------------27
小结----------------------------------------------------28
摘要：
倒角机它用于工件的规则曲面（如外圆，内孔，腰形孔等）和不规则的内，外腔棱边的倒角，特别用于大型工件的一些曲边的倒角，一般机器无法加工，采用手提圆弧倒角机倒角即方便又快捷。
该产品结构紧凑、轻巧、操作方便。
使用它可提高有效工时，降低成本，减轻员工的劳动强度。
适用场合：
适用于模具、模架加工，机床床身加工，钢铁加工，金属板材倒角，机器设备制造等，广泛应用在钢铁、钢结构、模具、金属加工、五金零件等行业。
引言：
倒角机的类型可分为手动的和电动的。
在电动倒角机中又可分为齿轮倒角机，手持式电动倒角机，模具倒角机，万能倒角机，刀指倒角机以及cad倒角机。
它从事零部件制造、试验、检测、装配技术及装备的研究与制造。
管料下料、平端面倒角、成型装备，棒料下料、平端面倒角钻中心孔装备，平板修边、倒角装备、平板毛丝纹加工设备，减振器装配、制造、检测。
手持式倒角机的主要参数：
电源 220V
功率 580W
电流 9.8A
倒角能力 0-3mm
倒角角度 45°
重量 kg
转速1100r/min
第一章倒角机总体设计
、被加工零件的加工精度和加工工序
1.1.1、被加工零件的加工精度和加工工序
被加工零件要在倒角机上完成的加工工序及应保证的加工精度是制定倒角机方案的主要依据。
本倒角机设计是为零件加工的最后一道工序---倒角。
其加工精度要求比较高。
1.1.2、被加工零件的特点
被加工零件为板类零件，其毛坯、材料、硬度及大小尺寸均不固定。
1.1.3、定位基准及加紧点的选择
正确选择定位基准是确保加工精度的重要条件。
本道工序是在零件必须进行的最后工序—倒角。
根据本道工序及倒角机的特点可将下表面做为基准。
1.1.4、机床配置形式及结构方案的确定
根据用户要求、现场调研、被加工零件的结构特点、加工要求及生产率等情况，经分析认为采用此方案：
刀具直接装在输出轴上，倒角的大小由可调夹板的上下移动来控制的。
、确定切削用量及选择确定切削用量刀具
1.2.1、确定切削用量
根据工件材料、工件的工作环境、加工精度及技术要求，按照经济地满足加工精度要求的原则以及考虑工作台特征，是否便于主轴设计等，合理地选择切削用量以达到合理使用刀具的目的。
适合本机床加工的零件材料是多样的，现以材料HT200，硬度HB150～200，为例计算切削用量等各数据。
查表可知切削速度V
=20～30
进给量f=～
初定刀盘直径D=30mm
具体选择如下：
取V
=30
；
f=
则输出轴转速n=
=
=341（
）
每分钟进给量
=n·f
=341×
=68（
）
1.2.2、确定切削力
主切削力
式中：
—影响系数，其大小与实验条件有关；
—被吃刀量
对切削各分力的影响指数；
—进给量f对切削各分力的影响指数；
—切削速度v
对切削各分力的影响指数；
—实验条件与计算条件不同时的修正系数。
根据本机床的特点及实际情况以上各系数和指数均取1。
最大切削深度
3mm×sin45°=
mm
=500
=
mm×
×500
=213N
切削功率
指在切削过程中消耗的功率，它是各分力方向上所消耗功率的和。
由于主运动方向的功率消耗最大，通常用主运动消耗的功率表示切削功率
（kW）:
=
=kW
倒角机方案的确定：
综合各种因素现提出两种设计方案来解决这一问题：
方案一：
倒角机的所有设计都是有电动机及几何尺寸所决定的，因此倒角机的外形尺寸大小及结构分布尤为重要。
倒角机的刀具用四面铣刀，电动机选Y80～225，齿轮选圆柱齿轮，盖体这些部位可分开加工制造，而盖体可分三部分，分开生产后通过配合装配，生产完毕后经过装配可的完整的主机。
其优点就是分开加工有利于同时加工，效率高，生产周期短。
但缺点也很明显，用四面铣刀的话轴的尺寸会加大，重量会重，加工好后使的前面比较重，手持时手会感到很不舒服，还有就是选用国产电机的功率达不到要求，使倒出的角粗糙度太高。
方案二：
倒角机的所有设计都是有电动机及几何尺寸所决定的，因此倒角机的外形尺寸大小及结构分布尤为重要。
倒角机的刀具选用三面铣刀，电机选用博世进口的，齿轮选圆锥齿轮，盖体这些部位可分开加工制造，生产完毕后经过装配可的完整的主机。
其优点就倒出角的粗糙度能够达到要求，还有就是前面的重量也减轻了，使手持的时候更舒适，其缺点主要集中在盖体上，总体生产的话生产的要求要很高，而且也很费时间，生产效率低，周期大，用三面铣刀可以设计轴的尺寸小些。
两种方案的比较：
从以上的两种方案来看，第二种方案的设计更适合倒角机的设计，但也不是很好，结合两种方案，得出：
（1）电机的选择用第二种方案，
（2）盖体的设计选用第一种方案，
（3）齿轮的设计选用第二种方案，
（4）刀具就选用三面铣刀。
综合上述，通过比较，优化思想，得出采用方案二。
第二章电机的选择
电机在倒角机的部件中是很重要的，他直接联系到倒出角的粗糙度。
则电动机所需功率
（kW）:
式中：
—机床的转动效率，一般取～。
单位是N，
单位是
。
而上述算出的是输出轴的功率，现在输出轴与电动机之间是通过圆锥齿轮传动来进行。
圆锥齿轮的之间的传动比是通过齿数来决定的，而齿轮的齿数我们选大齿轮选33，小齿轮选14，他们的传动比i为
上式是效验和选取电动机的主要依据。
电机的转速为：
nE=n×i=341×=（r/min）
电机主轴的功率为
=
≈kW
结合手持倒角机的特点、使用要求及电动机的特征不能太大，又要手能持住，电机的电压是220V，是直流。
而博世进口电动机效率高，耗电小，性能稳定，噪音底，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便，为B级绝缘，结构为全封闭自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部。
所以我选博世进口的电机。
第三章传动装置设计
传动装置的总体设计
3.1.1传动装置效率；
η1为一对滚子轴承的效率，取η1＝;
η2为一对齿轮的效率，取η2＝
3.1.2总传动比：
（1）经过多次选择，最后确定小齿轮的齿数为Z1=14，大齿轮的齿数为Z2=33。
（2）传动比：
i=Z2/Z1=33/14=
3.1.3运动参数和动力参数的计算
（1）各轴转速；
Ⅰ轴；n1=1100r/min
Ⅱ轴；n2=n1/i
=1100/=341r/min
（2）各轴上的功率；
Ⅰ轴；P1=580W
Ⅱ轴；P2=P1η1η2
＝580××＝
（3）各轴上的扭矩：
Ⅰ轴：
T1=9550P1/n1
=9550×11000=（N·m）
Ⅱ轴；T2=9550P2/n2
=9550×4661=（N·m）
将以上算出的运动参数和动力参数列表如表所示。
表电机轴的运动参数和动力参数表
参数轴名
Ⅰ轴
Ⅱ轴
转数n（r/min）
1100
341
功率P（kw）
扭矩T（N·m）
传动比i
效率
第四章圆锥齿轮的传动的设计
选择齿轮材料及热处理方法
倒角机是一般的机器，没有太大的特殊要求，从降低成本、减少结构尺寸和易于取材的原则出发，决定小齿轮选45钢调质，齿面硬度为217～255HBS。
大齿轮选45钢正火，齿面硬度为169～217BHS.
计算齿轮的许用应用
（1）计算许用接触应力〔σH〕。
查教材，得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：
小齿轮（217～255BHS）
σHlim1=580MPa
大齿轮（169～217BHS）
σHlim2=540MPa
循环次数：
N1=60njLn=60×320×1×（10×52×40×2）=×10
N2=N1/i=×10
/=
由教材查得：
ZN1=
ZN2=
SH=
齿面接触应力为：
H
1=ZN1×σHlim1/SH=1×580/=（MPa）
H
2=ZN2×σHlim2/SH=×540/=（MPa）
取最小值
H
=
H
1=（MPa）
（2
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