yt6手持圓弧倒角機畢業(yè)設(shè)計說明書

1、畢業(yè)論文目 錄 摘 要 -2 0.引 言 -2-3 1.1、 被加工零件的加工精度和加工工序-3 1 .2、 確定切削用量及選擇確定切削用量刀具-3 1.3、 倒角機方案確實定：-5 2. 電機的選擇 -6 3. 傳動裝置設(shè)計-7 4. 圓錐齒輪的傳動的設(shè)計-8 4.4 確定齒輪的傳動精度等級-13 4.5 計算嚙合力-13 5. 軸的設(shè)計-155.1 選取軸的材料和熱處理的方法-155.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計-155.3 軸的強度計算-155.4 軸承壽命計算-205.5 選用鍵并校核強度-226. 蓋體的設(shè)計-237. 可調(diào)夾板的設(shè)計-247.1 毛坯的選擇-257.2 工藝路線的擬定-258.

2、 潤滑系統(tǒng)-26參 考 文 獻-27小 結(jié) -28摘要：倒角機它用于工件的規(guī)那么曲面如外圓，內(nèi)孔，腰形孔等和不規(guī)那么的內(nèi)，外腔棱邊的倒角，特別用于大型工件的一些曲邊的倒角，一般機器無法加工，采用手提圓弧倒角機倒角即方便又快捷。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、操作方便。使用它可提高有效工時，降低本錢，減輕員工的勞動強度。適用場合：適用于模具、模架加工，機床床身加工，鋼鐵加工，金屬板材倒角，機器設(shè)備制造等，廣泛應(yīng)用在鋼鐵、鋼結(jié)構(gòu)、模具、金屬加工、五金零件等行業(yè)。引言：倒角機的類型可分為手動的和電動的。在電動倒角機中又可分為齒輪倒角機，手持式電動倒角機，模具倒角機，萬能倒角機，刀指倒角機以及cad倒角機。它從

3、事零部件制造、試驗、檢測、裝配技術(shù)及裝備的研究與制造。管料下料、平端面倒角、成型裝備，棒料下料、平端面倒角鉆中心孔裝備，平板修邊、倒角裝備、平板毛絲紋加工設(shè)備，減振器裝配、制造、檢測。手持式倒角機的主要參數(shù)： 電源      220V 功率      580W 倒角能力  0-3mm 倒角角度  45° 重量      2.5 kg 轉(zhuǎn)速 1100r/min

4、 第一章 倒角機總體設(shè)計1.1、 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機上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度是制定倒角機方案的主要依據(jù)。本倒角機設(shè)計是為零件加工的最后一道工序-倒角。其加工精度要求比擬高。1.1.2、被加工零件的特點被加工零件為板類零件，其毛坯、材料、硬度及大小尺寸均不固定。1.1.3、定位基準及加緊點的選擇正確選擇定位基準是確保加工精度的重要條件。本道工序是在零件必須進行的最后工序倒角。根據(jù)本道工序及倒角機的特點可將下外表做為基準。1.1.4、機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案確實定根據(jù)用戶要求、現(xiàn)場調(diào)研、被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要

5、求及生產(chǎn)率等情況，經(jīng)分析認為采用此方案：刀具直接裝在輸出軸上，倒角的大小由可調(diào)夾板的上下移動來控制的。1.2、 確定切削用量及選擇確定切削用量刀具1.2.1、確定切削用量根據(jù)工件材料、工件的工作環(huán)境、加工精度及技術(shù)要求，按照經(jīng)濟地滿足加工精度要求的原那么以及考慮工作臺特征，是否便于主軸設(shè)計等，合理地選擇切削用量以到達合理使用刀具的目的。適合本機床加工的零件材料是多樣的，現(xiàn)以材料HT200，硬度HB150200，為例計算切削用量等各數(shù)據(jù)。查表可知切削速度 V=2030 初定刀盤直徑 D=30mm具體選擇如下： 取V=30 ； 那么輸出軸轉(zhuǎn)速 n = = =341每分鐘進給量 =n·f

6、=341× =681.2.2、確定切削力主切削力式中：影響系數(shù)，其大小與實驗條件有關(guān)； 被吃刀量對切削各分力的影響指數(shù)； 進給量f對切削各分力的影響指數(shù)； 切削速度v對切削各分力的影響指數(shù)； 實驗條件與計算條件不同時的修正系數(shù)。根據(jù)本機床的特點及實際情況以上各系數(shù)和指數(shù)均取1。最大切削深度3mm×sin45°=mm =500 =mm××500 =213N切削功率指在切削過程中消耗的功率，它是各分力方向上所消耗功率的和。由于主運動方向的功率消耗最大，通常用主運動消耗的功率表示切削功率kW: = =0.3065 kW1.3 倒角機方案確實定：綜合各

7、種因素現(xiàn)提出兩種設(shè)計方案來解決這一問題：方案一：倒角機的所有設(shè)計都是有電動機及幾何尺寸所決定的，因此倒角機的外形尺寸大小及結(jié)構(gòu)分布尤為重要。倒角機的刀具用四面銑刀，電動機選Y80225，齒輪選圓柱齒輪，蓋體這些部位可分開加工制造，而蓋體可分三局部，分開生產(chǎn)后通過配合裝配，生產(chǎn)完畢后經(jīng)過裝配可的完整的主機。其優(yōu)點就是分開加工有利于同時加工，效率高，生產(chǎn)周期短。 但缺點也很明顯，用四面銑刀的話軸的尺寸會加大，重量會重，加工好后使的前面比擬重，手持時手會感到很不舒服，還有就是選用國產(chǎn)電機的功率達不到要求，使倒出的角粗糙度太高。 方案二： 倒角機的所有設(shè)計都是有電動機及幾何尺寸所決定的，因此倒角機的外

8、形尺寸大小及結(jié)構(gòu)分布尤為重要。倒角機的刀具選用三面銑刀，電機選用博世進口的，齒輪選圓錐齒輪，蓋體這些部位可分開加工制造，生產(chǎn)完畢后經(jīng)過裝配可的完整的主機。 其優(yōu)點就倒出角的粗糙度能夠到達要求，還有就是前面的重量也減輕了，使手持的時候更舒適，其缺點主要集中在蓋體上，總體生產(chǎn)的話生產(chǎn)的要求要很高，而且也很費時間，生產(chǎn)效率低，周期大，用三面銑刀可以設(shè)計軸的尺寸小些。兩種方案的比擬： 從以上的兩種方案來看，第二種方案的設(shè)計更適合倒角機的設(shè)計，但也不是很好，結(jié)合兩種方案，得出： 1 電機的選擇用第二種方案， 2 蓋體的設(shè)計選用第一種方案， 3 齒輪的設(shè)計選用第二種方案， 4 刀具就選用三面銑刀。 綜合上

9、述，通過比擬，優(yōu)化思想，得出采用方案二。第二章 電機的選擇電機在倒角機的部件中是很重要的，他直接聯(lián)系到倒出角的粗糙度。那么電動機所需功率kW:式中：機床的轉(zhuǎn)動效率，一般取0.650.85。單位是N，單位是。 而上述算出的是輸出軸的功率，現(xiàn)在輸出軸與電動機之間是通過圓錐齒輪傳動來進行。上式是效驗和選取電動機的主要依據(jù)。 電機的轉(zhuǎn)速為：nE=n×i=341×2.36=804.76(r/min) 電機主軸的功率為 = kW 結(jié)合手持倒角機的特點、使用要求及電動機的特征不能太大，又要手能持住，電機的電壓是220V，是直流。而博世進口電動機效率高，耗電小，性能穩(wěn)定，噪音底，振動小，體

10、積小，重量輕，運行可靠，維修方便，為B級絕緣，結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內(nèi)部。所以我選博世進口的電機。第三章 傳動裝置設(shè)計3.1 傳動裝置的總體設(shè)計3.1.1傳動裝置效率； 1為一對滾子軸承的效率，取1 0.99; 2為一對齒輪的效率，取3.1.2 總傳動比： 1 經(jīng)過屢次選擇，最后確定小齒輪的齒數(shù)為Z1=14，大齒輪的齒數(shù)為Z2=33。2 傳動比： i=3.1.3 運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算1 各軸轉(zhuǎn)速； 軸；n1= 1100r/min 軸；n2=n1/i=1100/2.36=341r/min(2) 各軸上的功率； 軸；P1= 580W 軸；P2=P112580&#

11、215;×3 各軸上的扭矩： 軸：T1=9550P1/n1=9550×0.58/11000=0.5 (N·m)軸； T2=9550P2/n2=9550×0.55697/4661=1.14(N·m)將以上算出的運動參數(shù)和動力參數(shù)列表如表1.1所示。 表1.1 電機軸的運動參數(shù)和動力參數(shù)表參數(shù) 軸名軸軸轉(zhuǎn)數(shù)n(r/min)1100341功率P(kw)扭矩T(N·m)傳動比i 2.36 效率 0.96 第四章 圓錐齒輪的傳動的設(shè)計4.1 選擇齒輪材料及熱處理方法 倒角機是一般的機器，沒有太大的特殊要求，從降低本錢、減少結(jié)構(gòu)尺寸和易于取材的原

12、那么出發(fā)，決定小齒輪選45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217255HBS。大齒輪選45鋼正火，齒面硬度為169217BHS.4.2 計算齒輪的許用應(yīng)用（1） 計算許用接觸應(yīng)力H。 查教材，得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為：小齒輪217255BHSHlim1=580 MPa大齒輪169217BHSHlim2=540 MPa循環(huán)次數(shù)：N1=60njLn=60×320×1×(10×52×40××10 N2=N×10齒面接觸應(yīng)力為： H1=ZN1×Hlim1/SH=1×580/1.1=527.3MPa H2=

13、 ZN2×Hlim2×540/1.1=530.2MPa取最小值H=H1=527.3MPa2 計算許彎曲應(yīng)力F由教材查得： 小齒輪217255HBS Flim1= 440 MPa 大齒輪169217HBS Flim2=420 MPa YN1=YN2=1 齒輪彎曲許應(yīng)力為： F1= YN1Flim1/ SF=1×440/1.4=314.3MPa F2= YN2Flim2/ SF=1×420/1.4=300MPa4.3 齒輪參數(shù)設(shè)計因為所設(shè)計的齒輪為軟齒面齒輪，故按齒面接觸強度確定齒輪的根本參數(shù)和主要尺寸。（1） 初選參數(shù)： 選小齒輪齒數(shù)Z1=14 大齒輪齒數(shù)

14、Z2=33（2） 主要尺寸計算：<2> 分度圓錐角：tan ° 190°° <3> 齒頂高： ha=m=1.25 mm<4> 齒根高：hf=1.2m=1.5 mm<5> 全齒高：h=2.2m=2.75 mm<6> 齒頂間隙： c=0.2m=0.25 mm×14=17.5 mm×33=41.25 mm<8> 齒頂圓直徑： da1=d1+2mcos1=17.5+2××°19.80 mm da2=d2+2mcos241.25+2××

15、;° 42.23 mm 1××°14.74 mm 2××°38.25 mm<10> 錐距： R=d1/2sin1=d2/2sin2°°<11> 齒頂角： a=arctan(ha/R)=arctan(1.25/22.4)°<12> 齒根角： f=arctan(hf/R)=arctan(1.5/22.4)°×<14> 頂錐角： a1=1+°°° a2=2+°°°<15

16、> 根錐角： f1=1-°°° f2=2-°°°<16> 節(jié)錐頂點到輪冠距離： AK1=d2/2-hasin1×° ° AK2=d1/2-hasin2×°°（3） 按接觸強度設(shè)計：直齒圓錐齒輪傳動的強度計算，可近似按平均直徑出的一對當量直齒輪的傳動進行1 齒面接觸疲勞強度計算 校核公式 H=H 設(shè)計公式 D1假設(shè)兩輪材料不是鋼-鋼，而是鋼-鑄鐵或是鑄鐵-鑄鐵，那么系數(shù)195.1分別改為175.6和163.9。2 齒根彎曲疲勞強度計算： 校核公式 設(shè)計公式 m

17、式中：YFS-復(fù)合性系數(shù)，按當量齒數(shù)Zv查表得 其余各參數(shù)的含義、單位及許應(yīng)力計算方法與直齒圓柱齒輪相同。 經(jīng)過計算得出齒輪的硬度足夠。4.4 確定齒輪的傳動精度等級（1） 計算齒輪圓周速度。 （2） 確定齒輪精度等級及側(cè)隙。 根據(jù)齒輪的圓周速度和對噪音的要求確定齒輪的精度等級及側(cè)隙分別為： 小齒輪：8GJ 大齒輪：8FH4.5 計算嚙合力 圓周力 Ft=2T1/d1=0.5/17.5=0.03(N) 徑向力 Fr=Fttan×tan20°=0.02156(N)計算結(jié)果見表： 齒輪嚙合力計算表 項 目小 齒 輪大 齒 輪材料及熱處理45鋼調(diào)45鋼正火 根本參數(shù) 齒數(shù)1433

18、法面齒頂高系數(shù)11法面頂隙系數(shù)025025法面模數(shù)125125主要尺寸齒頂高 125齒根高 15全齒高 275齒頂間隙 025分度圓錐角22996701分度圓直徑1754125齒頂圓直徑19804223齒根圓直徑14743825齒頂角 318齒根角 383齒寬 56錐距 224頂錐角26177019根錐角19166318 精度等級GB/T10095-19888GJ嚙合力圓周力 003徑向力 第 五 章 軸的設(shè)計5.1 選取軸的材料和熱處理的方法 倒角機是一般用途的減速器，所以軸的材料選用45鋼，粗加工后進行調(diào)質(zhì)處理后，硬度為217255HBS，由教材查表得： B650MPa, S360MPa

19、-1=300MPa, 160MPa5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計軸的時候要確定軸的外徑和結(jié)構(gòu)尺寸。結(jié)構(gòu)設(shè)計的根本要求是：（1） 軸和軸上的零件要有準確的工作位置；（2） 各零件要可靠地相互聯(lián)系；（3） 軸應(yīng)便于加工，軸上零件要易于裝拆；（4） 盡量減少應(yīng)力集中；（5） 軸各局部的直徑和長度尺寸要合理。軸一般在變應(yīng)力狀態(tài)下工作，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中。對階梯軸相鄰段直徑不宜相差太大，在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量防止在軸上開凹槽和加工螺紋。在重要結(jié)構(gòu)中可采用凹切圓角、過渡肩環(huán)等措施，減少應(yīng)力集中。提高軸的外表質(zhì)量，降低外表粗糙度，采用輾壓，噴丸和外表熱處理方法，也可顯著提高軸的

20、疲勞強度。其次，在軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)合理布置軸上的零件，減輕軸所受載荷，減少軸向尺寸，以提高強度。53 軸的強度計算 軸的設(shè)計過程包括軸的強度計算和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩者一般結(jié)合在一起進行。最初，只能根據(jù)軸系簡圖和一些根本數(shù)據(jù)，按軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，初估軸的直徑。然后以初估直徑為根底，進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，得出結(jié)構(gòu)草圖，從而得知各軸段的直徑和長度，載荷作用點和支點位置，然后再進行強度校核。5.3.1 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑 軸的最少直徑計算公式： dminA 由教材表，查得： A=118107 軸： dmin118107 在軸上處，估取安裝軸承處的軸徑d0=8mm，軸上其余軸徑尺寸由結(jié)構(gòu)要求而定。5.3.2

21、 軸承的選擇 在軸上，既作用著徑向力Fr,又作用著軸向力Fa，應(yīng)選用圓錐滾子軸承，型號為1000088。其主要尺寸如下：d=8mm,D=16mm,B=4mm,5.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在軸上零件的裝拆的先后順序，周向及軸向固定方法以及工藝性等要求，作出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。其中d1=8 mm,公差帶取r6,d2=10 mm,d3=12 mm,d4=30 mm.公差帶取k6,d5=5 mm,公差帶取r6.L1=1O mm,L2=18 mm, L3=10 mm,L4=15 mm,L5=5 mm, 圖如下所示： 534 軸的強度計算取L=144 mm，L/2=72 mm ，由前面計算可知：T2=429.16

22、 N·m,FT2=3733 N,Fr2=1372 N,Fa2=532 N.（1） 根據(jù)軸系部件結(jié)構(gòu)圖，作出軸系空間力圖，如下列圖所示(b)。（2） 作出軸的垂直平面受力圖，求支反力RAv、RBv，繪彎矩圖Mv，如圖c： RBV= RAV=RBV-Fr2=1409.62-1372=37.62(N) 齒輪中心面左側(cè)彎矩MV1為： MV1=RAV·×44=1655.28(N·mm) 齒輪中心面右側(cè)彎矩MV2為： MV2=RB2·×44=62023.28(N·mm)（3） 作出軸水平受力面圖，求支反力RAH,RBH,繪彎矩圖MH,如

23、下圖(d)：RAH=RBH=Ft/2=3733/2=1866.5(N)MH=RAH·×44=82126(N·mm) （4） 支反力RA，RB，繪總彎矩圖M，如下圖e。RA= (N) RB=(N) 齒輪中心面左側(cè)總彎矩M1為： M1=(N·mm) 齒輪面右側(cè)總彎矩M2為： M2=(N·mm)(5) 繪轉(zhuǎn)矩圖，如下圖f (6) 繪當量彎矩圖Mc，如下圖g 因為倒角機為單向傳動，從平安角度出發(fā)，軸上轉(zhuǎn)矩T2按脈沖循環(huán)考慮，故取校正系數(shù)=0.6，齒面中心面處最大當量彎矩Mc為： Mc1= (N·mm) Mc2= (N·mm)（7）

24、選擇危險截面，進行強度核算。根據(jù)當量彎矩圖，初取中心面為危險截面。該截面有鍵槽，故應(yīng)將軸徑加大5%，由此得軸徑d為： d (mm)由計算結(jié)果可知，軸徑小于安裝齒輪處實際軸徑，所以強度滿足要求。軸上安裝刀具的槽，用電脈沖挖槽。535 加工工藝分析： 加工兩端面孔時，左右兩面的軸向切削力可抵消一局部。因此夾緊力不需很大，本工序直徑8.0mm，采用一次進給加工，復(fù)合鉆，另因水平鉆削，排屑容易。切削時間短，切削熱量較小，可不必考慮冷卻問題。鉆孔的孔徑尺寸精度及位置精度的保證。主要是靠提高鉆套的尺寸及位置精度，鉆頭刃磨，質(zhì)量，導套和鉆頭間的配合，嚴格控制鉆頭切削刃擺差及嚴格要求主軸導向套之間的同軸度來保證尺寸精度可到達IT10。位置度達0.4mm。5.3.