1、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. 傳動裝置設計-7 4. 圓錐齒輪的傳動的設計-8-8 4.4 確定齒輪的傳動精度等級-13 4.5 計算嚙合力-13 5. 軸的設計-155.1 選取軸的材料和熱處理的方法-155.2 軸的結構設計-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. 蓋體的設計-237. 可調夾板的設計-247.1 毛坯的選擇-257.2 工藝路線的擬定-258. 潤

2、滑系統(tǒng)-26參 考 文 獻-27小 結 -28摘要：倒角機它用于工件的規(guī)那么曲面如外圓，內孔，腰形孔等和不規(guī)那么的內，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。該產品結構緊湊、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，機器設備制造等，廣泛應用在鋼鐵、鋼結構、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。它從事零

3、部件制造、試驗、檢測、裝配技術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 電流     9.8A 倒角能力  0-3mm 倒角角度  45° 重量    &

4、#160; 2.5 kg 轉速 1100r/min 第一章 倒角機總體設計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

5、式及結構方案確實定根據(jù)用戶要求、現(xiàn)場調研、被加工零件的結構特點、加工要求及生產率等情況，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 ；

6、那么輸出軸轉速 n = = =341每分鐘進給量 =n·f =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； 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

7、削功率kW: = =0.3065 kW1.3 倒角機方案確實定：綜合各種因素現(xiàn)提出兩種設計方案來解決這一問題：方案一：倒角機的所有設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構分布尤為重要。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，分開生產后通過配合裝配，生產完畢后經(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，還有就是選用國產電機的功率達不到要求，使倒出的角粗糙度太高。 方

8、案二： 倒角機的所有設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構分布尤為重要。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，總體生產的話生產的要求要很高，而且也很費時間，生產效率低，周期大，用三面銑刀可以設計軸的尺寸小些。兩種方案的比擬： 從以上的兩種方案來看，第二種方案的設計更適合倒角機的設計，但也不是很好，結合兩種方案，得出： 1 電機的選擇用第二種方案， 2 蓋體的設計選用第一種方

9、案， 3 齒輪的設計選用第二種方案， 4 刀具就選用三面銑刀。 綜合上述，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)。 電機的轉速為：nE=n×i=341×2.36=804.76(r/min) 電機主軸的功率為 = kW 結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

10、，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，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便，為B級絕緣，結構為全封閉自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內部。所以我選博世進口的電機。第三章 傳動裝置設計3.1 傳動裝置的總體設計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 各軸轉速； 軸；n1= 1100r/min 軸；n2=n1/i=1100/2.36=341r/min(2

11、) 各軸上的功率； 軸；P1= 580W 軸；P2=P112580××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計4.1 選擇齒輪材料及熱處理方法 倒角機是

12、一般的機器，沒有太大的特殊要求，從降低本錢、減少結構尺寸和易于取材的原那么出發(fā)，決定小齒輪選45鋼調質，齒面硬度為217255HBS。大齒輪選45鋼正火，齒面硬度為169217BHS.4.2 計算齒輪的許用應用（1） 計算許用接觸應力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齒面接觸應力為： H1=ZN1×H

13、lim1/SH=1×580/1.1=527.3MPa H2= ZN2×Hlim2×540/1.1=530.2MPa取最小值H=H1=527.3MPa2 計算許彎曲應力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)設計因為所設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

14、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)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

15、 mm da2=d2+2mcos241.25+2××° 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+°°&

16、#176; a2=2+°°°<15> 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 設計公式 D1假設兩輪材料不是鋼-鋼，而是鋼-鑄鐵或是鑄鐵-鑄鐵，那么系數(shù)195.1分別改為17

17、5.6和163.9。2 齒根彎曲疲勞強度計算： 校核公式 設計公式 m式中：YFS-復合性系數(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)計算結果見表： 齒輪嚙合力計算表 項 目小

18、齒 輪大 齒 輪材料及熱處理45鋼調45鋼正火 根本參數(shù) 齒數(shù)1433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，粗加工后進行調質處理后，硬度為

19、217255HBS，由教材查表得： B650MPa, S360MPa -1=300MPa, 160MPa5.2 軸的結構設計 設計軸的時候要確定軸的外徑和結構尺寸。結構設計的根本要求是：（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） 軸應便于加工，軸上零件要易于裝拆；（4） 盡量減少應力集中；（5） 軸各局部的直徑和長度尺寸要合理。軸一般在變應力狀態(tài)下工作，進行結構設計時，應盡量減少應力集中。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。在重要結構中可采用凹切圓角、過渡肩環(huán)等措施，減少應力集中。提高軸的外表

20、質量，降低外表粗糙度，采用輾壓，噴丸和外表熱處理方法，也可顯著提高軸的疲勞強度。其次，在軸結構設計時，應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 軸的設計過程包括軸的強度計算和軸的結構設計，兩者一般結合在一起進行。最初，只能根據(jù)軸系簡圖和一些根本數(shù)據(jù)，按軸所傳遞的轉矩，初估軸的直徑。然后以初估直徑為根底，進行軸的結構設計，得出結構草圖，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

21、裝軸承處的軸徑d0=8mm，軸上其余軸徑尺寸由結構要求而定。5.3.2 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 軸的結構設計 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，作出軸的結構設計。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=

22、144 mm，L/2=72 mm ，由前面計算可知：T2=429.16 N·m,FT2=3733 N,Fr2=1372 N,Fa2=532 N.（1） 根據(jù)軸系部件結構圖，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) 齒輪中心面左側彎矩MV1為： MV1=RAV·×44=1655.28(N·mm) 齒輪中心面右側彎矩MV2為： MV2=RB2·×44=62023.28(N·mm

23、)（3） 作出軸水平受力面圖，求支反力RAH,RBH,繪彎矩圖MH,如下圖(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) 齒輪中心面左側總彎矩M1為： M1=(N·mm) 齒輪面右側總彎矩M2為： M2=(N·mm)(5) 繪轉矩圖，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： Mc

24、1= (N·mm) Mc2= (N·mm)（7） 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，故應將軸徑加大5%，由此得軸徑d為： d (mm)由計算結果可知，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，質量，導套和鉆

25、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。5.3.6 軸的加工工藝分析1.毛坯的選擇：根據(jù)零件圖可知，零件的材料為45號鋼，各圓的尺寸相差很大。因此，選用45號鋼的冷拔棒料做為毛坯。這樣。毛坯的精度高，加工是省料，降低本錢 2工藝路線的擬定： 1車：第一次裝夾，夾緊35的毛坯。 11 粗車，半精車30及12外徑，單邊留2 mm 余量。工藝裝備：YT15車刀，0-150游標卡尺。設備：C616車床。 2 淬：熱處理調質HB217255 3 第二次裝夾：夾緊30半精車外徑，依次半精車30，12,8，10外徑，12，10粗糙度

26、0.處留0.2mm余量砂光。 3.1 車：割3處槽。 工藝裝備：0-150游標卡尺，0-25，25-50千分尺， YT15車刀，白鋼割刀。0#砂布。 設備：C616車床。4 第三次裝夾，夾緊12處，夾爪墊0.8 厚鋼皮，校正30外徑，粗車及精車5.0。外徑及B-B處錐面。5外徑留0.02mm余量砂光。 工藝設備：0150游標卡尺YT15車刀。0#砂布。 5 銑：銑3的鍵槽 工藝裝備：3鍵槽銑刀，0-150平口錐 5.4 軸承壽命計算 以軸軸承為例，軸軸承已初選型號為1000088的一對滾子軸承正裝，其有關數(shù)據(jù)如下：額定動載荷C=86.5KN,e=0.4,Y=1.5, 載荷系數(shù)fp=1.1,溫度

27、系數(shù)ft=1.0。軸承受力情況如下圖。由前面計算可知： RA=1866.68 N,RB=2338.99 N . RA、RB即為軸承徑向力FrA、FrB。 FtA=RA=1866.88 N ,FrB=RB=2338.99 N.5.4.1 計算內部軸向力S SA=622.3 N SB=799.7 (N)5.4.2 計算實際軸向力 FaA=maxSA,SB-Fa2max622.3,779.7-532 622.3 (N) FaB=maxSB,SA+Fa2max779.7,622.3+532 1152.3(N)5.4.3 取系數(shù)X,Y值FaA/Fta=622.3/1866.88=0.33e由教材查表得X

28、A=1,YA=0 FaB/FrB=1152.3/2338.99=0.49e5.4.4 計算當量動載荷×1×1866.88+0× =2053.57 (N)××× =3187.74 (N)5.4.5 計算軸承額定壽命Lh 因為PB>PA,所以按右側軸承計算軸承的額定壽命Lh： Lh=411115 (h) 由題給工作條件，該皮帶運輸機兩班制工作，使用期限10年。假設每年以300工作日計，那么軸承的預期壽命為： L=8×2×300×10=48000 (h) 由于Lh?L，所以軸承合符合要求。 溫 度 系 數(shù)

29、 ft 表軸承工作溫度/°C?120125150175200225250300350fT 5.5 選用鍵并校核強度 軸上安裝齒輪處選用鍵的類型為：A型鍵16×52GB/T1096-1979。b=16 mm ,h=10 mm,L=56 mm, 鍵槽深度t=6 mm,鍵的工作長度l=L-6=56-16=40 (mm),T2=429.16 N·m ,d=58 mm。因為對于按標準選擇的平鍵連接，具有足夠的剪切強度，故按擠壓強度進行強度校核。 p=4××10/(58×10×40)=74 (MPa)由教材查表得，鍵連接的許用擠壓應力p

30、125-150pp,故連接強度足夠，能夠滿足要求，平安。第六章 蓋體的設計蓋體是倒角機中重要部位，蓋體中裝有齒輪，齒輪在蓋體中高速運動。為了保持結構的簡易性，我們沒有在做多余的設計。主軸承安裝在蓋體里面軸承孔上。為了保證主要機構工作可靠，蓋體和軸承的尺寸和相對位置都加工得比擬精確。參考樣機的設計，為了減少蓋體內部與齒輪之間的摩擦損失，蓋體外壁尺寸和形狀要求比擬精確，外表光潔度要高。如果按1-2級精度的尺寸公差來加工蓋體必然會增加加工困難，并且提高零件的加工本錢。因此，一般將尺寸公差加大，按2-3級精度來加工，然后按一級精度的尺寸公差來選配，這樣加工就比擬容易，而且本錢也降低了。為了提高蓋體的耐

31、磨性，可選用含有少量合金元素鎳Ni的優(yōu)質鑄鐵，這種材料機械強度高，耐磨性好，但本錢相對會高一些。如下列圖所示： 第 七 章 可調夾板的設計因為擋板是用來調節(jié)倒角的長度的。故要重量輕點，硬度要硬，這樣才不會影響倒角的質量，使倒出的角能夠符號要求。材料為45鋼，硬度大，韌性小，好加工經(jīng)過屢次設計計算，擋板圖如下：7.1 毛坯的選擇：根據(jù)零件圖可知，零件的材料為HT-200。各圓尺寸相差很大。因此，選用HT-200的冷拔棒料做為毛坯。這樣。毛坯的精度高，加工是省料，降低本錢。 7.2 工藝路線的擬定： (1) 備料 2車：第一次裝夾校正100臺階端面及56毛坯外徑。 21 車，粗車。半精車，精車56

32、外徑，56端面及100臺階端面。 工藝設備：0-150的游標卡尺，YG6硬質合金90°外圓車刀。 2.2 車：車40孔 設備：CA6140 工藝裝備：YG6鏜刀，0150游標卡尺。 3 車：第二次裝夾，校正56外徑及100臺階端面。 31 車：精車，半精車及精車100外徑及端面? 工藝裝備：0-150右邊卡尺，YG6硬質合金車刀。 設備：CA61404 鉗：劃6×5.5孔均布及對稱R2；R5腰槽。工藝設備：300×500平臺，0300高度尺及分度尺。5 鉆：鉆6×工藝裝備：5.5，4鉆頭。設備0-13臺鉆。（6） 銑：銑R2及R3.5腰槽。工藝裝備：4，7鍵槽銑刀，0-150平口鉗。設備：Z520立銑第八章 潤滑系統(tǒng)9.1幾種常見的潤滑方式根據(jù)倒角機類型和潤滑部位不同，采用不同的潤滑方式，主要有以下5種： 1壓力循環(huán)潤滑 即潤滑油是在機油泵作用下以一定的壓力注入摩擦部位。常用于承受較大負荷的摩擦外表，如軸承、軸套等。 2飛