电动冲击钻设计说明书

XX大学

20**届毕业设计（论文）题目：电动冲击钻设计

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目录

第一章前言 .................................................................. ３第二章冲击钻的基本方案....................................................... ４

1.产品功能要求 ........................................................... ４

2.传动机构方案及比较...................................................... ４

3.电动冲击钻结构简图...................................................... ７第三章整体结构设计........................................................... ８

1.电机的选择 ............................................................. ９

2、齿轮的计算。....................................................... ９第四章主要零部件参数及结构设计............................................. １１4．1 主传动轴设计....................................................... １１4．1．1 主轴的结构设计[10] .......................................... １１4．1．2 主轴的校核................................................. １２4．2．传动齿轮设计...................................................... １３4．2．1 针式齿轮设计说明............................................ １３4．2．2 按齿面接触度强计算[2] ....................................... １３4．2．3 按齿根弯曲强度设计[2] ...................................... １５4．2．4 几何尺寸计算............................................... １６4．2．5 验算....................................................... １７第五章主要零部件的选材、热处理及工艺分析................................... １８第六章设计总结 ............................................................ ２０致谢 ..................................................................... ２１参考文献 ................................................................... ２２

第一章前言

冲击钻作为电动工具的一种，我们有必要介绍电动工具的现状和发展趋势。电动工具是一种机械化工具，它结构轻巧、携带使用方便。无论在我们的日常生活中，还是在生产中都是个不可或缺的重要角色。我国电动工具行业一向靠外贸出口作可靠支撑。近十年来，除 1996 年比 1995 年在外贸出口数量和金额略有下降外，其余年份均呈大幅度上升态势。2000 年，全行业的外贸出口出现了历史最高峰--无论增长幅度还是绝对值，均创历

史新高，外贸出口数量高达 8500 万台，外贸出口金额 12.25 亿美元，二者均比 1999 年增长50%以上。虽然今年以来，我国电动工具行业的外贸出口却遭遇较大挫折，与去年同期相比，外贸出口数量和金额仅呈微略增势，“跑”出了近五年来最慢速度。今年我国电动工具外贸出口的这种大幅回落将较大地影响全年的行业生产经营效果，给完成全年生产经营目标带来了更加艰巨的任务。但是我国加入 W TO 后许多重大工程的新建和续建、房地产业的继续发展以及基本建设等给电动工具行业的发展提供了有利条件,西部大开发也带动了电动工具市场的进一步扩大。

从电动工具市场反馈的信息可以看出，2002年国内电动工具产品销售出现了以下一些新的特点。首先，许多电动工具生产企业的积极性比以往更加高涨，推动了电动工具产品质量水平不断提高，无论外观造型还是内在性能，都有明显改善。另一方面，各生产厂家大力挖掘内部潜力，降低生产成本，来增强自身的竞争力。由于竞争的日趋激烈，我国许多以内销为主的电动工具企业更加注意产品的更新和新产品的设计开发。如冲击钻，体积小、重量轻，外型更加美观。认知自己的不足，现在生产企业都走设计更新的路。沿着这个方向发展，我国的电动工具行业的前景将无限光明。

第二章冲击钻的基本方案

1.产品功能要求

电动冲击钻是一种常用的电动五金工具，主要用于坚硬而脆性较大的材料如石材、水泥墙、瓷砖等的钻孔．工作中除钻削外还应有定的冲击力才能顺利地钻出孔来。实现电动冲击钻功能的传动机构方案很多，带动话头旋转的方式主要由电动机通过齿轮传动系统完成，而实现钻头的冲击运动有多和方式。下面仅对电冲击机构的方案选择作一简要分析比较。

2.传动机构方案及比较

方案一：曲柄滑块冲击机构

1本方案为实现钻孔及冲击功能，采用了一个带套筒的齿轮9,如图Ⅲ- 1所示．钻头13通过花键连接装在套筒齿轮9前端的花键槽12内使钻头13与齿轮9连成一体。电动机1转动，通过齿轮6、齿轮7、齿输8，带动齿轮9转动，使钻头13旋转进行钻孔。同时由曲柄轮4、连杆5和撞头滑块10组成曲柄滑块冲击机构。曲柄轮4（带蜗轮）通过蜗杆机构3经由．齿轮6、齿轮2将电动机r输出．的动力传递给撞头滑块10。撞头滑块10撞击撞杆11，撞杆11．再撞击钻头13实现冲击运动。钻头13受冲击时可在花键槽12内移动。

该方案结构较为复杂，对安装精度要求较商，不然会发生撞头滑块在套筒内卡死的现象。同时连杆5的连接轴销在冲击力较大时易折断勺。

方案二：偏心凸轮冲击机构

该方案采用偏心凸轮5作为冲击发生件，撞头8作为凸轮机构从动杆；如图Ⅲ-2所示。与方案一相同，也是通过蜗轮4：蜗杆3将电动机1的动力传递给予蜗轮4同轴的偏心，凸轮5 0‘电动机转动，，凸轮机构工作，撞买8来回移动，撞击撞杆’12 0撞头8与偏心凸轮5接触T的顶部做成半球状，以减少工作时韵摩擦6弹簧9的作用是使撞头8在工作中与偏心凸轮5保持可靠的接触。该方案对安装精度要求不高，工作毡比较安全

可靠，但存在凸轮遑扔冲击，哏口非有效冲击较大。偏心凸轮轴销易掼等缺点。

方案三：圆盘凸轮冲击机构

由圆盘凸轮16、从动杆8（撞头）组成圆盘凸轮冲击机构，这是一种变形的圆盘凸轮机构,如图Ⅲ-3所示。

将圆盘凸轮6做成斜面圆柱状，从动杆8不直接与圆盘凸轮6接触.而是通。过拨盘5拨动从动杆8（撞头）作往复直线运动。电动机1通过一对啮合的齿轮。 2、3直接将

动力传递给予从动齿轮3同轴的圆盘凸轮6和套筒齿轮9的驱动齿，齿轮7，完成整个运劫及动力传递。弹簧4的作用是工作中使拨盘5紧贴圆盘轮6表面。该方案结构简单，减弱凸轮机构易产生的硬性冲击，工作安全可靠。

方案三与前两个方案相比，省去了用于改变运动方向f螺杆机构，简化了传动路线，结构紧凑且工作硬性冲击小，工作可靠。通过以上分析，选用方案三进行电动冲击钻结构设计。

3.电动冲击钻结构简图

根据所选方案画出冲击钻结构简图，如图皿-4所示：结构简图清楚地反映了电动冲击钻工作原理、各零件结构关系和装配关系及电钻造型韵基本轮廓，依此可进行零部件结构设计和霹观遣型设计。

第三章整体结构设计

图3-1：总图

图3-2 转子

图：3-3 定子

1.电机的选择

电机的选择是本设计的重点，其基本参数通过计算得出。根据我们最后要求输出的转速。N1=350 转/分钟和齿轮减速比：i=8/53得：电机要求的最小转速：N=350X53/8=2318.75 转/分钟即是其负载转速要大于2318.75 转/分钟。最后设计出的负载转速：2500 转/分钟，能满足我们的要求。而且我们要求的输入功率250W 参考的输入功率：300W 大于要求的输入功率。即所选的电机能满足要求。

2、齿轮的计算。

用PROE 创建出齿轮的零件模型时，需计算出下列参数:

*<1> 基圆半径Rp

*<2> 滚动角ω

〈3〉渐开线方程

选择大齿轮的模数Mn=0.5，齿数Zz=53,

1、节圆半径Rp=0.5x5x30.5=13.25

2、基圆半径Rb=13.25cos20=12.45

3、周节Pc=3.14x0.5=1.57

4、在节圆上的齿厚Tp=Pc/2=0.785

5、齿冠圆半径Rd=Rp+a=13.25+0.5=13.75

6、齿根圆半径Ra=Rp-b=13.25-0.5785=12.67

7、在基圆上的齿厚Tb=2XRb[Tp/(2Rp)+inv(X]

=6.01

将此齿厚换算为角度θ=（6.01/12.45）X360X/2π=27.6X

8、滚动角ε可通过求解下式而得：ε-tan1ε=θ

9、渐开线方程式：r=Rb(1+ε^2)^1/2。