文档介绍：手电钻设计与快速成型制造
内容提要:本文论述了手电钻的总体设计流程,包括零件设计、外壳设计,并校核总装
配,得出并分析其结论。结合设计过程的个人体会,提出几项难点与障碍。另外,还利用先
进制造技术的快速成型技术完成外壳的加工,详细说明了立体光固法的工艺。
**关 键 词:外壳,RP 技术,SLA 工艺。
*引 言
手电钻是一种机械化工具。它由电动机作为动力,通过传动机构驱动工作头进行作业,
通常制成手持式。
手电钻结构轻巧、携带使用方便,它已被广泛用于国民经济各个领域,并进入了家庭使
用,是一种量大面广的机械化工具。
该手电钻的外壳采用了快速成型(简称 RP)的方法来制造,RP 是 80 年代后期发展起来
的,被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破。RP 系统综合应用了各种现代技术(机
械工程、CAD、数控技术,激光技术及材料科学技术),可以快速、精确地将电脑设计数据
物化成具有一定功能的实物,从而不但可以对产品设计进行设计验证、功能验证、外观验证、
工程分析、市场订货以及企业的决策等,而且可以向客户、甚至仅仅是有意向的潜在客户提
供未来产品的实体模型,从而达到迅速占领市场的目的。
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市场调研
3D 模型
参观电动工具公司
快速成型
样机分析
查阅资料
装配校核
3D 设计
零件设计
传动计算
项目
型号
额定电压
额定电流
输入功率
空载转速
负载转速
钢材
*图 1 设计流程图
表 1 手电钻设计参数
参数
MZ-06
300W
4000r/min
2500r/min
Ô6mm
220V
最大钻孔直径
重量
木材
Ô12mm
* 拟定传动方案
*由负载转速估计总传动比约为 6~8,根据该数值,可初步拟定以一级斜齿轮传动为主
的传动方案。电动机采用单相串励电机,一来它体积小,二是输出的转速较高;选用斜齿是
因为其啮合性能好,传动平稳,这都是手电钻所追求的特点。
* 几何计算
*表 2 齿轮参数
各项参数
齿数
法面模数 mn
法向压力角
螺旋角â
齿顶高系数 ha*
齿顶间隙系数 c*
修正系数
齿宽 B
大齿
53
20?
?
1
-
6
小齿
8
20?
?
1
10
由于小斜齿轮齿数小于最小根切齿数,所以得加上修正系数。忽略电动机的电气损耗与
机械损耗,故其传递功率为 ,而钻夹头的转速为 2500r/min,传动比为 i=,故电动机
*的转速为 ,据此可求出传递的扭矩 ,校核齿轮强度。
* 标准件
*轴承 由于是斜齿轮传动,所以会产生不小的轴向力,所选的轴承必须能够承受一定的
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冲击,而且齿轮转速高,会产生噪声,因此得选用能够减少摩擦损耗的优质轴承,另外,为
避免温度过高时,油挥发的比