角磨机结构及外型设计

本科课程设计(论文)

题目：角磨机的机械结构及外型设计

学院:

专业：

姓名：

指导教师：

2011年6月20日

(1)

本科课程设计(论文) (1)

第1章设计要求 (2)

1.1引言 (3)

1.2课程组完成的设计任务 (3)

1.3个人完成的设计任务 (3)

第2章资料查询与市场调研 (4)

2.1资料查询 (4)

2.2角磨机的市场调研 (5)

第3章总体方案设计 (7)

3.1角磨机工作原理分析与说明 (7)

3.2角磨机的总体结构设计 (10)

3.3典型机构设计 (11)

3.3.1 直流电动机 (11)

3.3.2 空间齿轮结构 (13)

第4章典型零件结构设计——齿轮和轴承 (14)

4.1齿轮结构设计 (14)

4.2设计说明 (15)

4.3注意事项 (15)

4.4结构分析 (15)

4.5连接关系 (15)

4.6轴承设计 (15)

第5章设计说明书 (17)

5.1角磨机外观设计 (17)

5.2设计来源 (19)

5.3设计流程 (19)

5.4产品规格 (19)

5.5使用说明及注意事项 (20)

第6章设计总结 (21)

一、设计要求

1.1 引言

电动角磨机学名“角向磨光机”，一种普遍使用的电动手持式切割研磨工具。就是以交流电或直流电驱动电机，驱动伞状齿轮高速运转带动砂轮高速运转，从而利用高速旋转的薄片砂轮以及橡胶砂轮、钢丝轮等对金属构件进行磨削、切削、除锈、磨光加工。角磨机适合用来切割、研磨及刷磨金属与石材，作业时不可使用水。切割石材时必须使用引导板。针对配备了电子控制装置的机型，如果在此类机器上安装合适的附件，也可以进行研磨及抛光作业。角磨机被广泛应用于机械制造业、建筑、家具制造等行业领域，角磨机经实验和现场实际操作证明，具有结构合理、体积小、重量轻、功利大、操作灵活、携带方便等优点，深受广大电力电信作业者等的欢迎。了解角磨机工作原理、结构等可以帮助人们更好的使用；对角磨机的再设计能够更好的满足广大消费者的功能需求，同时增加了消费者使用的安全性以及舒适度。

1.2课题组完成的设计任务

我组通过上网查阅资料、翻阅相关书籍，在各大五金市场对角磨机进行了详细的市场调查，来研究角磨机的工作原理及结构并对角磨机的发展趋势进行了考查探究。最终我组选择牧田角磨机为例，将其拆分进行角磨机的内部结构分析、测绘、计算及三维结构设计，运动分析，各零件的连接分析与设计。另外运用Rhino三维建模软件做出了三维模型，在不同角度和部位做了爆炸图以便更好的分析其内部结构、连接方式和运作方式，运用AutoCAD进行了典型零件的

三视图绘制。最后对其外形进行了构思创意设计。

1.3个人完成工作量

完成角磨机的三维内部结构机外观设计，最终提供如下6方面的资料：

（1）工作原理图（CAD图）1张

（2）总爆炸图（外观包括电机机壳、齿轮箱。内部构件包括砂轮、空间齿轮、转子、定子、轴

承等）3张

（3）结构组装、爆炸图3张

（4）典型零件（齿轮）详图2张

（5）外形设计方案2张（草图）

（6）设计说明书1份

二、资料查询与市场调研

2.1资料查询

在确定了课题后的第一天，我们小组就角磨机的工作原理和运动简图等开始浏览并收集资料，我们到图书馆和上网查阅了相关机械的资料，对于电磁感应产生电能的原理（即电动机工作原理）和空间齿轮机构的构成有了比较具体的的了解，也对角磨机的工作原理有了初步认识。然后对角磨机进行拆卸，对各部进行数据测量并记录相关数据，对角磨机的结构有更深的了解。

研究对象

此次我们小组研究的角磨机是日本日立电动角磨机G10SF3 560W，主要参数如下

砂轮外径：100公厘（4英寸）

孔径：16公厘（5/8英寸）

主轴螺纹：M10×1.5

输入功率：560瓦

空载转速：12,000/分钟

最大输出功率：640瓦

全长：254公厘（10英寸）

重量：1.4公斤（3.1磅）

最大输出功率：640W

2.2市场调研

（一）个人爱好和财力，以及角磨机的用途。

（二）角磨机的质量、价格和维修等因素，其中进口机的质量明显优于国产机，并且使用寿命较长，

而国产机的价格及维修费用低于进口机。

（三）塑料外壳的表面光洁度（包括附件光洁度），模具开得好坏（塑料机壳和附件棱角是否清晰、

美观、整齐）。

（四）角磨机稳定性的强弱。

（五）功能是否齐全，看功率大小。要考虑其工作使的震动大小以及发出的噪声大小。（六）了解价格。角磨机价格属市场调节价、可上下浮动；因各店进货渠道不同，进价不一，更会

出现售价不一，甚至高、低悬殊的现象。

2.2.2 产品定位

下面是市场上比较畅销的几款角磨机的对比分析

该产品在定位上不仅注意其功率、转速、重量、体积等各方面等功能因素，还要注意其外观的体现及形式美的要素，使人们在笨重枯燥的工作中更感觉轻松自如。

三、角磨机总体方案设计

3.1 工作原理分析与说明

1、工作原理图、运动简图

工作原理图

角磨机运动简图

角磨机工作原理图

角磨机运动简图

2、工作原理分析、说明

角磨机就是利用高速旋转的薄片砂轮以及橡胶砂轮、钢丝轮等对金属构件进行磨削、切削、除锈、磨光加工。通过电磁感应产生电能，带动轴承转动，通过空间齿轮结构将水平传动转变为竖直传动，从而带动薄片砂轮或橡胶砂轮，钢丝轮等高速旋转。

3.2角磨机总体结构设计

剖视图

角磨机总体分为以下几个方面：

1）、外壳包装及操作按钮

2）、转子组件和定子组件及轴承

3）、空间齿轮机构及砂轮轴

由于角磨机工作频率较高，会产生震动,所以在各零件连接之间都要做好防震措施，在螺丝连接处要多加垫圈，外壳多采用塑料，角磨机的尾部外壳要留出出风孔，防止角磨机工作散热不及时导

致原件损坏。

3.3 典型机构设计

直流电动机分为两部分：

1）转子组件

2）定子组件

转子组件和定子组件的尺寸一定要相符合，两者之间的间隙要合适，该间隙称为气隙。

定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；

转自部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件转子(电枢)：直流电动机的转子又称电枢，它是产生感应电动势、电流、电磁转矩而实现能

量转换的部件。?

1) 电枢铁心电枢铁心是直流电动机主磁路的一部分，在铁心槽中嵌放电枢绕组。电枢铁心一

般采用硅钢片叠压而成。?

2) 电枢绕组电枢绕组的作用是通过电流产生感应电动势和电磁转矩实现能量转换。?

3) 换向器换向器的作用是将电枢中的交流电动势和电流转换成电刷间的直流电动势和电流，

从而保证所有导体上产生的转矩方向一致。?