【电钻工具的总体设计方案案例分析5800字】

电钻工具的总体设计方案案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u137881.1电钻的分类及工作原理 1206901.3电钻构建材料分析 3145141.4使用者与电钻操作分析 4296251.5电钻的设计原则及参考基准 51.1电钻的分类及工作原理1.1.1电钻的分类就当前而言，我国市场当中能够购买到的电钻分为定位、精密、智能型三种不同类型的电钻，下面按照各各电钻设计的不同对于电钻的特点与实用性进行介绍。（1）定位型电钻这款电钻在其自身的使用功能上对电钻本身添加了定位工具，简单来说就是利用一种透明的圆柱体从而达到固定电钻钻头的效果。除此之外，为了让其产出相应的压强，透明的圆柱体里面装填的是伸缩装置，让其依据压强的自动调整从而使得电钻的涨縮。（）精密型电钻这款电钻是由设计师TimBennett设计的精密的电动冲击钻，其电钻本身在性能方面与普通的电动冲击钻相比具有较大的差距。精密型的电动冲击钻运用的是钻头涨縮的工作形式，电子在需要运行时仅仅按着电钻的开关按钮即可，电钻的钻头会随着时间的推移慢慢的向前推进，相当于传统的电子冲击钻而言，在操作的便捷性上要好得多，此为该电钻带有红外线定位装置，用于精准定位，防止电钻在工作的过程当中，无法做到精确的定位，使得钻头钻偏智能型电钻这款电钻的上方安装一个显示屏，从显示屏显示的数据和图片可以准确的把握到钻头的转速与力度的大小。与此同时还可以依据其材料的钻孔属性不同，从而来分辨出钻孔的尺度大小以及材料密度的大小，从而可以很好的调整专速与压强。1.1.2电钻的工作原理电钻工作原理是电磁旋转式或电磁往复式小容量电动机的电机转子做磁场切割做功运转，通过传动机构驱动作业装置，带动齿轮加大钻头的动力，从而使钻头刮削物体表面，更好的洞穿物体。1.2电钻的结构分析现在电钻市场上的电钻的主要结构分为电钻的外壳、电动机、电钻的减速箱、握的手柄、电源开关以及去耦电容、电钻的钻头夹的六部分组成，接下来我将从这六个点各种分析每个原件的作用。钻夹头；2-传动机构；3-开关；4-机壳；5-电缆线；6-内部导线；7-电动机（1）电动机单相串励电动机是一种带有电刷和换向器的\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"交流电动机，电机主要由\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"定子\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"转子及\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"支架三部分组，定子由凸极铁心和\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"励磁绕组组成，转子由隐极铁心、\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"电枢绕组、\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"换向器及\t"/item/%E4%B8%B2%E5%8A%B1%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"转轴等组成。其特点是转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速。减速器减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。手柄手柄在电动冲击钻当中的主要功能是起着方便使用的作用，可以能够让电动冲击钻与电钻操作着直接接触，可以很大程度上的发挥出手柄的实用性，也很多程度上减少了电钻使用过程当中带来的危险，手柄的分类主要有手枪形式、后托形式等等，其主要功能是为了让操作者更加的方便，减少在操作过程当中遇到的危险。电源开关电动冲击钻电源开关的主要结构是二级瞧瞧式双断触点，发生紧急情况时，可以快速切断电源，减少事故所带来的危险，但是目前市场上电钻开关由于工人使用后放置的操作不当，导致很多电钻开关很容易脱落。去藕电容去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度，降低电源分配系统的阻抗都非常有效。在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声，使用去藕电容很大程度上的减低了噪音带来的影响。钻头夹钻头夹是电钻的核心配件，市场上常见的钻头夹主要有直钩型的钻头夹，但是随着技术的不断提升，传统的扳手型钻头夹逐渐被淘汰，取而代之的是高性能的自扣钻头夹，其特征是使得钻头的精确度更高、钻头的效率更大已经技术含量不断提高。1.3电钻构建材料分析电钻的材料主要分为两个部分，其一就是电钻的金属材料，金属材料的主要用途在于钻头与钻头夹连接的位置，在这次改进当中选择的金属材料是具有很强可塑性的铝合金，主要是因为铝合金在加工方面较为便捷且加工成本较低，并且延展性更强。铝合金除了可塑性较强之外，本身带有的防腐蚀性也是较好的并且具有较高的硬度，采用铝合金不仅仅很大程度上的降低了电钻的重量而且在电钻运行过程当中大大降低了转速所带来的压力。其二就是选择质量较好的玻璃纤维尼龙，具有很强的运行性能，可以达到电钻运行的基本要求，而且使用玻璃纤维尼龙的主要原因是因为可以在减少电钻在运行过程当中产生的摩擦力并且可以减少对于使用者的使用过程当中与手臂用力过程当中所产生的压力。1.4使用者与电钻操作分析手柄的操作使用者在用手拿着手柄操作电钻运行时，由于电钻与墙壁产生的摩擦力会产生强烈的震动、巨大的噪音、严重的不平衡以及对人的冲击力等等各种方面的因素，给予操作者带来各种危险，而且影响到操作着的人身安全以及使用过程当中的体验感，所以我在改进手柄的构成当中，首当其冲考虑的是手柄的与操作者之间的舒适感已经操作构成当中的便捷，所以我把原有的手柄改进成了倒立三角型的手柄，因为三角形最大的特点就是它的稳定性，这样很大程度上避免了使用电钻过程较长使得电钻手柄处变形，同时也能够防止操作者在使用电钻时间过长导致电钻从手柄位置脱离的情况。并且为了满足多数人在使用电钻过程当中的舒适感我还采用了在手柄握把处设计了半弧形的握把设计，可以很大程度上的满足不同使用者把握电钻过程当中的安全以及舒适感，大大减少了在使用过程当中的手臂酸痛。在设计好手柄的原型时，在手柄的外面包裹一层具有弹力的橡胶形的材料，加大舒适的同时也给使用者很多的选择性，在手柄的宽度上我主要采用的是手枪类型的设计，之间间隔35-45mm是人们使用电钻最佳的握把位置。在手柄的构成上，我选择了最大程度上的缓解电钻在使用过程中带来的震动压力。并且手柄上的开关位置以及锁定位置的设计、材料与开关的大小都很大程度上的影响到了使用电钻过程中的舒适感，因此我这次改进吧开关原本的位置放在了手柄的上部地区，在电钻开关的材料上我采用的是手柄的软度与其产生的摩擦性的感觉，减少在使用过程当中的压力，并且按照自己手掌的大小来对手柄进行改良。（2）电钻的安全性电钻的安全性是电钻最为主要的部分，并且使用电钻的过程当中会遇到很多不可预估的危险的存在比如说钻头的钻孔期间破裂、电钻漏电等情况再者说在高空作业的过程当中由于没有拿稳高空掉下等等情况都有可能造成人员受伤，我对于电钻的安全方面，从以下几个方面进行改进。对于电钻漏电的情况，电钻的电路材料在制作电钻的过程当中及其重要，就当前市场上大于电钻按着电气安全保护的分类可分为三大类，单重绝缘类、双重绝缘类和直流安全三种，这三种的基本要求都是要使用安全的隔离变压器进行工作的，因为有这个限制条件的缘故，所以可以确保在安全的情况下保证电钻的工作，不会让电钻处于这个危险的工作环境当中，但是因为我国的国内生产厂家为了节省生产成本过于简约的制作该产品，导致其安全性能较差并且容易产生安全事故，考虑到以上情况改进过程当中应该采用国内较为高端或者顶尖的技术材料，保证产品质量，让操作者可以更加安全可靠的使用电钻除了在考虑到电钻漏电的情况，在电钻的使用过程当中很容易产生安全事故，在电钻的钻头前面安置一个防尘网，这样简单的安装可以使得电钻在使用过程中起到一个可以防尘与减少震动的效果，大大减轻了使用过程当中给人带来的危害，并且可以防止飞尘进入人的呼吸道，很大限度上的保证了人体健康。1.5电钻的设计原则及参考基准1.5.1电钻的设计原则本文主要的内容是在本身现有电钻的基础上加以改进，主要目的是为了通过给电钻前端加上一个防尘罩从而提升电钻的安全性和防尘性以及电钻的振动性特别大，操作电钻时，巨大的振动会影响到操作者的手臂，手腕，和肩部，从而对手柄也进行优化设计。所以在设计的时候尽量满足以下需求：第一：在安装防尘罩的同时，不能影响电钻工具的使用性能。第二：为了让操作人员可以更加清楚地看到电钻地运转状况，务必采用透明装备作为防尘罩的质料。第三：通用件多，非标件少，能够有效地降低设备维修成本，且保证设备在使用的过程中稳定性，合理分布零部件位置，方便维修。1.5.2设计参考基准本文设计的电钻主要的参考基准是通过目前已经应用成熟的电钻作为设计的基准进行设计。首要用博世GSR120型手电钻当作设计模板实行设计。该公司生产的产品结构稳定性好，具备良好的使用寿命，且获得了使用者一致好评，是目前使用较为广泛的一种电钻，如图1所示。1.6总体方案设计电磁往返式小容量电动机或电磁转动式的电机转子做磁场分割做功运行是电钻地运转方式。利用传递驱动机推动作业设备，发动齿轮增强钻头的能源，进而让钻头滑移切除物体的外观，从而使钻头刮削物体表面，更加方便的穿透物体。现如今这些器具工作时，操作工具的人的手腕，手掌和肩部能感受到明显的震动。1957年的时候，这种因为卫生部导致的胳膊震动病症被列为中国法定的疾病，也属于职业病之一，又被叫做部分震动早在1957年，由卫生部引起的手臂振动疾病就被列为中国法定疾病。职业病之一，也称为局部振动症，一般情况下是一阵子发作的白手指。此外，传统的手动操作的电钻依然需要更多的安全措施来保障。同时它的钻孔精度比较低。便携式手动操作的电钻虽然在电动器具中逐渐大范围的使用，但是它的一些不可忽视的危险也受到了大家的高度重视。本篇论文总体上是从传统手持电钻的使用良好的舒畅性和操作的安全性出发，进行了改进和剖析。设计一个防尘罩给传统的便携式手动电钻，其首要的功能是用来汇集工具打孔时出现的废渣和木屑，以防废尘会给操作人员带来障碍，同时防止其伤害操作人员的身体健康。为了让使用工具的人更加便捷地打出水平笔直于墙壁的孔，并且可以轻易的得出打孔的厚度，于是设计了装有刻度线和定点装备。而且对传统便携式手动电钻的把手进行翻新重设，采用了人因工程的有关理论，这样工具的手把使用时也比较顺应人的身心发展规律及特征。1.3.1防尘罩的设计对于传统手电钻不能防止废尘的缺陷，本篇探究给传统手电钻设计出一种防尘罩，能高效便捷地汇集钻孔带来的废弃物，防止粉尘损伤作业人员的健康。防尘罩效果图如图2所示，根据人手大小尺寸的数字，作业人员在用其钻孔时需要用左手拿着这个装备配置。使得绝大部分的作业人员能够拿住这个装配，给此装置的圆的直径预设为100mm,周长就是314mm，可以达到绝大部分的操作者控制的圆的弧度大于180°。并且设计的防尘罩要有充足的空余用以收集废弃物屑。为了让电钻头能自由便利的伸缩，需要在大圆一致的水平直径上钻一个直径为10mm的孔。快速运转工作的钻头因为这个小孔可以和防尘罩保持合适的距离，可以有效防止它们发生碰触。接着设计一个挡板在大圆的同样水平面的下面。其首要功效是用来汇聚起废弃物，木屑，从而能防止作业环境受到影响。同时在圆形轴线下方预留了10mm的空间与挡板的上方边沿，以免挡板会影响到电钻头的伸缩动作，大圆面与其下方的边沿贴合。为了使废弃物屑更好的进入废弃物汇集处，在挡板的上方边沿预留了60°的角。之所以采用可视透明的材料是因为作业人员能够直接看到剩下储存物屑的空余区，迅速清理汇聚的废弃物，并且作业人员能够实时观测到电钻的工作状况。下面图2就是防尘罩的三维模型图。1.3.2定位装置设计对于以往的手持电钻钻孔时会与墙面达不到90°，并且钻孔的深度距离也不能够准确的知道的缺陷，设计了一个协助操作及时定位的装配。这个定位装配的构成包括一组套环还有一个圆柱体材料。此圆柱体材料的高度是200mm，半径是5mm,套环的厚度是2mm，里面小圆的半径是5mm,宽度是10mm,电钻的外部与该套环的另外一边相连接。这里的圆柱体是当做导轨使用的，因为它需要确保手持电钻的伸进角度与墙面垂直，因此导轨的表壳一定要耐磨，需要十分的平滑。此套环的材料可以选取坚硬材质的塑料生产，导轨则可以选取不锈钢皮建造，从而对于使用人员来说便利许多。导轨表面装置了宽为5mm的刻度，用以得出钻孔时的内部距离通过套环所处的刻度显示。下面图显示出的是已经兼并的防飞尘定位装配，这样的设计装备与人因工程的理论愈加贴合。把这两个配合协助的装配兼并成一体，导轨的端面与防尘罩的大的端面相贴合，并且它们的轴线是处于同一水平空间的，导轨在其档板的上面，并且和防尘装置的外面圆形面相切，通过这个设计操作时手电钻自身的重量就不会影响到钻孔时的准确度。兼并为一体的整合形态装配降低了新产物的操作难度，使用人员也能够更加便利的钻孔、收纳放置、配置。兼并后的定位防尘装配结合了及时定位与防止废尘的功效，防尘罩的大断面与导轨联结，使导轨能够一直与墙面保持垂直，手持电钻通过套环的推动帮助与导轨运作相平行，最终电钻钻的孔才能与墙面垂直。1.3.2手柄优化设计依据有关数据表明，手持型器具的手柄的直径大体是大于30mm，小于50mm，长度大概是大于90mm，小于125mm，把手的长度是依据人的手的大小来设计的，用男性百分之95的数量来计算考量，加上使用人员或许会戴手套的因素，采用多方面