毕业设计涡轮蜗杆减速器反求设计.doc

蜗轮蜗杆减速器的反求设计 摘 要 本次毕业设计研究的是蜗轮蜗杆减速器反求设计的设计方法。根据蜗杆蜗轮减速器的形状可分为为圆柱蜗杆减速器和环面蜗杆减速器。而这次毕业设计是研究的则是圆柱蜗轮蜗杆减速器。这次的毕业设计主要是在蜗轮蜗杆减速机加工工艺和使用条件来加以计算的。 在设计论文时，首先，在前言部分写了一些国内外简单介绍关于的蜗轮蜗杆减速器的内容，紧接着，则是讨论和研究蜗轮蜗杆减速机的设计原理。然后又根据蜗轮蜗杆减速器的设计理论和准则设计出了本次毕业设计所要研究的对象，而这样的设计过程是我们经常使用的，对我以后研究其它减速器的也会有很大的帮助。 目前，在研究，设计， 制造和使用的蜗轮蜗杆减速 器上，我国相比于国外先进水平还有相当大 的差距。在国内蜗轮蜗杆减速器的研 究，设计，加工和制造过程当中，在很大的 程度上还存在着不足之处，这还 需要我们进一步的完善和提高。 关键词：蜗轮蜗杆 反求设计 Abstract The graduation project is mainly elaborated on the design of a worm gear reducer system.Worm and worm reducer according to the shape of the worm can be divided into cylindrical worm reducer, worm reducer, worm reducer cone there.The graduation project is to study the design of cylindrical worm reducer method. This method is based on the process and conditions of use worm reducer be calculated. In the design specification, first of all, at home and abroad in the preamble worm reducer made a brief presentation and comparison and description, then, describes the worm gear reducer design principles and characteristics.Then follow the design criteria and design theory designed worm gear reducer, the design process 2 蜗轮蜗杆减速器的反求设计is generally reducer design process, future research other reducer also have some value. Currently, the worm gear reducer design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there is still a wide gap. Domestic design and manu facture of worm gear reducer in the process, there is a drawback to a large extent, be further improved. Keywords:Worm gear and worm Reverse design 目 录 1 绪 论 . 5 1.1 齿轮减速器的发展史 . 5 1.2 产品的概述 . 5 1.3 二级蜗杆蜗轮减速器的特点 . 6 1.4 本课题的研究意义 . 6 2 关于二级蜗杆蜗轮减速器的设计 . 7 2.1 设计内容 . 7 2.2 设计思路 . 7 2.3 设计步骤 . 8 3 减速器传动零部件设计 . 12 3.1 简 述 . 12 3.2 箱体的设计 . 12 3.3 轴的设计 . 19 3.4 轴套的设计 . 20 3.5 蜗轮的设计 . 20 3.5.1 创建齿轮基本圆 . 20 3.5.2 创建齿廓曲线 . 22 3.5.3 创建扫引轨迹 . 24 3.5.4 创建圆柱 . 27 3 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.5.5 变截面扫描生成第一个轮齿 . 27 3.6.6 阵列创建轮齿 . 29 3.5.7 蜗轮的修整 . 30 3.6 蜗杆的创建 . 32 3.6.1 创建阶梯轴 . 32 3.6.2 创建轮齿 . 32 3.7 齿轮轴的设计 . 34 3.8 大齿轮的设计 . 35 3,9 蜗轮蜗杆减速器其他零件的三维模型 . 37 3.10 零件的装配图和爆炸图 . 39 4 加工工艺 . 40 4.1 箱体加工工艺 . 40 4.2 计算生产刚领确定生产类型 . 40 4.3 确定加工余量 . 41 4.4 定位基准的选择和分析 . 41 4.5 加工工作量及工艺手段组合 . 42 5 材料的选择和毛坯的制造方法的选择 . 43 5.1 材料的选择 . 43 5.2 毛坯的制造方法 . 43 设 计 总 结 . 44 致 谢 . 45 参 考 文 献: . 45 4 蜗轮蜗杆减速器的反求设计1 绪 论 1.1 齿轮减速器的发展史 在 20 世纪，齿轮减速机在世界上取得了很大的发展，这与新技术革命的发展有着密切的联系。 自 20 世纪，我国修订了一大批减速器配套的零件，如 JB113070圆柱齿轮减速器，除了厂家自制的主机以外，还形成了一批减速器零件专业生产厂家。目前，全国共有数百生产减速机厂家，每年大约生产 25 万台通用减速器，这些生产厂家对我国机械产品的发展做出了很大贡献。以前我国的减速器大部分都是是借鉴苏联 20 世纪 4050 年代的产品来生产的，虽然在后来有所改进，但在当时的工艺水平和装备条件条件差的情况下，其总体水平与国际水平还有着很大差距。 自改革开放以来，我国引进了一批比较先进的减速器加工设备，并引进，消化和吸收国外先进的科研技术，逐渐掌握了一些设计和制造各种低，高速重载齿轮技术。齿轮的精密机械加工和热处理已经取得了很大的进步，齿轮的制造精度从JB17960(89)级到GB1009588(6)级，而且高速齿轮的制造精度在(45)级。在减速器的齿轮采用硬齿面之后，质量和体积明显减变小了，效率，寿命，承载能力都有了很大的提高，这对节能和提高主机的整体水平起到了显著推动作用。我国自己设计的高速齿轮最高功率达到了42000kW，圆周速度达到了150m/s以上。但是，我国减速器总体技术水平还不是很高，老产品更是不可能立即被新产品替代，新老产品会经过相当长一段时间的并存。 1.2 产品的概述 箱体在蜗轮蜗杆减速器起到支撑和连接的作用，它可以把设计出的每个零部件连接起来，并支撑传动轴转动，以确保各传动零部件的正确安装。减速器箱体的加工质量的优劣，关系到蜗轮蜗杆，轴以及大小斜齿轮等零部件机构位置的准确性，也会影响蜗轮蜗杆减速器的性能和寿命。 蜗轮蜗杆减速器 的箱体是典型的箱体类零 部件，它的形状和结 构复杂多样5 蜗轮蜗杆减速器的反求设计而其箱壁很薄 ，因此，为了提高箱体 外壳的强度，可以在箱体 内外额外加许多加强筋。另外， 许多轴承孔等高精密孔 都需要进一步的加工，因为 在加工过程中切削时会产生大量的热，且材料刚度较差，所以箱体易产生震动和变形。 1.3 二级蜗杆蜗轮减速器的特点 蜗轮蜗杆减速器具有可靠耐用，节省空间，耗能低，噪音低，振动小，灰铸铁箱体，以及齿轮经高频热处理，精密加工，组成了蜗轮蜗杆减速器如图 1.1。 图1.1蜗轮蜗杆减速器 1.4 本课题的研究意义 国内的减速器 大多以蜗轮蜗杆传动为主，其 功率和重量相对较小，机 械效率和传动比大。 此外，在加工工艺和材料等 方面也有很多弱点，其中大 型减速器使用寿命不长 。在国外，又以德国和日本 的减速器总体水平处于领先 地位，尤其是在材料和 工艺加工，制造，装配 等方面有着明显的优势， 它们国家的减速器具有可靠性 高，使用寿命长等优点。而 且其机构的传动形式是以定 轴齿轮6 蜗轮蜗杆减速器的反求设计mz = 4 z 2 = 62z 3 = 21, z4 = 41传动为主。现在 我们使用的减速器向着功率 大、体积小、使用寿命长， 效率高等方面发展。而 且电动机与减速器的连结结 构，也是需要大力 发展的，而且现在已经生产多功率和多结构形式的产品。最近几十年,随着世界上数控技术和计算机技术的迅速发展下，Pro/E 技术广泛的应用于机械设计制造，使得机械加工效率和精度都有 显著提高，进而推动了传动 机构的多样化，标准 化，模块化以及艺术化，使产品变得更加精美。 2 关于二级蜗杆蜗轮减速器的设计 2.1 设计内容 设计一个二级蜗轮蜗杆减速器，高速级采用斜齿轮传动，低速级采用蜗轮蜗杆传动，蜗杆直径系数 q=12.5，轴向模数 ，齿数 ；蜗轮齿数 ，端 面 模 数 mt = 4 ， 斜 齿 轮 轴 模 数 m=2.5 ， 小 齿 论 和 大 齿 轮 的 齿 数 分 别 为，蜗轮蜗杆减速器传动机构简图如图 2.1 所示。 2.2 设计思路 图 2.1 减速器传动机构简图 7 蜗轮蜗杆减速器的反求设计依据蜗轮蜗杆减速器零部件的参数及传动机构简图，蜗轮蜗杆减速器的设计思路大致如下： 1.依据已知的蜗轮蜗杆减速器零部件的相关参数及传动机构简图，设计出蜗轮、蜗杆、轴、齿轮轴和大斜齿轮 5 个基本的零部件。小斜齿轮和高速轴设计在一起，组成斜齿轮轴设计。蜗杆与低速轴设计在一起，组成蜗杆轴传动。 2.圆锥滚子轴承和深沟球轴承的设计，根据【系列零件设计表】命令，生成配置，创建圆锥滚子轴承和深沟球轴承的零件库，以便于使用时灵活调用。 3.在装配蜗轮蜗杆减速器时，根据已绘制的传动机构草图的布局，依据自上而下的初步设计思路，组装蜗杆、蜗轮、大斜齿轮和齿轮轴 5 个基本零部件，继而根据装配时的情况进行修改已创建的零部件。再根据装配虚拟设计的结果，设计轴，实现蜗轮蜗杆减速器传动机构的装配设计。然后进行检验，最后设计运动仿真，验证机构设计的准确性。 4.依据蜗轮蜗杆减速器传功机构的装配体，依据自上而下的设计思路，研究，设计减速器箱体、端面、轴套等其他零件，并且添加紧固件，最后完成整机的装配。 5.对整机进行检验、做运动仿真，并生成装配图的轴测剖视图、爆炸图等配置文件。 6.最后生成零件和装配后工程图。 2.3 设计步骤 蜗轮蜗杆减速器是由箱体、高速轴、中间轴件、低速轴、深沟球轴承，圆锥滚子轴承、圆螺母，垫圈，轴套及紧固件等一些零部件组成的，主要设计步骤如下： 1.减速器零部件设计。 2.整机装配，添加紧固件，完成整机的装配。 3.使用蜗轮蜗杆减速器时，需对蜗轮蜗杆减速器进行检验、并做运动仿真，最后再生成装配后的剖视图，装配图和爆炸图等配置文件。 4.生成零件和装配体工程图如图所示。 8 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 2.2 齿轮轴零件图 图 2.3 蜗杆零件图 9 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 2.4 蜗轮零件图 图 2.5 斜齿轮零件图 10 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 2.6 轴零件图 图 2.7 蜗轮蜗杆减速器装配图 11 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.1 简 3 减速器传动零部件设计 述蜗轮蜗杆减速 器的零部件包括深沟球轴承， 圆锥滚子轴承、 等减速器传动机构，圆螺母， 垫片、轴套、端面、箱体等 相关零件。其中，蜗轮蜗杆 减速器传动机构的零件包括蜗轮、蜗杆大斜齿轮和齿轮轴。 3.2 箱体的设计 （1）在 Pro/Engineer 中,单击标准工具栏中的“新建”图标，新建一个零件文件，命名“xiang ti”。 （2）由测量数据所得，在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“FRONT”平面草绘，单击绘图“四边形”工具进行绘制。先从底面草绘如图 3.1 所示： 图 3.1 （3）选择“拉伸“命令，在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，单击“放置”选择草绘的“定 义”在“FRONT”平面上 进行草绘，选择参照后进行如 图3-1所示的绘制。完成草会后，选择”添加材料“，拉伸深度为25mm如图3.2所示 12 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图3.2 (4)绘制 四个沉孔，在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，单击“放置”选择草绘的“定义”选择“拉伸“命令，在“FRONT”平面上进行草绘，选择参照后选择“圆”命令绘制。等完成草会后，选择“去除材料“，且拉伸深度为25mm 如图3.3所示 图3.3 （5）画箱体下半部分的大概形状，在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，单击“放置”选择草绘的 “定义”在“D1M1”平面 上进行草绘，选择参照后 选择“四边形”命令绘制。 完成草会后，选择” 添加材料“，拉伸深度为 245mm如图3.4所示 图3.4 （6）在的工具栏中，单击“拉伸”命令 ，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定 义”，选择在“TOP”平 面草绘，选择参照后单 击“圆”命令绘制。完成草会后，选择”去除材料“，拉伸深度为166mm如图3.5所示 13 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.5（7）在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“ FRONT”平面草绘，选择参照后单击“直线”命令绘制。完成草会后，选择”去除材料“，拉伸深度为8mm得着色部分，如图3.6所示 图 3.6 （8）在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“DTM2”平面草绘，选择参照后单击“直线，圆”命令绘制。完成草会后，选择”添加材料“，拉伸深度为30mm得着色部分，如图3.7所示 14 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图3.7（8）在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“DTM3”平面草绘，选择参照后单击“圆”命令绘制。完成草 会后，选择”去除材料 “，拉伸深度为取一个 选取对象的一个直径为80的圆，如图3.8所示 图3.8 （9）在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“DTM2”平面草绘，选择参照后单击“圆，直线”命令绘制。 完成草会后，选择” 去除材料“，拉伸深度为 取一个选取对象得一个直径为75的圆，如图3.9 图3.9 15 蜗轮蜗杆减速器的反求设计（10）得箱体的内部结构，在右侧的工具栏中，多次单击“拉伸”命令，单击“放置”选择草绘的“定义”，在不同的平面上进行草绘，选择参照后选择“圆，直线”命令绘制。完成草会后，选取不同的拉伸长度得图3.10 图3.10 （11）在右侧的 工具栏中，单击“板 筋”命令，单击“放置”选 择草绘的“定义”，在“D1M4”平面上进行草绘，选择参照后选择“直线”命令绘制。完成草会后，拉伸深度为8mm，得着色部分，如图3.11 图 3.11 16 蜗轮蜗杆减速器的反求设计（12）得箱体的 内部结构，在右侧的工 具栏中，单击“拉伸”命令 ，单击“放置”选择草绘的“定义”，在“D1M5”平面上进行草绘，选择参照后选择“圆”命令绘制。完成草会后，选取不同的拉伸长度166mm，得图中着色部分，图3.12 图 3.12 （13）在右侧的 工具栏中，单击“孔 ”命令，在弹出的面板上 单击“放置”然后再选择草绘的 “定义”，选择在“ DTM3”来放置孔，然后选取 M10x1.5的孔，再选取两个参照平面进行添加，完成孔绘制后，再 在右侧的工具栏中，单击“阵列”命令，选取对象选择“轴”进行阵列得到图中着色部分，如图3.13 图3.13 （14）绘制窥视孔，在右侧的工具栏中，单击“拉伸,镜像,孔”命令，单击“放17 蜗轮蜗杆减速器的反求设计置”选择草绘的“定义”，选取多个平面来绘制得到图中着色部分，如图3-14 图 3.14 （15）绘制油槽，在右侧的工具栏中，单击“ 拉伸,孔”命令，单击“放置”选择草绘的“定义”，选取多个平面来绘制得到图中着色部分，如图3.15 图3.15（16）绘制游标卡尺，在右侧的工具栏中，单击“拉伸,孔”命令，单击“放置”选择草绘的“定义”，选取多个平面来绘制得到图中着色部分，如图3.16 图3.16 18 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.3轴的设计 （1）在 Pro/Engineer 中,轴的设计是相对比较容易实现的的。单击工具栏中的“新建”图标，新建一个零件，名称为”zhou”。 （2）由测量数具所得，在右侧的工具栏中，单击“旋转”命令，单击“放置”选择草绘的“定 义”，选择在“FRONT”平 面草绘，单击绘图“直 线”工具进行如图 3.17 所示的绘制。 （3）旋转后得图 3.18 图 3.17 图 3.18 （4）轴上的两个键槽绘制，选择“拉伸“命令，在 DTM1 平面上进行草绘，选择参照后进行草绘绘制。完成草绘后，选择”去除材料“，键槽的拉伸深度分别为 6mm 和 12mm 如图 3.19 所示 19 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.4 轴套的设计 图 3.19 （1）由测量数具所得，在右侧的工具栏中，单击“旋转”命令，单击“放置”选择草绘的“定义”，选择在“FRONT”平面草绘，单击绘图“直线”工具进行如图 3.20 所示的绘制。 图 3.20 （2）旋转后得轴套，如图 3.21 所示 3.5 蜗轮的设计 3.5.1 创建齿轮基本圆 图 3.21 （1）在右侧工具栏中单击“新建”按钮，选择零件，并在在对话框内输入名称为 worm_wheel.prt,最后单击“确定”按钮; 20 蜗轮蜗杆减速器的反求设计（2）绘制蜗轮基本圆曲线。在右侧工具栏内单击“草绘”按钮，在弹出的对话框上单击“放置”按钮，选择草绘“定义”，在“FRONT”平面进行草绘，选择“RIGHT”面作为参考平面，选取参考方向为向“右”，如图 3.22 所示；单击【草绘】进入草绘环境； 图 3.22 （3）在右侧工具栏中单击“拉伸”按钮在弹出的面板上单击“放置”按钮，选择草绘“定义”，在“FRONT”平面进行草绘，单击“圆”命令绘制，绘制如图3.23 所示草图，在弹出的对话框上单击“对号”按钮，完成草图的绘制。 图 3.23 21 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.5.2 创建齿廓曲线 （1）创建渐开线。在右侧工具栏内选择“草绘”命令，弹出“曲线选项”菜单管理器，如图 3.22 所示。 。 图 3.22 (2)在“曲线选项”菜单管理器中选择“从方程”选项，然后选 PRT_CSYS_DEF作为基准坐标系。在弹出“设置坐类型”菜单管理器中选择“笛卡尔”。并在记事本中输入下列曲线方程： R=D1/2 Theta=t*45 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180 Z=0 (3)在“曲线”对话框中，选择“确定”按钮来实现渐开线的创建，如图 3.23所示 22 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.23 （4）在右侧工具栏选择“轴”命令，在系统弹出“基准轴”对话框中，按如图3.24 所示选择基准轴。 图 3.24 (5)在右侧工具栏中选择“平面”按钮，在系统弹出“基准平面”菜单管理器中，按图 3.25 所示，进行选择。 图 3.25 (6)在右侧工具栏内选择“平面”命令，在系统弹出“基准平面”菜单管理器中，按图 3.26 所示，进行选择，在“旋转”命令中输入“360/(4*30)”，并且23 蜗轮蜗杆减速器的反求设计在系统弹出的“基准平面”菜单管理器中选择“确定”来创建基准平面； 图 3.26 (7)在绘图区内选中渐开线，然后在右侧工具栏内选择“镜像”命令，在弹出“镜像”对话框内，选取“DTM3”作参照平面，进行草绘，等草绘完成后，单击“对号”按钮，如图 3.27 所示。 3.5.3 创建扫引轨迹 图 3.27 (1)创建投影曲面。在右侧工具栏内选取“旋转”命令，在系统弹出“旋转”操控面板，单击“曲面”命令，然后选取“放置” “定义”，在系统弹出“草绘”定义对话框中，按如图 3.28 所示定义草绘平面。 24 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.28 （2）在右侧工具栏内选取“草绘”命令，在系统弹出“参照”对话框内，按图3.29 所示选择，然后单击“关闭”按钮，进行草绘。 图 3.29 (3)绘制如图 3.30 所示草图，单击右下角的“对号”按钮，完成草图的绘制。然后在操作面板内单击“对号”按钮。 25 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.30 （4）在右侧工具栏内选取“草绘”命令，在系统弹出“参照”操控面板，按如图 3.31 所示定义参照，单击“关闭”按钮，进行草绘。 图 3.31 （5）在草绘环境中绘制如图 3.32 所示草图，单击“对号”按钮，结束草图绘制 图 3.32 （6）在操作面板内单击“对号”命令，实现草绘后的后投影线如图 3.33 所示。 图 3.33 26 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.5.4 创建圆柱 （1）在右侧工具栏内选取“拉伸”命令，在系统弹出“拉伸”对话框内，选取“放置”按钮，按如图 3.34 所示进行定义，然后单击“草绘”按钮，进行草绘视图。 图 3.34 （2）在右侧工具栏内选择“草绘”命令，进行草绘，单击“圆”按钮按如图 3.35所示绘制草图，单击右下角“对号”按钮完成草图绘制。 图 3.35 （3）在操作面板内，单击 “对称”按钮，拉伸深度为“45”，单击“对号”按钮。 3.5.5 变截面扫描生成第一个轮齿 在主菜单栏内选择“可变截面扫描”命令，在系统弹出“变截面扫描”对话框内，选择“参照”命令，按如图 3.36 所示设置“轨迹”和“剖面控制”. 27 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.36 （2）在弹出操作面板内，选取“选项”命令，然后再单击“恒定剖面”命令。 （3) 在弹出操作面板内，选择“草绘”命令,进行草绘，绘制如图 3.37 所示草图，单击“对号”按钮，完成草图绘制。 图 3.37 （4）在操作面板内，选择 “添加材料”命令，单击“对号”按钮，完成后如图3.38 所示。 28 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.6.6 阵列创建轮齿 图 3.38 (1)在左侧“模型树”中，选取两个半齿作“组”操作，如图 3.39 所示。 图 3.39 （2）选取已经设计好的轮齿，在主菜单栏上选取 “编辑” “复制”命令，再次单击选取“编辑” “选择性粘贴”命令，在弹出“选择性粘贴”管理菜单内。其设置状态如图 3.40 所示，点击【确定】按钮，系统弹出“选择性粘贴”操作面板。 29 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.40 （3）选取“阵列”按钮，参照对象选择“轴”，在绘图区内选择圆柱的中心轴“A-1”作为参照对象，阵列个数输入“62”，旋转角度为“5.8”度，完成阵列的设计，完成后的蜗轮如图 3.41 所示。 3.5.7 蜗轮的修整 图 3.41 （1）绘制蜗轮轴肩，单击“旋转”按钮，在弹出的对话框内单击“放置”按钮，选择“定义”命令，在“FRONT”平面进行草绘，绘制草图后旋转并镜像后得图3.42 图 3.42 （2）在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在一个平面进行草绘，单击绘图“圆”工具进行绘制，完成草会后，选择”去除材料”,拉伸深度为“一个项目”如图 3.43所示 30 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.43 （3）绘制键槽，在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“DTM1”平面草绘，单击“直线”命令进行绘制，完成草会后，选择”去除材料“，拉伸深度选择“一个项目”如图 3.44 所示. 图 3.44 （4）绘制沉槽在右侧的工具栏中，单击“旋转”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择 草绘的“定义”，选择 在“DTM1”平面草绘，单击绘图 “圆”工具进行绘制完成草会后，完成草会后并镜像得图 3.45 所示. 图 3.45 (5）在右侧的工具栏中，选择“孔”按钮，选择平面放置，并另外选取两个平面来确定孔的位置，完成孔的绘制后再用“阵列”的命令得图 3.46 所示. 31 蜗轮蜗杆减速器的反求设计3.6 蜗杆的创建 3.6.1 创建阶梯轴 如图 3.47 图 3-46 图 3.47 （1）在主菜单栏中选择“新建”命令，选择零件，在对话框内输入 worm.,然后单击“确定”按钮。 （2）在主菜单栏单击“插入”“旋转”命令，在系统弹出“旋转”操控面板上，单击 “位 置”按钮，然后选择“ 定义”命令，在“草绘” 界面内，选取“TOP”面为草绘平 面，参照平面为“RIGHT” 平面，确定参照方向为 “右”，最后单击“草 绘”命令，进行草绘。绘制 如图3.48所示的草图，在 右侧工具栏内单击“直线”按钮，进行草绘，然后单击“对号”按钮。 图 3.48 3.6.2 创建轮齿 (1)在主菜单中选择“插入”命令，选择“螺旋扫描”命令，在弹出的对话框中j 点击“伸出项”按钮，弹出如图 3.49 所示对话框。 32 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.49 （2）绘制扫描曲线时，在绘图区内选取“TOP”平面作为草绘平面，选取“正向”命令然后单击“缺省”命令进行绘图，绘制如图 3.50 所示的扫引轨迹线，单击“完成”按钮。在绘图时，一定要绘制中心线。 图 3.50 (3)绘制蜗杆的齿轮，如图 3.51 所示 33 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.51 （4）在右侧的工具栏中，单击“旋转”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“FRONT”平面草绘，单击绘图“直线”工具进行绘制草绘完成后的图 3.52图 3.52（5）绘制两个键槽，选择 “拉伸“命令，单击 “位置”按钮，然后选择“定义”命令，选取“DTM1”平面作为草绘平面，然后选择参照平面进行草图绘制。完成草绘后，选取“去除材料”，其拉伸深度分别为 4mm，8mm 如图 3.53 所示如图所示 3.7齿轮轴的设计 图3.53 （1）在主菜单栏中单击“新建”按钮，选择零件，在对话框内输入 chi lun zhou ,最后单击“确定”按钮； （2）单击“拉伸”命令，在弹出的对话框上单击“放置”然后再选择“定义”命令，选择在“FRONT”平面作为草绘平面，单击绘图“圆”工具进行绘制草绘，完成后用“阵列”的命令得图 3.54 34 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3-54 （3）在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“FRONT”平面草绘，单击绘图“直线”工具进行绘制草绘草绘，完成后的图 3.55 用旋转命令绘制齿轮两端的轴，如图所示 图 3.55 （4）绘制键槽，选择“ 拉伸“命令，在 DTM1 平面上进行草绘，选择参照后进行草绘绘制。完成草绘后，选择”去除材料“命令，取拉伸深度为 4mm，如图3.56 所示 3.8大齿轮的设计 图3.56 （1）在工具栏内单击“新建”按钮，在新建对话框中输入文件名 da chi lun ,35 蜗轮蜗杆减速器的反求设计然后单击“确定”。 （2）单击“拉伸”命令，在弹出的对话框上单击“放置”命令，然后再选择“定义”按钮，选择在“FRONT”平面草绘，单击绘图“圆”工具进行绘制，草绘完成后用“阵列”的命令得图 3.57 图 3.57 （3）单击“拉伸”命令，在弹出的对话框上单击“放置”命令，然后再选择“定义”按钮，选择在“FRONT”平面草绘，单击“圆”命令进行绘制，草绘完成后选择“去除材料”命令，输入拉伸深度为 10.5mm 如图 3.58 所示。图 3.58 （4）在右侧的工具栏中，单击 “孔”按钮，单击“放置”命令，选择在一个平面来放置孔，并另外在选取两个平面用来确定孔的位置，如图 3.59 所示 36 蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.59 （5）绘制键槽，在右侧的工具栏中，单击“拉伸”命令，在弹出的面板上单击“放置”然后再选择草绘的“定义”，选择在“DTM1”平面草绘，单击绘图“四边形”工具进行绘制，单击绘图“直线”工具进行草图绘制。完成草会后，选择”去除材料“，拉伸深度为“一个项目”如图 3.60 所示. 图 3.60 3,9蜗轮蜗杆减速器其他零件的三维模型 由于整个蜗轮蜗杆减速器的实体建模基本上都是靠拉伸除材料或拉伸凸台来完成的，当然在建模过程中也有特殊的需要用到其他的特征命令，比如说通过扫描生成螺纹模型，利用旋转切除材料，插入混合切口等等特征工具。上面已经详细介绍了几个零件的实体建模过程，剩下的是一些国标件和几个简单的零件，就不在一个一个介绍其生成过程了，其绘制好的三维实体模型如图 3.61所示。 37 蜗轮蜗杆减速器的反求设计圆锥滚子轴承 轴承盖 不规则轴承盖 大轴承盖 垫圈 止动垫圈 吊环螺钉通气器 油塞 窥视盖游标尺 螺栓 38 蜗轮蜗杆减速器的反求设计圆螺母 图 3.61 3.10 零件的装配图和爆炸图 装配图：把已绘制好的零件依次组装起来，如图 3.62 所示： 图 3.62 装配图 爆炸图：点击【装配体】主菜单栏上的【爆炸视图】按钮，在系统弹出【爆炸视图】管理器，选择箱体所有零部件，单击“爆炸试图”按钮，最后点击确定，完成爆炸图的创建，其结果如图 3.63 所示。 39 零件名称设计说明1，蜗轮蜗杆减速器箱体在铸件时，应进行清理和时效处理。2，安装轴承处的粗糙度是Ra l6。箱3，轴的中心和轴承孔的上下端面的圆柱度为0.01，垂直度为0 0050。4，未注明的倒角为245，粗糙度为Ra6.4。5，未注明的铸造倒角半径为 R=35mm。6，窥视口面的粗糙度为Rz50。7，轴承孔的同轴度为0.03。8，轴承孔的中心位置度为0.60。9，轴承孔的下偏差是0，上偏差是0.05。10，轴承孔内壁的粗糙度为Ra3.2。11，箱座不得漏油。蜗轮蜗杆减速器的反求设计图 3.63 爆炸图 4 加工工艺 4.1箱体加工工艺 （表4.1） 体 表4.1 箱体加工工艺表 4.2 计算生产刚领确定生产类型 由每年生产1万件来算，那么每台产品中箱体的数量为n =l(件台)，备品率 b = 5% ，废品率 a = 3% 。 由公 N = Q n(1 + a + b ) 得： N=100001(1+3+5)=10800 查表可知箱体为大量生产。 40 蜗轮蜗杆减速器的反求设计于是，我们可以确定箱体的生产方法为Y流水线的生 产，又因为箱体有许多的地方的加工加工方法是相同的，所以我们可以选择同一个加工机床，使用同一个流水线进行加工，等需要加工不同的工序的时，再采用分开加工的方法，故箱体 的加工工艺 可以选择先 重合后分开 再重合的流 水线加工作 业的方式来生产。虽然箱体加工是大批量生产，但从积极性方面综合来考虑，也可以采用组合机床的加工方法来进行加工，且流水线全部使用半自动化的设备。 4.3 确定加工余量 有金属机械加工工艺人员手册可以查出各加工面的加工余量如下所示 （1）输入轴承孔端面： 2.5 （2）输入轴承孔：R 1.2 （3）输出轴承孔端面： 2.0（4）输出轴承孔：R 1.2 （5）窥视孔端而： 1.0（6）箱体底面： 1.5 （7）箱体排油孔端面： 1.0 4.4 定位基准的选择和分析 （表4.2） 工件工序内容定位基准粗精铣窥视孔面箱体底面粗铣下箱底面箱体底面钻下箱底而螺栓孔箱体底面钻油槽孔、排油孔螺孔箱体底面铣排油孔面箱体底面锪油槽孔箱体底面锪下箱底而螺栓孔箱体底面粗、精铣轴承孔端面箱体底面41 蜗轮蜗杆减速器的反求设计体镗轴承孔面螺孔并攻丝箱体底面镗轴承孔面螺孔并攻丝箱体底面IT12 IT11 IT9IT11 IT10IT12 IT11 IT9IT12 IT10 IT19表4.2 箱体的加工基准 4.5 加工工作量及工艺手段组合 蜗轮蜗杆减速器箱体需要加工的平面有输入轴承孔端面、窥视孔台阶面、输出轴承孔端面、 箱体排油孔台阶面、箱体底 面等七个平面。另外，还要 镗轴承孔以及加工箱体螺栓孔、游标空箱体底面螺栓孔、窥视孔台阶面、排油孔。 下面是箱体的各个加工工序的尺寸和偏差。 1、输入轴承孔 A、加工工序：扩孔粗镗半精镗一精镗 B、工序余量：粗镗 4，半精镗 2.5，精镗 0.5， C、工序公差：粗镗 ，半精镗 ，精镗 ， 0.51 0.25 0.12、输入轴承孔端面 A、 加工工序：粗铣一精铣 B、 工序余量：粗铣 5.0，精铣 3.0, C、 工序公差：粗铣 ，精铣 ,0.36 0.233、输出轴承孔 A、加工工序：扩空粗镗半精镗一精镗 B、工序余量：粗镗 4，半精镗 2.5，精镗 0.5， C、工序公差：，粗镗 ，半精镗 ，精镗 ， 0.51 0.25 0.14、输出轴承孔端面