蝸輪蝸桿傳動設計

陳國林

（廣西玉林技師學院，玉林 537000）

1 繪制蝸輪蝸桿傳動三維模型

1 創建蝸輪蝸桿傳動模型

打開Inventor 2021，創建蝸輪蝸桿傳動項目文件，設置使用樣庫為“讀-寫”。新建零件模型，通過創建工作平面、繪制草圖、拉伸、鏡像、鉆孔、圓角以及環形陣列等命令，創建箱體、箱蓋等實體模型。在創建箱體和箱蓋模型時，可以直接把箱體和箱蓋的尺寸公差設置在所選擇的尺寸上，如尺寸、6×M6×1。創建零件圖或者裝配圖時，在檢索模型標注時可以直接生成尺寸公差、標注孔的尺寸等。繪制油塞、墊圈、套筒和密封端蓋三維模型時，建模的方法同上。

2 創建蝸輪、蝸桿模型

2.1 創建.iam文件

選擇“蝸輪零部件生成器”，設計常用項時正確填寫“傳動比”“切向模數”“切向壓力角”“導程角”參數。同樣，在設計蝸桿項中正確選擇“零部件”“蝸桿頭數”“蝸桿長度”“中徑”“直徑系數”參數。在設計蝸輪中填寫“零部件”“齒數”“齒寬”“變位系數”等參數。最后，單擊“計算”按鈕進行計算，判斷是否符合設計要求。

如果無法滿足設計的計算要求，可以在“蝸輪零部件生成器”中設置其“計算”參數，如蝸桿蝸輪載荷參數、材料值、強度指標以及要求壽命等，同時觀察其右側得到的載荷及安全系數的計算結果，以便調整蝸輪零部件生成器設置的參數直到滿足設計要求。生成一對嚙合的蝸輪蝸桿傳動副的模型后，根據蝸輪蝸桿實際需要，在蝸輪蝸桿的.iam文件上分別創建完整的蝸輪、蝸桿零件模型，并另存為兩個單獨的.ipt文件，以便安裝、生成蝸輪蝸桿零件圖以及裝配圖使用[1]。

2 蝸輪蝸桿傳動三維模型安裝

創建.iam文件，使用約束命令，先選擇箱體固定在“原始坐標系原點”上，后裝入已經建好的箱蓋、密封端蓋、套筒、墊圈、蝸輪、蝸桿、蝸輪軸以及油塞等零件模型。分別固定蝸桿、蝸輪軸，依次從資源中心選擇平鍵（6×6×30）、平鍵（8×7×1）和平鍵（6×6×25）安裝于對應的鍵槽，并在蝸輪軸上按照安裝的順序分別裝入蝸輪和套筒，然后從資源中心分別選擇滾動軸承6205、6204裝入蝸輪軸、蝸桿。安裝箱體左右密封端蓋4、3后，分別從資源中心選擇唇型密封圈1、2安裝在密封端蓋1、4上。撤銷蝸桿的“固定”，并把蝸桿組件安裝在箱體的左右軸頸的位置上，同時安裝左右密封端蓋4、3。撤銷蝸輪軸的“固定”，并把蝸輪軸組件安裝在箱體的上方軸頸的前后位置，同時安裝前后密封端蓋1、2，并調整滾動軸承6205與密封端蓋1、2的間隙，以達到蝸輪蝸桿傳動的技術要求，然后安裝箱蓋、M6×15螺栓、M8×2螺栓以及油塞。

3 設置.ipt文件iproperty參數

打開箱體、箱蓋、密封端蓋、套筒、墊圈、蝸輪、蝸桿、蝸輪軸以及油塞等零件.ipt文件，分別在瀏覽器中選擇各自的iproperty，修改“概要”中“標題”“名稱”“設計人”“項目”“零件代號”“創建日期”“制造核準人”“制造核準日期”“物理特性”等符合其設計的.ipt文件要求。打開蝸輪蝸桿傳動的裝配模型，設置裝配模型.iam文件iproperty參數，方法同上。

4 自動生成箱體.idw工程圖文件

在裝配選項卡上打開管理菜單，選擇樣式編輯器，重新設置“新建樣式”，分別在“視圖標注”“圖層樣式”“對象默認設置”“圖紙格式”“圖框”“標題欄”上設置符合國標要求的參數[2]。

4.1 生成箱體零件圖

選擇已經設置好的.idw模板，單擊放置視圖工具，選擇基礎視圖，打開箱體文件，在合適的繪圖區上點擊，生成箱體零件視圖和標題欄。選擇箱體主視圖半剖繪制，在箱體“俯視圖”上右鍵單擊“剖視圖”，選擇箱體俯視圖剖切位置剖切，右健點擊“繼續”，選擇合適的“主視圖”位置單擊，在半剖視圖對話框上選擇比例和樣式等參數。修改箱體主視圖，以達到目的。生成左視圖和B向視圖，其中左視圖采用局部剖視畫法，以表達清楚箱體螺紋孔M6×1、M8×1的內部結構，方法同上。

4.2 箱體零件圖標注尺寸

在所選擇視圖上右鍵單擊檢索模型標注，選擇視圖上所需要的尺寸即可。然后，根據制圖的標準和要求，編輯視圖的尺寸。在標注選項工具上，分別根據設計要求選擇“基準標識符號”A與B、“孔和螺紋”6×M6×1、粗糙度、同軸度、垂直度和其他技術要求進行標注。

5 自動生成蝸輪蝸桿傳動.idw工程圖文件

打開Inventor 2021，新建蝸輪蝸桿傳動.idw工程圖，選擇已設置好的GB-零件圖圖框、GB-裝配圖標題欄模板、蝸輪蝸桿傳動三維裝配模型，在圖紙上即可生成蝸輪蝸桿傳動裝配圖和標題欄。這時可選擇視圖進行編輯。

5.1 生成左視圖

單擊基礎視圖打開工程視圖對話框，選擇蝸輪蝸桿傳動模型，調整導航，選擇左視圖和比例，在合適的繪圖區上點擊，即可生成蝸輪蝸桿傳動左視圖和標題欄。編輯左視圖，鍵17和軸16的配合采用局部剖視畫法和移出剖面繪圖。螺紋孔6×M6×1采用局部剖視圖畫法，同時繪制投影B向視圖。

5.2 生成俯視圖

單擊左視圖，右鍵選擇剖視圖，在左視圖上選擇箱體與箱蓋的結合面為剖切面剖切左視圖，并選擇適當的位置點擊生成俯視圖。修改俯視圖時，單擊俯視圖中“蝸輪蝸桿傳動模型”的位置，分別選擇蝸桿、蝸輪軸，單擊“剖切參與件”選擇“無”，得到未剖開的蝸桿、蝸輪軸俯視圖。用相同的方法修改蝸輪、螺釘4×M8×1，同時按國家標準編輯滾動軸承6205以達到相關要求[3]。

5.3 生成主視圖

分析蝸輪蝸桿傳動裝配發現，主視圖設置為全剖視圖才能準確反映蝸輪蝸桿傳動內部結構和傳動原理。剖切的方法與生成俯視圖方法相似，但需要編輯油塞、箱蓋和滾動軸承6204的剖面線，編輯主視圖鍵3和蝸桿11的配合，采用局部剖視畫法和移出剖面繪圖，然后編輯符合國家標準的蝸桿、蝸輪裝配圖。

5.4 生成B向視圖

在左視圖上選擇“投影視圖”，設置為B向視圖，編輯可見線條達到向視圖要求。

5.5 蝸輪蝸桿傳動裝配圖尺寸標注

按機械制圖標準在“樣式編輯器”中設置尺寸標注樣式后，標注裝配尺寸Φ47K7/h6、尺寸Φ35G7、安裝尺寸Φ（119±0.015）mm，外形尺寸193 mm以及其他重要尺寸等。

5.6 裝配圖明細表的設置和技術要求

選擇“樣式編輯器”，展開“明細欄（GB）”，按照國家標準分別設置并編輯“文本樣式”“標簽文本”“列標題”“注釋文本”“數據”“注釋文本”等。選擇標注中“自動引出序號”，并標注序號。編輯排序時，雙擊明細欄，彈出明細欄對話框，按蝸輪蝸桿傳動裝配圖視圖修改排列序號，選擇“排序”，單擊“第一關鍵字”選擇“項目”“升序”后確定。根據布局的情況，可拆分明細表。裝配圖如圖1所示。

圖1 裝配圖

6 結語

綜上所述，設計蝸輪蝸桿傳動前，必須全面準確理解蝸輪蝸桿傳動的工作原理及各零部件間的相互關系，熟識Inventor 2021的建模工具的使用和各零件的建模方法，熟練“蝸輪零部件生成器”的參數選擇和“計算”結果的正確判斷修改，正確應用iProperty參數設置，掌握各零件安裝方法，自動生成工程圖的設計要求，熟練掌握明細欄設置方法。