蜗轮蜗杆传动设计

陈国林

（广西玉林技师学院，玉林 537000）

1 绘制蜗轮蜗杆传动三维模型

1 创建蜗轮蜗杆传动模型

打开Inventor 2021，创建蜗轮蜗杆传动项目文件，设置使用样库为“读-写”。新建零件模型，通过创建工作平面、绘制草图、拉伸、镜像、钻孔、圆角以及环形阵列等命令，创建箱体、箱盖等实体模型。在创建箱体和箱盖模型时，可以直接把箱体和箱盖的尺寸公差设置在所选择的尺寸上，如尺寸、6×M6×1。创建零件图或者装配图时，在检索模型标注时可以直接生成尺寸公差、标注孔的尺寸等。绘制油塞、垫圈、套筒和密封端盖三维模型时，建模的方法同上。

2 创建蜗轮、蜗杆模型

2.1 创建.iam文件

选择“蜗轮零部件生成器”，设计常用项时正确填写“传动比”“切向模数”“切向压力角”“导程角”参数。同样，在设计蜗杆项中正确选择“零部件”“蜗杆头数”“蜗杆长度”“中径”“直径系数”参数。在设计蜗轮中填写“零部件”“齿数”“齿宽”“变位系数”等参数。最后，单击“计算”按钮进行计算，判断是否符合设计要求。

如果无法满足设计的计算要求，可以在“蜗轮零部件生成器”中设置其“计算”参数，如蜗杆蜗轮载荷参数、材料值、强度指标以及要求寿命等，同时观察其右侧得到的载荷及安全系数的计算结果，以便调整蜗轮零部件生成器设置的参数直到满足设计要求。生成一对啮合的蜗轮蜗杆传动副的模型后，根据蜗轮蜗杆实际需要，在蜗轮蜗杆的.iam文件上分别创建完整的蜗轮、蜗杆零件模型，并另存为两个单独的.ipt文件，以便安装、生成蜗轮蜗杆零件图以及装配图使用[1]。

2 蜗轮蜗杆传动三维模型安装

创建.iam文件，使用约束命令，先选择箱体固定在“原始坐标系原点”上，后装入已经建好的箱盖、密封端盖、套筒、垫圈、蜗轮、蜗杆、蜗轮轴以及油塞等零件模型。分别固定蜗杆、蜗轮轴，依次从资源中心选择平键（6×6×30）、平键（8×7×1）和平键（6×6×25）安装于对应的键槽，并在蜗轮轴上按照安装的顺序分别装入蜗轮和套筒，然后从资源中心分别选择滚动轴承6205、6204装入蜗轮轴、蜗杆。安装箱体左右密封端盖4、3后，分别从资源中心选择唇型密封圈1、2安装在密封端盖1、4上。撤销蜗杆的“固定”，并把蜗杆组件安装在箱体的左右轴颈的位置上，同时安装左右密封端盖4、3。撤销蜗轮轴的“固定”，并把蜗轮轴组件安装在箱体的上方轴颈的前后位置，同时安装前后密封端盖1、2，并调整滚动轴承6205与密封端盖1、2的间隙，以达到蜗轮蜗杆传动的技术要求，然后安装箱盖、M6×15螺栓、M8×2螺栓以及油塞。

3 设置.ipt文件iproperty参数

打开箱体、箱盖、密封端盖、套筒、垫圈、蜗轮、蜗杆、蜗轮轴以及油塞等零件.ipt文件，分别在浏览器中选择各自的iproperty，修改“概要”中“标题”“名称”“设计人”“项目”“零件代号”“创建日期”“制造核准人”“制造核准日期”“物理特性”等符合其设计的.ipt文件要求。打开蜗轮蜗杆传动的装配模型，设置装配模型.iam文件iproperty参数，方法同上。

4 自动生成箱体.idw工程图文件

在装配选项卡上打开管理菜单，选择样式编辑器，重新设置“新建样式”，分别在“视图标注”“图层样式”“对象默认设置”“图纸格式”“图框”“标题栏”上设置符合国标要求的参数[2]。

4.1 生成箱体零件图

选择已经设置好的.idw模板，单击放置视图工具，选择基础视图，打开箱体文件，在合适的绘图区上点击，生成箱体零件视图和标题栏。选择箱体主视图半剖绘制，在箱体“俯视图”上右键单击“剖视图”，选择箱体俯视图剖切位置剖切，右健点击“继续”，选择合适的“主视图”位置单击，在半剖视图对话框上选择比例和样式等参数。修改箱体主视图，以达到目的。生成左视图和B向视图，其中左视图采用局部剖视画法，以表达清楚箱体螺纹孔M6×1、M8×1的内部结构，方法同上。

4.2 箱体零件图标注尺寸

在所选择视图上右键单击检索模型标注，选择视图上所需要的尺寸即可。然后，根据制图的标准和要求，编辑视图的尺寸。在标注选项工具上，分别根据设计要求选择“基准标识符号”A与B、“孔和螺纹”6×M6×1、粗糙度、同轴度、垂直度和其他技术要求进行标注。

5 自动生成蜗轮蜗杆传动.idw工程图文件

打开Inventor 2021，新建蜗轮蜗杆传动.idw工程图，选择已设置好的GB-零件图图框、GB-装配图标题栏模板、蜗轮蜗杆传动三维装配模型，在图纸上即可生成蜗轮蜗杆传动装配图和标题栏。这时可选择视图进行编辑。

5.1 生成左视图

单击基础视图打开工程视图对话框，选择蜗轮蜗杆传动模型，调整导航，选择左视图和比例，在合适的绘图区上点击，即可生成蜗轮蜗杆传动左视图和标题栏。编辑左视图，键17和轴16的配合采用局部剖视画法和移出剖面绘图。螺纹孔6×M6×1采用局部剖视图画法，同时绘制投影B向视图。

5.2 生成俯视图

单击左视图，右键选择剖视图，在左视图上选择箱体与箱盖的结合面为剖切面剖切左视图，并选择适当的位置点击生成俯视图。修改俯视图时，单击俯视图中“蜗轮蜗杆传动模型”的位置，分别选择蜗杆、蜗轮轴，单击“剖切参与件”选择“无”，得到未剖开的蜗杆、蜗轮轴俯视图。用相同的方法修改蜗轮、螺钉4×M8×1，同时按国家标准编辑滚动轴承6205以达到相关要求[3]。

5.3 生成主视图

分析蜗轮蜗杆传动装配发现，主视图设置为全剖视图才能准确反映蜗轮蜗杆传动内部结构和传动原理。剖切的方法与生成俯视图方法相似，但需要编辑油塞、箱盖和滚动轴承6204的剖面线，编辑主视图键3和蜗杆11的配合，采用局部剖视画法和移出剖面绘图，然后编辑符合国家标准的蜗杆、蜗轮装配图。

5.4 生成B向视图

在左视图上选择“投影视图”，设置为B向视图，编辑可见线条达到向视图要求。

5.5 蜗轮蜗杆传动装配图尺寸标注

按机械制图标准在“样式编辑器”中设置尺寸标注样式后，标注装配尺寸Φ47K7/h6、尺寸Φ35G7、安装尺寸Φ（119±0.015）mm，外形尺寸193 mm以及其他重要尺寸等。

5.6 装配图明细表的设置和技术要求

选择“样式编辑器”，展开“明细栏（GB）”，按照国家标准分别设置并编辑“文本样式”“标签文本”“列标题”“注释文本”“数据”“注释文本”等。选择标注中“自动引出序号”，并标注序号。编辑排序时，双击明细栏，弹出明细栏对话框，按蜗轮蜗杆传动装配图视图修改排列序号，选择“排序”，单击“第一关键字”选择“项目”“升序”后确定。根据布局的情况，可拆分明细表。装配图如图1所示。

图1 装配图

6 结语

综上所述，设计蜗轮蜗杆传动前，必须全面准确理解蜗轮蜗杆传动的工作原理及各零部件间的相互关系，熟识Inventor 2021的建模工具的使用和各零件的建模方法，熟练“蜗轮零部件生成器”的参数选择和“计算”结果的正确判断修改，正确应用iProperty参数设置，掌握各零件安装方法，自动生成工程图的设计要求，熟练掌握明细栏设置方法。