基于Solid Works的蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)

劉 馥

（盤錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 盤錦 124010）

減速器是用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的動(dòng)力傳遞裝置，在機(jī)械化制造中起著不可取代的作用。在減速器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，采用CAD及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)品質(zhì)與可靠性，從而創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文針對(duì)減速器制造行業(yè)的實(shí)際情況，應(yīng)用三維CAD技術(shù)及其二次開發(fā)技術(shù)，基于Solid Works環(huán)境，開發(fā)了蝸輪蝸桿減速器專用的CAD系統(tǒng)。

1 典型零件的三維建模

1.1 系統(tǒng)的軟件環(huán)境

本設(shè)計(jì)研究平臺(tái)采用美國Solid Works公司推出的基于Windows操作系統(tǒng)開發(fā)的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件Solid Works，可以以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等特征形式形成實(shí)體[1]。

本系統(tǒng)選擇Visual Basic來實(shí)現(xiàn)編程，Visual Basic6.0（VB6.0）是 Microsoft Visual Studio系列開發(fā)工具之一。VB創(chuàng)建的用戶界面靈活、與用戶交互性強(qiáng)，而且具有強(qiáng)大的錯(cuò)誤處理機(jī)構(gòu)，方便了我們對(duì)程序的編制[2]。

1.2 蝸輪蝸桿實(shí)體設(shè)計(jì)

給定設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制出蝸輪整體草圖，在Solid Works中編輯草圖，添加幾何關(guān)系，旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)，生成蝸輪輪廓實(shí)體。用點(diǎn)與樣條線逼近的方法，做出漸開線齒形，掃描切除、鏡像、陣列，完成蝸輪三維模型（圖1）。繪制出蝸桿齒形草圖，完成蝸桿三維模型（圖2）。

圖1 蝸輪三維模型

圖2 蝸桿三維模型

1.3 減速箱體的設(shè)計(jì)

箱體是減速器的主要組成部件，是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。運(yùn)用拉伸、邊角矩形、圓角、切除、陣列等特征，形成箱體的三維模型（圖 3）。

圖3 箱體三維模型

2 減速器的虛擬仿真裝配

虛擬仿真裝配，是新興的虛擬產(chǎn)品開發(fā)研究的重要內(nèi)容。采用虛擬裝配技術(shù)，能夠在設(shè)計(jì)階段驗(yàn)證各零件之間的配合和可裝配性，確保設(shè)計(jì)正確性。虛擬裝配有助于對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行虛擬分析和設(shè)計(jì)，同時(shí)解決零部件從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品出現(xiàn)的技術(shù)問題，能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本和優(yōu)化產(chǎn)品性能的目的[3-4]。

首先進(jìn)行蝸輪軸部件的裝配。

新建一個(gè)裝配文檔，用【插入零部件】，選中“蝸輪軸.part”，第一個(gè)插入的零件是固定裝配。繼續(xù)插入零件“鍵”，選配合按鈕，拾取鍵的下平面和蝸輪軸的大鍵槽的底平面，點(diǎn)擊確定。

繼續(xù)拾取鍵的圓弧面與蝸輪軸鍵槽的圓弧面為“同軸心”，鍵側(cè)面與蝸輪大鍵槽的側(cè)面為“平行”。在蝸輪軸上裝配鍵。蝸輪軸上部件上的配合都是基本的配合，不細(xì)述。繼續(xù)添加蝸輪、調(diào)整片、錐齒輪、蝸輪墊片、圓螺母、軸承，裝配后結(jié)果如圖4所示。

圖4 蝸輪軸總裝

圖5 減速器裝配體圖

其他零部件裝配不再詳述。完成子裝配后，按照從下到上的裝配順序完成總裝配體（如圖5）。

3 結(jié)束語

基于Solid Works軟件的蝸輪蝸桿減速器三維模型設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)仿真，能夠使工程技術(shù)人員更加直觀地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，這對(duì)促進(jìn)制造業(yè)信息化以及其他設(shè)備的開發(fā)，都有一定的積極意義[5]。

[1]賈愛蓮，張世紅.基于Solid Works軟件的減速器三維設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，(10):105-108.

[2]周凱旋，羅會(huì)信.基于VisualBasic的Solid Works二次開發(fā)[J].機(jī)械制造，2005，(5):46-48.

[3]陳定芳，羅亞波.虛擬設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[4]沈琛林，陳定方.基于Solid Works的減速器設(shè)計(jì)及虛擬裝配[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，(8):56-58.

[5]盧小平.面向虛擬裝配的裝配順序規(guī)劃研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2003，(1):44 – 47.