蜗杆曲面数字化设计与制造(附件)
本毕业设计的课题是对蜗轮蜗杆减速器中的蜗杆进行设计，根据所给条件设计出的蜗杆主要参数，利用三维设计软件SolidWorks设计出蜗杆的三维造型，运用三维模拟软件检查其与蜗轮啮合良好，能在减速器箱体中合理装配后，规划刀具路径，利用数控机床来加工出蜗杆的实体。本文阐述了在设计过程利用三维软件和CAM工具来设计蜗杆的详细过程，达到提高设计精度和加工效率，进而能够帮助车间高速度、高效率和高质量的加工蜗杆，降低生产成本，提高竞争力。关键词 蜗杆，数字化，设计，制造目 录
目 录 1
1 引言 1
2 蜗轮蜗杆减速器的介绍 1
2.1 减速器的简介 1
2.2 蜗杆传动的工作原理 1
2.3 本课题的内容和意义 2
2.4 所运用的相关技术基础 3
3 蜗杆的设计 3
3.1 蜗杆类型的选择 3
3.2 蜗杆材料的选择 4
3.3 电动机的选用 5
3.4 蜗杆参数的设计与校核 5
3.5 蜗杆传动的结构和润滑方式 10
4 轴的初步设计和零件的选用 10
4.1 实心圆轴的最小直径 10
4.2 选择输入联轴器的型号 10
4.3 轴肩的设计 11
4.4 退刀槽的设计 11
4.5 键的设计 12
4.6 轴承的确定 13
5 蜗杆的三维造型设计 15
5.1 蜗杆轴的参数确定 15
5.2 蜗杆轴参数的校核 16
5.3 蜗杆轴的三维绘制 21
6 热平衡的计算 25
7 数控车床的加工 25
7.1 数控车床的简介 25
7.2 数控车床的加工特点 25
7.3 数控车床的应用特点 26
7.4 装夹方式和刀具的选择 26
7.5 蜗杆的车削方法 26
7.6 蜗杆的车削工序 27
结 论 29
致 谢 30
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
br /> 7 数控车床的加工 25
7.1 数控车床的简介 25
7.2 数控车床的加工特点 25
7.3 数控车床的应用特点 26
7.4 装夹方式和刀具的选择 26
7.5 蜗杆的车削方法 26
7.6 蜗杆的车削工序 27
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1. 引言
随着时代的发展，二维设计软件日趋成熟，被应用于各行各业，但是二维平面设计软件所展示出的二维平面图形无法展示出物体的真实形体，而三维设计软件却能够做到这点，而且三维软件还能够方便的修改三维图形，并能对三维图形进行装配、检验配合，便于设计，从而减少了很多的工作量。而数控加工和传统加工的工艺加工流程大体上是一致的，但是有明显的不同。数控加工是利用电子计算机数字化信息来控制零件和刀具位移的加工方法，它更好的解决了零件品种多变，批量小，加工的形状复杂，精度要求高等问题，是实现生产高效化和自动加工化的有效途径。
本课题是围绕蜗轮蜗杆减速器中的蜗杆设计这个实例展开。蜗轮蜗杆传动对蜗轮和蜗杆的配合有较高的要求，本课题是对蜗杆进行分析设计、利用SolidWorks三维设计软件设计三维模型、利用数控机床加工出实体。
2.蜗轮蜗杆减速器的介绍
2.1减速器的简介
蜗轮蜗杆减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并且得到较大转矩。在目前一般用于传递动力与运动的机构中，蜗轮蜗杆减速机的应用范围相当广泛。在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从船舶、汽车、机车、建筑用的重型机具、机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电、钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到蜗轮蜗杆减速机的应用。而在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能，因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。
蜗轮蜗杆减速器的作用：
（1）降低速度的同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电动机输出乘以减速比，但是要注意不能超出减速机额定扭矩。
（2）减速的同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。
（3）改变输出力矩方向，使输入力矩和输出力矩垂直。
2.2蜗杆传动的工作原理
图1 工作原理图
蜗杆传动一般常用在减速场合，尤其是在需要较大减速比的时候。蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的传动副。用于传递两空间交错轴之间的运动和动力。通常两轴交错角为∑=90°。［1］
图2 蜗杆传动实体图
2.3 本课题的内容和意义
蜗杆传动是齿轮传动中较为常见的一种传动。蜗杆传动的特点为：1）传动比大，结构紧凑。2）传动平稳，振动和噪音很小。3）传动效率极低，引起发热和温升较高。［2］因此蜗轮蜗杆减速器具有机械结构紧凑、体积轻巧、传动比大、扭矩大、承受过载能力强、运行平稳、噪音小、经久耐用的特点。蜗杆传动的失效原因主要是蜗杆传动的啮合效率较低，齿面滑动速度较大，容易发热而温升大，以及润滑问题。设计时合理选择参数，选择合理的材料组合，再配以良好的润滑方式以及散热措施，选择抗磨和抗胶合的润滑剂，提高蜗轮蜗杆的加工和安装精度等能够使失效情况得到改善或者避免。传统的蜗杆加工方法的加工质量往往取决于工人的技术水平，机床和刀具的精度。加工出的蜗杆的质量往往难以得到较好的保证，加工蜗杆的效率也比较低，一般用于单件，小批量生产中。而如果使用数控加工机床来加工蜗杆，生产效率可以大大提高，也能在一定程度上保证所加工蜗杆的质量。提高蜗杆加工的质量，这能够在一定程度上提高蜗轮蜗杆啮合的效率，加以对参数，蜗轮蜗杆材料，润滑方式，润滑剂，散热措施等合理选取，从而整体提高蜗杆传动的效率。而且应用数控车床来加工蜗杆，也可以使技术不够成熟和经验不够丰富的新工人摆脱技术上的很多束缚，更加利于对人才的培养，适应高速发展的需要，有利于生产和技术管理水平的提高。
本设计的内容主要是根据所给条件，用三维软件设计出蜗杆的三维造型，利用数控机床加工出蜗杆的实体，完成对配套的相关零件、润滑方式、散热措施等的合理选用。
2.4 所运用的相关技术基础
本次的三维设计软件采用的是SolidWorks，是基于Windows开发的三维CAD系统。SolidWorks软件功能强大，组件繁多，具有功能强大，易学易用和技术创新的特点。SolidWorks能够提供便于修改的不同的设计方案，减少设计过程中的错误，而且操作简单方便。SolidWorks能够使使用者在比较短的时间内完成大型的装配设计。SolidWorks资源管理器能够方便快捷的管理CAD文件。在
目 录 1
1 引言 1
2 蜗轮蜗杆减速器的介绍 1
2.1 减速器的简介 1
2.2 蜗杆传动的工作原理 1
2.3 本课题的内容和意义 2
2.4 所运用的相关技术基础 3
3 蜗杆的设计 3
3.1 蜗杆类型的选择 3
3.2 蜗杆材料的选择 4
3.3 电动机的选用 5
3.4 蜗杆参数的设计与校核 5
3.5 蜗杆传动的结构和润滑方式 10
4 轴的初步设计和零件的选用 10
4.1 实心圆轴的最小直径 10
4.2 选择输入联轴器的型号 10
4.3 轴肩的设计 11
4.4 退刀槽的设计 11
4.5 键的设计 12
4.6 轴承的确定 13
5 蜗杆的三维造型设计 15
5.1 蜗杆轴的参数确定 15
5.2 蜗杆轴参数的校核 16
5.3 蜗杆轴的三维绘制 21
6 热平衡的计算 25
7 数控车床的加工 25
7.1 数控车床的简介 25
7.2 数控车床的加工特点 25
7.3 数控车床的应用特点 26
7.4 装夹方式和刀具的选择 26
7.5 蜗杆的车削方法 26
7.6 蜗杆的车削工序 27
结 论 29
致 谢 30
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
br /> 7 数控车床的加工 25
7.1 数控车床的简介 25
7.2 数控车床的加工特点 25
7.3 数控车床的应用特点 26
7.4 装夹方式和刀具的选择 26
7.5 蜗杆的车削方法 26
7.6 蜗杆的车削工序 27
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1. 引言
随着时代的发展，二维设计软件日趋成熟，被应用于各行各业，但是二维平面设计软件所展示出的二维平面图形无法展示出物体的真实形体，而三维设计软件却能够做到这点，而且三维软件还能够方便的修改三维图形，并能对三维图形进行装配、检验配合，便于设计，从而减少了很多的工作量。而数控加工和传统加工的工艺加工流程大体上是一致的，但是有明显的不同。数控加工是利用电子计算机数字化信息来控制零件和刀具位移的加工方法，它更好的解决了零件品种多变，批量小，加工的形状复杂，精度要求高等问题，是实现生产高效化和自动加工化的有效途径。
本课题是围绕蜗轮蜗杆减速器中的蜗杆设计这个实例展开。蜗轮蜗杆传动对蜗轮和蜗杆的配合有较高的要求，本课题是对蜗杆进行分析设计、利用SolidWorks三维设计软件设计三维模型、利用数控机床加工出实体。
2.蜗轮蜗杆减速器的介绍
2.1减速器的简介
蜗轮蜗杆减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并且得到较大转矩。在目前一般用于传递动力与运动的机构中，蜗轮蜗杆减速机的应用范围相当广泛。在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从船舶、汽车、机车、建筑用的重型机具、机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电、钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到蜗轮蜗杆减速机的应用。而在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能，因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。
蜗轮蜗杆减速器的作用：
（1）降低速度的同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电动机输出乘以减速比，但是要注意不能超出减速机额定扭矩。
（2）减速的同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。
（3）改变输出力矩方向，使输入力矩和输出力矩垂直。
2.2蜗杆传动的工作原理
图1 工作原理图
蜗杆传动一般常用在减速场合，尤其是在需要较大减速比的时候。蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的传动副。用于传递两空间交错轴之间的运动和动力。通常两轴交错角为∑=90°。［1］
图2 蜗杆传动实体图
2.3 本课题的内容和意义
蜗杆传动是齿轮传动中较为常见的一种传动。蜗杆传动的特点为：1）传动比大，结构紧凑。2）传动平稳，振动和噪音很小。3）传动效率极低，引起发热和温升较高。［2］因此蜗轮蜗杆减速器具有机械结构紧凑、体积轻巧、传动比大、扭矩大、承受过载能力强、运行平稳、噪音小、经久耐用的特点。蜗杆传动的失效原因主要是蜗杆传动的啮合效率较低，齿面滑动速度较大，容易发热而温升大，以及润滑问题。设计时合理选择参数，选择合理的材料组合，再配以良好的润滑方式以及散热措施，选择抗磨和抗胶合的润滑剂，提高蜗轮蜗杆的加工和安装精度等能够使失效情况得到改善或者避免。传统的蜗杆加工方法的加工质量往往取决于工人的技术水平，机床和刀具的精度。加工出的蜗杆的质量往往难以得到较好的保证，加工蜗杆的效率也比较低，一般用于单件，小批量生产中。而如果使用数控加工机床来加工蜗杆，生产效率可以大大提高，也能在一定程度上保证所加工蜗杆的质量。提高蜗杆加工的质量，这能够在一定程度上提高蜗轮蜗杆啮合的效率，加以对参数，蜗轮蜗杆材料，润滑方式，润滑剂，散热措施等合理选取，从而整体提高蜗杆传动的效率。而且应用数控车床来加工蜗杆，也可以使技术不够成熟和经验不够丰富的新工人摆脱技术上的很多束缚，更加利于对人才的培养，适应高速发展的需要，有利于生产和技术管理水平的提高。
本设计的内容主要是根据所给条件，用三维软件设计出蜗杆的三维造型，利用数控机床加工出蜗杆的实体，完成对配套的相关零件、润滑方式、散热措施等的合理选用。
2.4 所运用的相关技术基础
本次的三维设计软件采用的是SolidWorks，是基于Windows开发的三维CAD系统。SolidWorks软件功能强大，组件繁多，具有功能强大，易学易用和技术创新的特点。SolidWorks能够提供便于修改的不同的设计方案，减少设计过程中的错误，而且操作简单方便。SolidWorks能够使使用者在比较短的时间内完成大型的装配设计。SolidWorks资源管理器能够方便快捷的管理CAD文件。在
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3453.html
