项目五蜗轮蜗杆减速箱零件的测绘课件.ppt

1、模块五模块五 蜗轮蜗杆减速箱零件的测绘蜗轮蜗杆减速箱零件的测绘 在各式机械的传动系统中都可以见到减速机的踪迹，从交通工具的船舶、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减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能，并且在WPA型蜗杆减速机矿山机械中大量使用。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。 减速机的作用主要有： 1.降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。 2.减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平

2、方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。 蜗轮蜗杆减速机基本结构主要由传动零件蜗轮蜗杆、轴、轴承、箱体及其附件所构成。可分为有三大基本结构部：箱体、蜗轮蜗杆、轴承与轴组合。 箱体是蜗轮蜗杆减速机中所有配件的基座，是支承固定轴系部件、保证传动配件正确相对位置并支撑作用在减速机上荷载的重要配件。 蜗轮蜗杆主要作用传递两交错轴之间的运动和动力，轴承与轴主要作用是动力传递、运转并提高效率。 任务一任务一 蜗轮蜗杆减速箱蜗轮蜗杆的测量蜗轮蜗杆减速箱蜗轮蜗杆的测量 任务引入任务引入 蜗轮、蜗杆的功用主要用于传递交错轴间运动和动力，通常，轴交角90。 优点:传动比大，工作较平稳，噪声低，结构紧凑，可以自

3、锁； 缺点:当蜗杆头数较少时，传动效率低，常需要采用贵重的减摩有色金属材料，制造成本高。 蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽）、轮齿、齿槽等组成。 根据结构形式的不同，齿轮上常常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板）、轮辐等结构。 按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式等多种型式。 蜗杆的结构和轴相似,其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹及阶梯端面等所组成。 蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分， 单头蜗杆的自锁性能好、易加工，但传动效率低。 相关知识相关知识 一、一、蜗杆参数及特点图

4、蜗杆的形状象个圆柱形螺纹的螺杆 1.蜗杆的类型 蜗杆分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。 其中圆柱蜗杆传动又分为圆弧圆柱蜗杆传动和普通圆柱蜗杆传动包括阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆）渐开线蜗杆（ZI蜗杆）和法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）。 （1）阿基米德蜗杆(ZA)（最常用） 蜗杆齿廓： 横截面：阿基米德螺旋线， 纵截面：直齿齿条 中间平面，蜗杆传动 如同直齿齿条与渐开线齿轮啮合 （2）法向直廓蜗杆(ZN) 蜗杆齿廓： 横截面：延伸渐开线 法截面：直廓 （3）渐开线蜗杆(ZI) 蜗杆齿廓：横截面：渐开线 =85 2.蜗杆的旋向： 主要分为右旋蜗杆和左旋蜗杆 （一般为右旋） 3.蜗杆的头数： 单头蜗

5、杆(蜗杆上只有一条螺旋线，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿)双头蜗杆(蜗杆上有两条螺旋线，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿)依此类推，设蜗杆头数为 （一般z1 ），蜗轮齿数为z2 、则传动比i为： i=n1/n2=z2/z1 4.圆柱蜗杆传动的主要参数 （1） 模数m和压力角 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。既是蜗杆的轴面，又是蜗轮的端面，蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，所以ZA蜗杆传动中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。主平面=1 （2）

6、导程角 在m和d1为标准值时，z1 越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 =15 -30 且应采用多头蜗杆 越小传动效率越低,要求反行程自锁时 28)，否则将使传动平稳性变差。 z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。 1221zznni 二、二、蜗轮简介 蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽）、轮齿、齿槽等组成。根据结构形式的不同，齿轮上常常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板）、轮辐等结构。 按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式等多种型式。蜗杆的结构和

7、轴相似，其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹及阶梯端面等所组成。蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分， 单头蜗杆的自锁性能好、易加工，但传动效率低。 由于圆柱蜗杆工艺性好，尤其是阿基米德圆杆蜗杆，因此，圆柱蜗杆获得了广泛应用。 三、蜗轮蜗杆正确啮合的条件 1.中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值。 2.当蜗轮蜗杆的交错角为时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。 任务实施任务实施 蜗轮、蜗杆的测绘比较复杂，要想获得准确的测绘数据，就必须具备较全面的蜗杆传

8、动方面的知识。同时应合理选择测量工具及必要的检测仪器，掌握正确的测量方法，并对所测量的数据进行合理的分析处理，提出接近或替代原设计的方案，直接为生产服务。 测绘蜗轮、蜗杆时，主要是确定蜗杆轴向模数ma（即蜗轮端面模数mt），蜗杆的直径系数q和导程角(即蜗轮的螺旋角)。下面以普通圆柱蜗轮蜗杆测绘为例，说明标准蜗轮蜗杆的基本测绘步骤。1. 首先对要测绘的蜗轮、蜗杆进行结构和工艺分析。2. 画出蜗轮、蜗杆的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸线。3. 数出蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2。 4. 测量出蜗杆齿顶圆直径dal、蜗轮喉径dai和蜗轮齿顶外圆直径dae。 5. 在箱体上测量

9、出中心距a。 6. 确定蜗杆轴向模数ma (即蜗轮端面模数mt) 7. 确定蜗杆的导程角(蜗轮的螺旋角)，并判定及的方向。 根据计算公式 tg= z1ma / d1，因 d1 = da1-2ma 则 = tg -1 z1ma / (da1-2ma) 8. 确定蜗杆直径系数q 根据计算公式q = d1 / ma或q = z1 / tg计算出q值，且应按标准系列选取与其相近的标准数值。 9. 根据计算公式，计算出其它各基本尺寸，如齿根圆直径df1、df2，齿顶高ha1、ha2，齿根高hf1、hf2等。 10. 所得尺寸必须与实测中心距a核对，且符合计算公式： a = ma / 2 (q+z2) 1

10、1. 测量其它各部分尺寸，如毂孔直径、键槽尺寸等。 12. 根据使用要求，确定蜗轮、蜗杆的精度，一般为79级。 13. 用类比法或查资料确定配合处的尺寸公差和形位公差。 14. 用粗糙度量块对比或根据各部分的配合性质确定表面粗糙度。 15. 尺寸结构核对无误后，绘制零件图。 普通圆柱蜗杆、蜗轮的测量普通圆柱蜗杆、蜗轮的测量 1. 几何参数的测量 （1）蜗杆头数z1齿数)、蜗轮齿数z2 目测确定z1，并数出z2。 （2）蜗杆齿顶圆及蜗轮喉圆直径da1，da2 可用高精度游标卡尺或千分尺直接测量，用游标卡尺测量蜗轮喉圆直径da2的方法如图5.10所示。测量时，可在三、四个不同直径位置上进行，取其中

11、的最大值。当蜗轮齿数为偶数时，齿顶圆直径就是将卡尺的读数减去两端量块高度之和，当蜗轮的齿数为奇数时，可按圆柱齿轮奇数齿所介绍的方法进行。 （3）蜗杆齿高h l 蜗杆齿高hl可按以下方法测量： 用高精度游标卡尺的深度尺或其他深度测量工具直接测量蜗杆齿高，。 用游标卡尺测量蜗杆的齿顶圆直径da1和蜗杆齿根圆直径df1，并按下式计算： a1f11d d h2 （4）蜗杆轴向齿距pz 测量蜗杆轴向齿距pz 可以用直尺或游标卡尺在蜗杆的齿顶圆柱上沿轴向直接测量，然后将所测得的数除以跨齿数，就是蜗杆的轴向齿距。 （5）蜗杆齿形角 图5.11 蜗杆轴向齿距的测量 蜗杆齿形角可用角度尺或齿形样板在蜗杆的轴向剖

12、面和法向剖面内测量，将两个剖面的数值都记录下来，作确定参数时的参考。也可以用不同齿形角的蜗轮滚刀插入齿部作比较来判断。 （6）蜗杆副中心距 蜗杆副中心距的测量对蜗杆传动啮合参数的确定以及对校核所定参数的正确性都是很重要的。因此，应该仔细测量，力求精确。需要注意的是：只有当根据测绘的几何参数所计算出来的中心距与实测的中心距a相一致时，才能保证蜗杆传动的正确啮合。 常用的测量方法有： 用高精度游标卡尺或千分尺，测出两轴外侧间的距离L; 用内径千分尺测出两轴内侧间的距离M，并计算中心距。 当中心距不大，用上述方法测量有困难时，可用量块测量两轴内侧间的距离K，。 （2）模数 确定蜗杆的模数有四种方法。

13、 可根据测量的蜗杆轴向齿距pz查表 来确定， 根据计算公式h = 2.2ma，则ahm2 根据计算公式dai = mt (z2+2) ，则 如图所示，用钢直尺测量蜗杆的轴向齿距pz，根据计算公式pz= ma，则aita2dmmz2zapm 3）压力角a 国家标准对普通圆柱蜗杆的压力角规定为：阿基米德蜗杆轴向压力角取标准值aa20，法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆、锥面包络蜗杆的法向压力角取标准值n20。（4）蜗杆分度圆直径d1 为使蜗轮滚刀标准化，蜗杆直径d1值必须标准化，测绘时应该注意这一点。具体系列请参看有关手册。 （5）齿顶高系数ha*、顶隙系数c* 在测得全齿高h1和模数a后，般可先试取齿顶高

14、系数ha*1，顶隙系数c* 0.2，按公式hl2 ha*ma+c*ma核算所得数值。如果hlh1，说明齿顶高系数ha*和顶隙系数c*取值不正确，应当重新确定。 我国规定ha*1，导程角30时，为满足高速重载传动的需要，可采用短齿制，取ha1*0.8。为保证蜗轮滚刀的寿命，c* 值可能大于0.2，某些特殊传动要求c*值小于0.2，因此国家标准规定c*=0.2，但还可在0.150.35之间取值。 重新选取ha*和c*后，直到测得的值h1与计算值hl相符，即可最后确定ha*和c* 技能训练技能训练 测量WPA型蜗杆减速机中蜗轮和蜗杆的各项参数。 任务二任务二 蜗轮蜗杆减速箱零件图样的制定蜗轮蜗杆减速

15、箱零件图样的制定 任务引入任务引入 蜗轮、蜗杆用于垂直交叉轴间的传动，这种传动的特点是：传动比大、机构紧凑、传动平稳，但传动效率较低。最常见的蜗杆是圆柱形蜗杆，它由一个轮齿沿圆柱面上一条螺旋线运动即形成单头蜗杆，入江多个轮齿沿圆柱面上不同的螺旋线运动则形成多头蜗杆。 蜗轮与斜齿轮雷同，为了改善蜗轮与蜗杆的接触情况，常将蜗轮表面做成内环面。蜗杆、蜗轮传动常用于降速，即以蜗杆为主动件。 相关知识相关知识 一、蜗轮蜗杆机构主视图的选择 表达零件形状的方式很多，可以采用多个视图或剖视图或局部视图等。但是零件的结构域形状的表达要满足正确、完整、清晰。 对于蜗轮蜗杆机构的视图选择中，主视图是一组图形的核心

16、，选择主视图应依据以下内容： 1蜗杆主视图的选择选择蜗杆主视图，根据蜗杆零件加工，零件所处的装夹位置。主要根据加工位置原则进行选择，即要求零件主视图位置（投射方向）应尽量与其主要加工工序的位置一致，以便于加工时看图。 2.蜗轮主视图选择 蜗轮主视图的选择方法与蜗杆视图一致。 最外圆分度圆齿宽角中心距 二、蜗轮蜗杆机构其余视图表示方法的选择 1蜗杆其余视图表示方法的选择 蜗杆一般选用一个视图，其齿顶线、齿根线和分度线的画法与圆柱齿轮相同,以细实线表示齿根线，也可省略。齿形可用局部视图或局部放大图表示。 2.蜗轮其余视图表示方法的选择 蜗轮的画法与圆柱齿轮相似:（1）在投影为非圆的视图中常采用全剖

17、视图或半剖视图，并在与其相啮合的蜗杆线位置画出细点画线圆和对称中心线，以标注有关尺寸和中心距。 （2）在投影为圆的视图中，只画出最大的顶圆和分度圆，齿顶圆和齿根圆省略不花。投影为圆的视图也可用表达键槽轴孔的局部视图取代。 3. 蜗杆与蜗轮的啮合视图的选择 如右图所示，蜗轮蜗杆啮合视图中，主视图选择如图所示，其余视图根据主视图投射方向选择。 4.蜗轮蜗杆减速箱视图的选择 （1）主视图的选择 （2）其他视图的选择 任务实施任务实施 一、观察图形，认真了解蜗轮减速箱中各零件名称及尺寸和组成零件。 二、根据零件、装配机构功用及形状特征对单独零件进行分析。 三、选取其中的蜗轮、蜗杆进行单独分析，选取合适

18、的投射方向完成主视图的选择。 四、选择合适的视图表达方法。技能训练技能训练制定WPA型蜗杆减速机的是视图表达方法。 任务三任务三 蜗轮蜗杆减速箱的画法及尺寸标注蜗轮蜗杆减速箱的画法及尺寸标注 任务引入任务引入 在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件，在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件，蜗杆的齿数，等于蜗杆上的螺纹线数，蜗杆与蜗轮的轮蜗杆的齿数，等于蜗杆上的螺纹线数，蜗杆与蜗轮的轮齿呈螺旋形，蜗轮的齿顶面常做成圆环面，蜗轮蜗杆的齿呈螺旋形，蜗轮的齿顶面常做成圆环面，蜗轮蜗杆的画法与圆柱齿轮的画法基本相同。画法与圆柱齿轮的画法基本相同。 相关知识相关知识 一、蜗杆画法 在蜗杆的图样

19、中，一般采用两个视图表示蜗杆的结构和形状。其中蜗杆轴线平行于投影面的视图中，除了可以采用外形视图表达以外，还可以用剖视图来表示，如全剖视图、半剖视图或局部剖视图。 蜗杆一般与轴做成一体。其中，蜗杆的齿顶线和齿顶圆采用粗实线绘制；分度圆和分度线用细点画线绘制；齿根线用细实线绘制（也可省略不画），而齿根线在外形视图中用细实线绘制（也可省略不花），在剖视图中则用粗实线绘制。其他结构按常规绘制。 二、蜗轮画法蜗轮画法与蜗杆画法一致，如图所示。 三、蜗轮蜗杆啮合画法 在主视图中，蜗轮被蜗杆遮住的部分不必画出；左视图中，蜗轮的分度圆与蜗杆的分度线相切。 四、蜗轮蜗杆尺寸标注 对于蜗轮蜗杆机构的尺寸标注主要

20、以线性尺寸为主，注意以下几点尺寸标注原则： 1.机件的真实大小应以图样上所注尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。 2.图样中的尺寸，以毫米为单位时，不需标注计量单位的代号或名称，若采用其他单位，必须注明。 3.图样中所标注的尺寸，为该图样最后要求的尺寸，否则应另加说明。 4.机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最明显的图形上。 任务实施任务实施 一、根据任务一、任务二测量给定的蜗轮蜗杆机构完成视图的绘制。选定图纸，定好图形比例，准备好绘图的各项工具。 二、蜗杆尺寸标注的步骤：1.蜗杆图样上应注明的尺寸数据需要在图样上标注的一般尺寸数据齿顶圆直径da1及其公差分度圆直

21、径d1齿宽b1轴（孔）径及其公差定位面及其要求蜗杆轮齿表面粗糙度基本齿廓（2.需要用表格列出的数据 蜗杆类型（ZA、ZN、ZI、ZK和ZC）模数m齿数Z1 齿顶高系数ha1* 螺旋方向：右或左 导程PZ 导程角 齿厚S1及其上下偏差（或量柱测量距M1及其偏差，或测量的弦齿厚 及其偏差。相应应注明量柱直径dM或测量弦齿高 。） 精度等级 配对蜗轮的图号及齿数Z3 检验项目代号及其公差（或极限偏差）3.蜗轮图样上应注明的尺寸数据需要在图样上标注的一般尺寸数据蜗轮顶圆直径de2及其公差蜗轮喉圆直径da2及其公差咽喉母圆半径g2蜗轮齿宽b2孔（轴）径及公差定位面及其要求蜗轮中间平面与基准面的距离及公差

22、蜗轮轮齿表面粗糙度咽喉母圆中心到蜗轮轴线距离配对蜗杆分度圆直径d14.需要用表格列出的数据模数m齿数Z2分度圆直径d2变位系数x2齿顶高系数ha2*分度圆齿厚s2-及其上下、偏差（或双啮中心距及其偏差，或测量的弦齿厚及其偏差，相应应注明测量弦齿高。） 精度等级 配对蜗杆的图号及齿数Z1 检验项目的代号及公差（或极限偏差）5其他 根据蜗杆、蜗轮的具体结构形状及其技术条件的要求，还应给出其他在加工和测量时所必需的数据。 对于带轴的蜗杆、蜗轮，以及轴、孔不作为定心基准的蜗轮，在切齿前作为定心检查或校对用的测量表面应给出径向跳动公差。 对于ZI蜗杆还应给出基圆直径db-1和基圆柱导程角b1，列入参数表

23、格中。 对于ZK1、ZK3、ZC1-、ZC2、蜗杆，还应给出成形刀具直径d0，以及刀具齿形角0或刀具圆弧半径，列入参数表格中。 作为检验轮齿加工精度的基准，需给出基尺寸数据和形位公差，如蜗杆、蜗轮的顶圆柱面，蜗杆中心孔等。 根据蜗杆、蜗轮的具体结构，给出其他必要的结构尺寸数据。 对蜗杆、蜗轮分别给出其他必要的技术要求。 6.图例 蜗杆、蜗轮图样的绘制应符合GB4459.2的规定。图样中的参数表一般放置于图面的右上方，参数表中列出的数据项目可根据需要增减，检验项目则按使用要求和用户意见根据GB10089和有关标准的规定确定。图样的技术要求一般放置于图面的右下方。 蜗杆图样上应注明的尺寸 数据标注

24、示例见下图。 蜗杆图样上应注明的尺寸数据标注示例见下图。 技能训练技能训练 绘制WPA型蜗杆减速机的基本视图。 任务四任务四 蜗轮蜗杆减速箱蜗轮蜗杆减速箱CAD制图方法任务引入制图方法任务引入 利用利用AutoCAD软件绘制部件装配图，常用的方法是软件绘制部件装配图，常用的方法是直接绘制和拼装两种。直接绘制是指将所有的零件图直接绘制和拼装两种。直接绘制是指将所有的零件图直接画到合适位置后形成装配图，这种方法比较繁琐，直接画到合适位置后形成装配图，这种方法比较繁琐，容易出错。拼装是将组成装配图的零件图制作成图块，容易出错。拼装是将组成装配图的零件图制作成图块，插入到适当位置后再进行编辑，其作图步

25、骤概括为：插入到适当位置后再进行编辑，其作图步骤概括为：建立零件图块、建立零件图块、 插入图块插入图块 、编辑图形。该方法的操、编辑图形。该方法的操作过程清晰明了，作图相对比较简单，且符合装配过作过程清晰明了，作图相对比较简单，且符合装配过程。本任务主要是利用该方法完成蜗轮蜗杆减速箱零程。本任务主要是利用该方法完成蜗轮蜗杆减速箱零件图和装配图的绘制。件图和装配图的绘制。 相关知识相关知识 一、矩形命令（REC） 二、二、圆命令（C） 三、三、圆弧命令（A） 三、块相关 1.块的定义 2.块的保存 3.块的插入 4.定义和保存带属性的块 5.插入带属性的块 6. 块的应用 任务实施任务实施 一、创建图层 1创建图形文件：启动AutoCAD 2006系统，创建一个新图形文件 2创建图层 3.修改对象特性 二、创建边框和标题栏 三、绘制蜗轮蜗杆机构零件图 技能训练技能训练 绘制WPA型蜗杆减速机的CAD图形并标注。