基于Inventor 在蜗轮副建模应用中的探讨

向 平，周 敏，赵 鑫，张 钊，刘 林

(1.重庆电力高等专科学校，重庆400053;2.中国二重集团德阳重型装备股份有限公司，四川德阳618013)

0 引言

蜗轮副传动机构为常用减速机械设备中的一种，是以蜗杆为主动件、蜗轮为从动件构成的，并以蜗杆中心轴与蜗轮中心轴交错90°传递运动与动力的机械装备。该机械结构具有传动比大、传动平稳以及结构尺寸紧凑等优点，在机床工业、冶金机械、矿山机械、起重机械以及船舶和仪器等设备中得到广泛应用。由于蜗轮副啮合处的表面为复杂曲面，在设计时，过程繁琐、效率低下，对于设计者来说，选用Inventor实现制作“数字样机”去颠覆实物样机，可试验在各种预计工况下的安全稳定性等在过去只有用实体产品才能完成的任务。凭借Inventor较为人性化的的图形处理方式，将基于该软件的蜗轮副建模方法应用于生产实践中，方便设计者清晰地表达设计意图，实现从数字模型到产品实体的无缝连接(见图1)。

1 蜗轮副建模的理论基础

图1 数字蜗轮副减速器、蜗轮副蝶阀

参数化建模是指利用设计对象确定基础数据，就会自动生成与其相关的尺寸，从而完成快速、准确的造型设计。在蜗轮副中，只有当模数相同、蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等且方向一致时，才能使蜗杆螺旋齿逐渐与蜗轮齿啮合，这就要求相关参数之间满足严谨的传动关系。鉴于这个原因，蜗轮副在Inventor中采用的是参数化建模。

表1 标准模数与蜗杆的特性系数

一般来讲，蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆旋转一周，蜗轮相应的旋转一个齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆旋转一周，蜗轮转过两个齿。……