基于Pro/E的WPA型蜗轮蜗杆减速器建模和仿真

2017-09-09杜晓勇李艳聪孙立城柴磊王瑞鑫

科技创新与应用 2017年25期

杜晓勇　李艳聪　孙立城　柴磊　王瑞鑫

摘要：以WPA蜗轮蜗杆减速器为建模原型，对其中每个零件进行测绘建模，后进行组装，并进行动态仿真。在此基础上对蜗杆蜗轮精确三维实体造型的方法进行归纳总结；通过测绘建模，同学们对已学知识进行综合运用，加深了对课程的理解，也提高了自主学习的能力。

关键词：蜗轮蜗杆减速器；三维建模；仿真

中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0023-02

1 概述

蜗轮蜗杆减速器是实现空间相交两轴之间动力传递，同时改变运动速度、方向的动力传动重要部件，在各类机械中都广泛应用。以Pro/E软件的三维建模和运动仿真功能可直观实现蜗轮蜗杆两级减速器建模和仿真[1-4]。为了更好地运用所学知识，将知识融会贯通，以蜗轮蜗杆减速器为载体，在Pro/E环境下进行测绘、建模和仿真，通过过程实施达到了很好效果，也对后续课程的学习方式和方法有一定的借鉴作用。

2 减速器三维建模与运动仿真

利用Pro/E进行三维建模与运动仿真的一般步骤：（1）零部件测绘：这阶段要选择一定量程的游标卡尺为测量工具，准备查阅知识点的机械设计手册；（2）零部件几何造型：利用草绘、拉伸、旋转、扫描等功能进行三维建模；（3）装配分析：利用Pro/E中的装配模块进行设备的总体装配；（4）运动仿真：装配时，添加运动学约束。进入“机构”模块运动仿真。

2.1 基于Pro/E 的WPA减速器主零件绘制

2.1.1 蜗轮蜗杆

WPA为减速器型号。减速器蜗轮蜗杆有关参数有模数m=1.5，蜗杆头数Z1=1，蜗轮齿数Z2=40，齿形角α=20°，传动比i=40，等，在标准零件库中键入上述参数，生成相应蜗轮蜗杆，经过旋转移除、拉伸等命令形成最后符合要求的蜗轮和蜗杆（图1、图2）。

2.1.2 箱体的绘制

箱体绘制比较繁复，必须不停的建立工作平面，草图绘制和进行拉伸操作。

2.1.3 其他零件的绘制

采用建立工作平面，草图绘制和进行拉伸阵列操作，完成图4中各零件的绘制。蜗杆轴匹配6202型号深沟球轴承；蜗轮轴后端盖；其他零件绘制在此略去。

2.2 减速器的装配

蜗轮轴部分的装配（图5），将蜗轮、轴承6203、连接键、蜗轮轴采用“缺省”装配方式进行装配，采用刚性连接，约束条件为轴对齐和面对齐。蜗杆轴部分的装配（图6），将蜗杆轴、轴承6202采用“缺省”装配方式进行装配，采用刚性连接，约束条件为轴对齐和面对齐。

2.2.1 后续零部件装配

依次完成蜗杆轴与箱体的装配，蜗杆轴端盖与箱体的装配，蜗轮轴端盖与箱体的装配，通气孔螺栓与箱体的装配。

2.2.2 减速器爆炸图