陈莉娟，孙 挥，娄玉萍

（宜兴高等职业技术学校，江苏 宜兴 214200）

1 设计背景

现代科学技术的发展推动了不同学科的交叉与渗透，使机械工业的技术结构、产品、功能与构成发生了巨大变化，特别是2013 年我们国家提出工业4.0 之后，工业生产智能化开始了快速发展阶段。具体为工业智能物流、工业大数据平台、工业物联网、智能自动化等智能化升级。SWL 丝杆升降机的机电一体化系统是一个比较智能的系统平台，它集机械、电子、计算机等高新技术于一体。本文介绍的是升降机系统中的机械部分在三维软件中的实现。

建筑、机械、医疗、化工、物流等行业广泛运用到SWL 丝杆升降机。升降机平台高度的抬升或推进可由智能模块精确控制调整，具体带动升降机可用伺服电机或其它动力，也可以手动驱动。升降机有不同的结构形式和装配形式，提升高度具体要求可定制，该装置可以设计成带自锁功能。

图1 SWL 丝杆升降机工作过程

SWL 丝杆升降机可以单台或者多台组合使用，丝杆升降机的具体功能有：①平台的起升；②平台的下降；③借助辅件的平台的推进；④平台的翻转；⑤平台高度位置的调整等。SWL 丝杆升降机是一种最基础的起重机构，它的优点有：①安装方便、使用灵活；②结构紧凑、可靠性高、体积小、质量轻、动力源广泛、无噪音；③功能多、配套形式多、使用寿命长等。

2 SWL 丝杆升降机的工作原理

2.1 SWL 丝杆升降机工作过程

SWL 丝杆升降机由蜗轮减速机构和丝杆升降滑块机构组成。减速装置由蜗杆传动，伺服电机带动驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮，蜗轮减速旋转，蜗轮内腔加工为内螺纹，这样升降丝杠滑块机构在蜗轮的驱动下上下移动。由于升降机内部装有蜗轮蜗杆、升降丝杠，并在它们的减速作用下达到放大推力的作用，达到推拉或者顶升其他装置的作用。

2.2 SWL 丝杆升降机的润滑

SWL 丝杆升降机的润滑一般采用润滑脂润滑，部分丝杆升降机可采用润滑油润滑。

2.3 SWL 丝杆升降机的速度

SWL 丝杆升降机升降丝杠的升降速度与蜗轮蜗杆的减速比、蜗杆输入转速、升降丝杆的螺距有关。

速比为6∶1 的是快速蜗轮丝杆升降机；速比为24∶1 的是慢速蜗轮螺旋升降机。

螺距是计算丝杆升降机的速度的重要参数。一般SWL 2.5 的螺距为6 mm。伺服电机输出转速为1 450 r/min。

图2 SWL 丝杆升降机三维设计过程

3 SWL丝杆升降机的三维设计过程

首先确定升降机各参数，然后分步对蜗轮蜗杆机构的造型设计和丝杆机构的造型设计。其次，在中望CAD 软件中把各三维造型部件按要求进行装配并进行干涉检查。最后一步，生成丝杆升降机装配动画演示。

3.1 确定SWL 丝杆升降机三维设计参数

三维设计前根据SWL 丝杆升降机的机械部分设计数据，确定蜗轮蜗杆机构、丝杆机构的参数数据。

3.2 SWL 丝杆升降机螺旋杆的造型设计

螺旋杆造型可使用“旋转”特征，首先用拉伸命令做成键槽，然后利用螺纹特征成型螺纹。最后形成为螺旋杆的三维模型。如图3 所示。

图3 螺旋杆的三维模型

3.3 SWL 丝杆升降机蜗轮螺套的设计

内梯形螺纹和蜗轮的建模是螺套建模的关键。步骤是先进行蜗轮建模，然后再利用螺纹特征进行内螺纹的建模。螺套的模型如图4 所示。

图4 蜗轮螺套的三维模型

3.4 SWL 丝杆升降机底座的设计

底座建模的重要节点是外部模型与孔的位置，所以先用拉伸命令形成外部模型，然后在用打孔命令打出孔。如图5 所示。

图5 底座模型

3.5 SWL 丝杆升降机蜗杆的设计

蜗杆的三维模型可先使用拉伸命令做出圆柱体，运用几次圆柱体叠加特征，也可使用旋转命令进行圆柱体的创建，然后利用拉伸特征做成键槽，最后利用“螺旋扫掠”成型蜗杆。如图6 所示。

图6 蜗杆模型

3.6 SWL 丝杆升降机的装配

如图7 所示。装配方法如下：

（1）命名装配文件名。选择“零件/装配”对象，装配部件命名为“蜗轮丝杆升降机装配”。

（2）根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成底座组件的装配并对齐。

（3）同上，根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成蜗轮螺套组件组件的装配。

（4）同上，根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成蜗杆组件的装配。

（5）完成蜗轮螺套组件和蜗杆组件后的对齐。

（6）根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成螺旋杆组件的装配。

（7）对齐螺旋杆组件和轴承组件。

（8）根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成插入顶垫组件的装配。

（9）对齐顶垫组件。

（10）完成两种垫片组件的装配。

（11）根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成插入端盖组件和两个大盖组件的装配并对齐。

（12）完成插入挡块、套筒和套筒帽的装配，将它们放置在远离螺旋杆的位置并对齐组件。

（13）根据“装配”选项卡→“组件—插入”命令的步骤，完成标准件的装配，并检查各组件是否对齐。

（14）完成装配并保存并进行干涉检查。完成蜗轮丝杆升降机的整个装配过程。

图7 升降机装配图

4 SWL 丝杆升降机爆炸图的生成过程

4.1 根据工具栏“装配”→“炸开配置”的步骤，并输入炸开装配图的名称，完成“蜗轮丝杆升降机装配”装配图的炸开。

4.2 根据工具栏“装配”→“移动”的步骤，对组件进行位置上的调整，爆炸图如图8 所示。

图8 升降机爆炸图

4.3 按照工具栏“装配”→“新建动画”的步骤，完成一个装配图动画的创建。

5 结 论

在中望三维环境下对SWL 丝杆升降机进行模拟装配，可以得到以下几点结论：

5.1 模拟装配可以比较直观的显示SWL 丝杆升降机的整个装配过程，对实物装配有较大指导意义。

5.2 大大缩短设计时间，对各个部件有直观认识。

5.3 为修改设计、维修等后续工作做好了技术支持。