机械设计课程设计-二级圆锥圆柱齿轮减速器设计.docx

在此处键入燕山大学机械设计课程设计报告燕 山 大 学机 械 设 计 课 程 设 计 报 告题目： 二级圆锥圆柱齿轮减速器设计 全套图纸三维动画加扣 3012250582 学 院： 机械工程学院 年级专业： 13级机控一班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 34目录1 项目设计目标与技术要求32传动系统方案制定与分析33 传动方案的技术设计与分析43.1 电动机选择与确定43.2 传动装置总传动比确定及分配54 关键零部件的设计与计算74.1 设计原则制定74.2齿轮传动设计方案84.3 第一级齿轮传动设计计算94.4第二级齿轮传动设计计算114.5 轴的初算144.6 键的选择及键联接的强度计算144.7 滚动轴承选择及轴的支撑方式155 传动系统结构设计与总成165.1装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范175.2零件图设计（可选）195.3 主要零部件的校核与验算196主要附件与配件的选择236.1联轴器选择236.2 润滑与密封的选择246.3 通气器256.4 油标266.5 螺栓及吊环螺钉266.6油塞266.7其它27定位销277 零部件精度与公差的制定277.1 精度设计制定原则277.2 减速器主要结构、配合要求277.3 减速器主要技术要求278 项目经济性分析与安全性分析289 设计小结2910 参考文献291 项目设计目标与技术要求 任务描述： 机械设计课程设计是学生第一次较全面的在机械设计方面的训练，也是机械设计课程的一个重要教学环节，其目的是：第一、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关先修课程的理论和知识，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使学生知识得到巩固，深化和扩展。第二、学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件部件、机械传动装置和简单机械的设计原理和过程，第三、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。 机械设计课程设计的题目是带式运输机的传动装置的设计，设计内容包括：确定传动装置总体设计方案，选择电动机；计算传动装置运动和动力的参数；传动零件，轴的设计计算；轴承，联轴器，润滑，密封和联接件的选择与校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计说明书；设计总结；最后完成答辩。 技术要求： 使用地点:室外 ；生产批量:小批 载荷性质:微震 ；使用年限：四年两班2传动系统方案制定与分析 二级圆柱齿轮传动比一般为8-40，结构简单，应用广泛。展开式的用于载荷比较平稳的场合。同轴式横向尺寸较小，但轴向尺寸较大，中间轴较长，刚性较差，高速级齿轮的承载能力难以充分利用。蜗轮蜗杆传动比大，工作平稳，噪声较小，结构紧凑，在一定条件下有自锁性。缺点是效率低，长期连续工作很不经济。圆柱圆锥齿轮减速器：优点：可以改变力矩的方向 即可以把横向运动转为竖直运动 ，用于输入轴与输出轴呈行垂直方向布置的传动装置。具有承载能力高，噪音低，体积小，重量轻，效率高，使用寿命长的特性。缺点：与二级圆柱直齿轮减速器相比，加工稍微复杂一些，传动效率低在选择传动类型时，要遵循以下原则： （1）小功率传动，宜选用结构简单、价格便宜、标准化程度高的传动机构，以降低制造成本。 （2）大功率传动，应优先选用效率高的传动机构，如齿轮传动，以降低能耗。 （3）工作中可能出现过载或载荷变化较大、换向频繁的工作机，应选用具有过载保护作用和缓冲吸振能力的传动机构，如带传动。 （4）工作温度较高、潮湿、多尘场合，宜选用链、闭式齿轮或蜗杆传动。 （5）要求传动比准确时适宜选用齿轮或蜗杆传动。 根据设计任务指导书所给的任务要求，综合考虑各传动类型的优缺点、外廓尺寸、传动机构在多级传动中的布置，选择了外廓尺寸小，传动效率高，轴向力小的二级圆锥-圆柱齿轮减速器。3 传动方案的技术设计与分析3.1 电动机选择与确定3.1.1 电动机类型和结构形式选择（要求进行方案、性能比较、选择）原始数据如下：运输带牵引力F=1737N输带工作速度V=1.32m/s滚筒直径D=0.27m如无特殊要求，一般选用Y系列三相交流异步电动机，它是我国80年代的更新换代产品，具有高效，节能，震动小，噪声小，运行安全可靠的特点。安装尺寸和功率等级符合国际标准，适用于无特殊要求的各种机械设备。常用的一般异步电机有三种，分别为Y系列（IP23）三相异步电动机, Y系列（IP44）三相异步电动机,YEJ系列电磁制动三相异步电动机。其中Y系列（IP23）三相异步电动机为一般用途防护式笼形电动机，具有效率高,启动性能好，噪声低，体积小，重量轻等特点。而Y系列（IP44）三相异步电动机除了具有与Y系列（IP23）相同的功能外，还能适用于灰尘多，水土飞溅的场所。而YEJ系列电磁制动三相异步电动机是Y系列（IP44）的派生产品全封闭且适用于要求快速停止准确定位的传动机构或装置上。由于环境条件为室外，所以为了防尘和考虑经济适用性，我们选择Y系列（IP44）三相异步电动机。3.1.2 电动机容量确定（要求考虑安全性、裕度）电机的容量主要根据运行时的发热条件来决定。课程设计题目所给的工 作机一般为稳定（或变化很小）载荷下连续运转的机械，而且传递功率较小，故只需使电动机的额定功率Ped等于或大于电动机的实际输出功率Pd就可以了，一般不需要检验发热和起动力矩。设电动机输出功率为 ，卷筒功率为 。则电动机的输出功率为 设卷筒效率为 设传动总效率为 其中 为联轴器效率取为0.99为锥齿轮效率取为0.97为斜齿轮效率取为0.97为轴承效率取为0.98所以有 =0.868 选的电机功率大于2.28kw，取安全系数s=1.5。 3.1.3 电动机转速选择 卷筒轴工作转速为 rmin由于传动比i8-40所以电动机转速一般情况之下电动机的转速在8n到40n之间，通过手册可知选用Y132M1-6型电动机，转速为960r/min，额定功率为4kw，转速大约为10n，满足条件。3.2 传动装置总传动比确定及分配 3.2.1 传动装置总传动比确定 电动机满载时转速为960r/min设为,卷筒的转速n为90.036r/min。总传动比 3.2.2 各级传动比分配3.2.2.1 分配方案总传动比分配的一般原则:A各级传动比都应在常用的合理范围内，以符合各种传动形式的工作特 点并使结构比较紧凑。B尽量使传动装置外廓尺寸或重量较小。C在两级或多级齿轮减速器中尽量使各级大齿轮浸油深度合理D使各级传动尺寸协调，结构匀称合理，便于安装。对于圆锥-圆柱齿轮减速器，为使圆锥齿轮直径较小，一般可取圆锥齿轮传动比为i10.250.4i，并尽量使i13。当要求两级传动的大齿轮浸油深度大致相等时允许i14一级传动比取0.28i为3。则为3.553.2.2.2 各级传动比确定（1）各轴转速如下:轴转速960rmin2轴转速320rmin3轴转速90.056rmin卷筒轴的转速n为90.056rmin(2).各轴的输入功率电动机输出功率为1轴输入功率 =2.26kw2轴输入功率 =2.15kw3轴输入功率 2.04kw卷筒轴输入功率 1.98kw(3).各轴输出转矩电动机输出转矩为22.681轴的输出转矩为 22.45 2轴的输出转矩为 64.033轴的输出转矩为 216.15卷筒轴的输出转矩为 209.87 其运动和动力学参数整理于表2。表2.运动和动力学参数项目电动机轴高速轴中间轴低速轴卷筒轴转速96096032090.0690.06功率2.282.262.152.041.98转矩22.6822.4564.03216.15209.87传动比1133.551效率10.970.950.950.974 关键零部件的设计与计算4.1 设计原则制定 A选择齿轮材料时通常先估计毛坯的制造方法。当齿轮直径d500mm时根据制造条件，可以选用锻造或铸造毛坯；当d500mm时多用铸造毛坯。小齿轮根圆直径与轴径接近时齿轮与轴可制成一体，此时所选材料应兼顾轴的要求。材料选定后应根据毛坯尺寸确定材料机械性能，以进行齿轮强度计算。同一减速器中的各级小齿轮（或大齿轮）的材料应尽可能一致，以减小材料牌号和工艺要求。计算出齿轮尺寸后应检查与所定机械性能是否相符，必要时应对计算作相应的修改。 B一般小齿轮齿数Z1=2040。 C在各种齿轮强度计算公式中，采用的齿宽系数定义有三种：d=b/d1,a=b/a,m=b/m,由于d1、a、m之间有一定的几何关系，因此如果其中一个已取值，其他两个就随之确定，不能随意另取。 D齿轮传动的几何参数和尺寸有严格的要求，应分别进行标准化、圆整或计算其精确值。例如模数必须取标准值、中心距和齿宽等结构尺寸应尽量圆整。啮合尺寸，如节圆、分度圆、齿顶圆的直径、螺旋角、变位系数必须计算精确值，长度尺寸精确到小数点后2-3位（单位为mm），角度精确到秒（”）综上：电动机的安全系数为1.5-3，轴的强度的安全系数至少为2 轴用锻造加工。箱体用铸造加工。齿轮由于是小批量生产，用锻造。 轴用45号钢，齿轮用45号钢。 箱体材料用灰铸铁（HT150,HT200等），灰铸铁 具有良好的吸振性，箱体采用剖分式4.2齿轮传动设计方案 获得软齿面（硬度350HBS）的热处理方法有整体淬火、表面淬火、渗碳淬火和氮化等。一般是在切齿后作表面硬化处理，再进行磨齿等精加工，精度可达5级或4级。但是随着硬齿面加工技术的发展，使用硬质合金滚刀或钴高速钢滚刀，也可精滚轮齿，而不需要再进行磨齿。硬化齿轮的齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度及齿面抗胶合能力都得到提高，因此采用硬齿面或中硬齿面是当前发展的趋势。 硬齿面性能基本都比软齿面高出很多。只是成本较之更高而已。为了经济性和性价比，我们选择软齿面。 另外，对于直齿轮/斜齿轮的选择。斜齿轮传动比直齿轮平稳，噪音 低，能承受重载，能承受相当的轴向载荷，使用寿命较长，传递能力比直齿轮强的多。缺点是在运动时会产生轴向推力，对轴向结构产生损坏，且加工相对复杂，成本高。衡量利弊后，我选择斜齿轮。对于设计及校核原则，目前在设计一般条件下使用的闭式齿轮传动时，通常是按保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度两种计算准则进行计算。所以我选择用齿面接触疲劳强度设计，用齿根弯曲疲劳强度进行校核。综上所述，可以确定的基本参数有。 一级传动传动形式:锥齿轮;精度等级：8级;硬度：HB=HB1-HB2=50;材料及热处理：45号钢，锻钢，软齿面HB350 小齿轮:45，调质处理，HB1=217-255取240大齿轮:45，正火，HB2=160-270取190齿轮的齿数:一般取小锥齿轮数17-25取20，Z2=iZ1=60计算分度圆锥角，锥距：1=arctanZ1/Z2=arctan20/60=182606 2=90-1=713354齿宽系数：0.250.3，去0.3二级传动传动形式:斜齿圆柱齿轮；精度等级：8级;硬度：HB=HB1-HB2=50;材料及热处理：45号钢，锻钢，软齿面HB1.32 m/s 修改Z1V100=208.63100=0.588,d=58.35mmb.参数尺寸确定:1.大端模数 向上取数m=3 2.锥距R= 3.计算分度圆直径 4.齿宽系数 ， b=28.5 4.3.2 第二级齿轮传动参数设计 由表6-21，6-22查得 =FlimKFNSF HB1=240,Flim=420MPa HB1=240,Flim=420MPa ，SF=1 ;符合4.4第二级齿轮传动设计计算4.4.1 第二级齿轮传动参数设计 按齿面接触强度设计 按式 确定载荷系数K 1）使用系数 （表6-4，工作机动力机平稳）2）估计圆周速度 ，得动载系数3）=1.88-3.21Z1+1Z2=1.67 由图得齿间载荷分布系数齿向载荷分布系数（假设刚性轴）所以 弹性系数 由表6-19查得区域系数 重合度系数由式6-14因 螺旋角系数 Z=ZEZHZZ=356.64 由6-27c查得接触疲劳极限应力 计算应力循环次数N1=60n1rLn=6032024000=4.6108 寿命Ln=530082=24000h N2=N1i=1.3108次 由图6-25查得寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1 取450MPa小齿轮分度圆直径 验证圆周速 v=d1n1=1.32m/s 校正载荷系数 由图6-11查得KV=1.04 校正试算的分度圆直径 =81.676mm计算法向模数:mn=d1Z1=2.72,取2mm 中心距mm 圆整取=140mm 圆整后的中心距修正螺旋角 =arccos(Z1Z2)mn2a=115257 分度圆直径d1=mnZ1COS=61.314 d2=mnZ2COS=218.69齿轮宽度 b=dd1=60mm圆整取b1=65mm,b2=60mm4.4.2 第二级齿轮传动强度校核校核齿根弯曲疲劳强度 ； 重合度系数螺旋角系数 计算当量齿数 Zv1=Z1cos3=23.35 Zv2=Z1cos3=82.8查取齿形系数由图6-21得 YFa1=2.7, YFa2=2.18 查取应力修正系数由图6-22得 Ysa1=1.6, Ysa1=1.75 查取弯曲疲劳极限应力寿命系数得Flim1=420MPa ；Flim2=390MPa ； 分别查得 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1%安全系数S=1F1=420MPa；F2=390MPa 计算弯曲应力 符合4.5 轴的初算 设计轴的结构时，既要满足强度的要求，也要保证轴上零件的定位，固定和装配方便，并有良好的加工工艺性，所以轴的结构一般都设计成阶梯形。 以输出轴为例最小轴径dC3Pn=11232.0490.06=31.69mm 轴上1，4上加轴承，轴2上加大齿轮，轴6上加联轴器。 由于大齿轮上l=（1.2-1.5）d，而l等于齿宽b，b约等于轴2的长度。因为 大齿轮齿宽为60，由上述公式可初步确定轴2的直径d2=42mm，l2=59。对于直径范围在20mm到60mm的轴，一般可取直径差（3-8）mm，对于不受轴向力也不固定轴上零件时，其直径变化量可取1-3mm。由此可以推算出轴上其他部分的尺寸(如图所示)。 4.6 键的选择及键联接的强度计算4.6.1 键联接方案选择a普通平键：靠侧面传递转矩。对中良好，结构简单、装拆方便。不能实现轴上零件的轴向固定。应用最广，也适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。b滑键连接：靠侧面传递转矩，导向平键：靠侧面工作，对中性好，结构简单。轴上零件可沿轴向移动。用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速箱中的滑移齿轮。对中性好，结构简单。用于轴上零件轴向移动量较大的场合。c半圆键连接：靠侧面传递转矩。键在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动，装配方便。键槽较深，对轴的削弱较大。一般用于轻载，适用于轴的锥形端部。 d楔键连接：键的上下两面是工作面。键的上表面和毂槽的底面各有1： 100的斜度，装配时需打入，靠楔紧作用传递转矩。能轴向固定零件和 传递单方向的轴向力。但使轴上零件与轴的配合产生偏心与偏斜。用于 精度要求不高、转速较低时传递较大的、双向的或有振动的转矩。 通过对减速器各轴的转矩、工作场合的进行分析，可以得到该设计方案只需选取普通平键即可满足要求。 轴键槽部分的轴径为20mm，轴长为33mm所以选择普通圆头平键键 A622 GB/T 1096-79 轴键槽部分的轴径为42mm，轴长为50mm，所以选择普通圆头平键 A1240 GB/T 1096-79 轴键槽部分的轴径为42mm，轴长为59mm，所以选择普通圆圆头平键 A1250 GB/T 1096-79输入端键槽部分的轴径为20mm，轴长为50mm，所以选择普通圆圆头平键 A640 GB/T 1096-79输出端键槽部分的轴径为35mm，轴长为80mm，所以选择普通圆圆头平键 A1070 GB/T 1096-794.6.2 键联接的强度计算 a.轴2处：1249 b=12mm h=8mm 选择L=49mm连接中较弱材料为锻钢 强度满足要求b.输出轴联轴器处：1072 b=10mm h=8mm 选择L=72mm 材料选择铸钢 ，强度满足要求4.7 滚动轴承选择及轴的支撑方式深沟球轴承：主要承受径向载荷和一定的双向轴向载荷，极限转速高，结构简单，价格低廉。调心球轴承：主要承受径向载荷和不大的双向轴向载荷。轴承外圈内表面是以轴承中点为心的球面，内外圈轴线允许有小于3的相对偏转角，故能自动调心，以适应轴的变形或安装误差。这类轴承适用于弯曲刚度较小的轴、二轴承孔同心度较低及多支点的支撑中。圆柱滚子轴承：滚动体是圆柱滚子，内圈或外圈上有凹槽滚道，内外圈间可沿轴向作相对移动。它能承受大的径向载荷，不能承受轴向载荷，适用于刚性大、对中性好的支撑中。滚针轴承：径向结构尺寸紧凑，只能承受径向载荷。对轴的变形或安装误差很敏感，适用于转速较低、径向尺寸受限制的场合。角接触球轴承：能同时承受较大的径向载荷和单向轴向载荷，接触角愈大承受轴向载荷的能力也愈大。这类轴承宜成对使用，适用于旋转精度高的支撑。圆锥滚子轴承：与角接触球轴承类似，因滚动体与套圈间为线接触，故同时承受径向载荷和单向的轴向载荷的能力比角接触球轴承的大，但其极限转速低。轴承外圈可分离，安装、调整方便，宜成对使用。推力球轴承：两套圈的内孔直径不同，孔径小的与轴配合称为紧圈，孔径大的与轴有间隙称为松圈。它只能承受单向轴向载荷，应用于轴向载荷大，转速不很高的支撑中。 该减速器中，采用锥齿轮、圆柱斜齿轮进行传动，在传动过程中，既受径向载荷，又受轴向载荷，且成对使用时可减小轴向力，故选择角接触球轴承（轴）和圆锥滚子轴承（轴，轴）。轴的支撑方式(以输入轴为例):轴的支承方式有很多种，在此我选择分体式圆锥齿轮轴系结构，如下图所示。5 传动系统结构设计与总成5.1装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范5.1.1装配图整体布局5.1.2 轴系结构设计与方案分析5.1.2.1 高速轴结构设计与方案分析a齿轮结构形式 齿轮结构形状和尺寸与所采用的材料、毛坯大小及制造方法有关。尺寸较小的齿轮可与轴做成一体，此时轴的刚度大，但是轴承是在套杯内进行安装，很不方便；当齿根圆直径大于轴颈，并且x2.5mn时，齿轮可与轴分开制造，这种结构，安装轴承方便。 对直径较大的齿轮，常用腹板结构，并在腹板上加工孔（钻孔或铸造孔），以便于加工时装夹，同时也可减轻其重量。齿宽较大时，宜加肋以提高刚度。 b轴上零件固定方案 联轴器与轴通用键连接进行周向固定，用定位轴肩进行轴向固定； 锥齿轮用轴端挡圈和套筒固定。 轴承内圈与轴通过过盈连接进行周向定位，外圈通过与套杯的过盈连接实现周向定位；靠近输入端的轴承内圈通过轴用弹性挡圈及套筒的组合进行轴向定位，外圈通过轴承端盖实现轴向定位；远离输入端的轴承内圈通过套筒与定位轴肩进行轴向定位，外圈通过定位轴肩实现轴向定位。 c滚动轴承轴系固定方案 轴承在轴系上的固定方案有三种，分别如下： （1）两端固定支承：指两个支承端各限制一个方向的轴向位移的支承方式。 （2）固定-游动支承：指在轴的一个支承端使轴承与轴及外壳孔的位置相对固定，以实现轴的轴向定位。而在轴的另一支承端，使轴承与轴及外壳孔间可以相对移动，以补偿轴因热变形及制造安装误差引起的长度变化。 固定-游动支承的运转精度高，对各种工作条件的适应性强。因此，在各种机床主轴、工作温度较高的蜗杆轴以及跨距较大的长轴支承中得到了广泛的应用。 （3）两端游动支承：两端游动支承结构中两个支承端的轴承，都对轴不作精确的轴向定位，因此都属于游动支承。此类支承常用于轴的轴向定位已由其他零件限定的场合。两端游动支承不需精确限定轴的轴向位置，因此安装时不必调整轴承的轴向游隙。工作中即使处于不利的发热状态，轴承也不会卡死。 为改善圆锥齿轮的啮合性能，提高轴的刚度，该减速器的输入轴采用两端固定的支承方式。 5.1.2.2 中间轴结构设计与方案分析 大锥齿轮用轴肩和套筒固定，小齿轮设计成齿轮轴，如上图所示。a齿轮结构形式因为大锥齿轮的尺寸较大，做成一体式的会增大轴的重量，降低州的刚度，使轴的 使用寿命降低，且难以装配，故大锥齿轮应与轴分开。小齿轮直径过小，X太小，所以制作成齿轮轴 b轴上零件固定方案 轴承内圈与轴通过过盈连接进行周向定位，外圈通过与外壳孔的过盈连接实现周向定位；轴承内圈通过套筒进行轴向定位，外圈通过轴承端盖实现轴向定位。 齿轮通过键连接实现周向定位，通过套筒与定位轴肩实现轴向定位。 c滚动轴承轴系固定方案为提高轴的刚度，该减速器的中间轴采用两端固定的支承方式。5.1.2.3 低速轴结构设计与方案分析1、齿轮结构形式 因为大锥齿轮的尺寸较大，做成一体式的会增大轴的重量，降低轴的刚度，使轴的使用寿命降低，且难以装配，故大锥齿轮应与轴分开。 齿轮应与轴分开，因为是小批制造，故采用自由锻的方式加工，且因齿轮的尺寸较小，故，可以加工成简单的齿轮，不需加工腹板。 2、轴上零件固定方案 联轴器与轴通用键连接进行周向固定，用定位轴肩进行轴向固定；轴承内圈与轴通过过盈连接进行周向定位，外圈通过与外壳孔的过盈连接实现周向定位；靠近联轴器一端的轴承内圈通过定位轴肩进行轴向定位，外圈通过轴承端盖实现轴向定位；另一轴承内圈通过定位轴肩进行轴向定位，外圈通过轴承端盖实现轴向定位。齿轮通过键连接实现周向定位，通过套筒与定位轴肩实现轴向定位。 3、滚动轴承轴系固定方案 为提高轴的刚度，该减速器的中间轴采用两端固定的支承方式。 4、输入与输出轴的位置与相对关系 通过锥齿轮传动，实现了输入轴与输出轴相垂直的位置关系。5.2零件图设计（可选） 5.3 主要零部件的校核与验算5.3.1 轴系结构强度校核(选择低速轴进行校核)1）大齿轮上的作用力：Ft=2T3d=2216.15103218.3=1980N Fa=Fttan=412N2）.计算轴承反力轴受力图水平面受力图水平面: 水平弯矩图垂直面受力图垂直面R1=R2=19802=990N垂直面弯矩图 当量弯矩合力弯矩图确定危险截面在放齿轮处的轴头M=79595由于轴的材料为45钢调质，由机械零件手册查得 M=2MM2+（T）2=795952+(0.59216150)2=150329Nmmd=31503290.160=29.26mm14200h=430082=14200h在使用年限内无其他因素下该轴承不会坏。6主要附件与配件的选择6.1联轴器选择按联轴器性能可分为刚性联轴器和挠性联轴器。a、刚性联轴器具有结构简单、制造容易、不需维护、成本低等特点，用于联接同心度 要求很高的两轴，不适应两轴之间的不对中。用于转速不高、载荷平稳的场合，泵系统中应用很少。b、挠性联轴器挠性联轴器分为无弹性元件挠性联轴器、金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器三种。泵系统中常用的是弹性套柱销联轴器、梅花形弹性联轴器、弹性柱销联轴器和膜片联轴器，前三种属于非金属弹性元件挠性联轴器，第四种属于金属弹性元件挠性联轴器。（1）、弹性套柱销联轴器特点：结构简单、安装方便、尺寸小、重量轻等优点，但弹性套易磨损，寿命较短。适用于冲击载荷不大，电动机驱动的中小功率传动。（2）、梅花形弹性联轴器特点：体积小、结构简单、制造容易、工作可靠、不需维护等优点。主要适用于减振、缓冲和补偿要求不高的中小功率场合。（3）、弹性柱销联轴器特点：结构简单、制造容易、装拆方便、不需润滑、具有较好的耐磨性等，适应于轴向窜动量较大、正反转变化较多及起动频繁的场合。（4）、膜片联轴器特点：结构简单、可靠性高，寿命长；适用范围广，尤其适用于高速大功率；适用于高温（300）及有腐蚀作用的恶劣环境；对轴向和角向补偿能力大，抗不对中性好，并具有吸振和隔振功能；无噪声，零间隙，定速率，不需润滑；作用在连接设备上的附加载荷小；安装、使用、维护简便，但成本高。由于环境条件为微震，所以我选择结构简单，阻尼性好且无机械摩擦的LT型弹性套柱销联轴器。查表，选择 输入端联轴器LT3，公称转矩31.5Nm（22.68 Nm）轴孔直径20mm许用转速6300r/min输入端联轴器LT6，公称转矩250Nm（216.15 Nm）轴孔直径35mm许用转速3800r/min6.2 润滑与密封的选择6.2.1 润滑方案对比及确定。与环境要求关系 轴承可用油润滑或脂润滑，对于浸油齿轮圆周速度小于2m/s时，宜用脂润滑。当浸油齿轮圆周速度大于2m/s时，可以靠箱体内油的飞溅直接润滑轴承，或引导飞溅在箱体内壁上的油经箱体剖分面上的油沟流到轴承进行润滑。 由于 v=d1n1601000=9.05m/s2m/s,所以我选择开油沟给轴承润滑。另外，对于整体而言，由于传动件的圆周速度小于12m/s，故采用浸油润滑。6.2.2 密封方案对比及确定。与环境保护要求关系 密封形式的选择，主要是根据密封处轴表面的圆周速度，润滑剂的种类，工作温度，周围环境等决定的。橡胶油封的效果很好，所以得到广泛应用，它有两种结构，一种是油封内带有油封骨架，与孔配合安装，不需再有轴向固定；另一种是没有金属骨架，这时需要有轴向固定装置。毡封油圈，其密封效果较差，只能对润滑脂润滑有效。迷宫式密封结构是非接触式密封，优点是可用于高速。在此我选择J型骨架式橡胶油封。 当轴承旁是斜齿轮时，而且斜齿轮直径小于轴承外径时，由于斜齿轮有轴向排油作用，使过多的润滑油冲向轴承，尤其是在高速时更为严重，增加轴承阻力，所以应在轴承旁装置挡油板。 为保证箱盖与箱座联结处密封，联接凸缘应留有足够的宽度，联结表面应精刨，其表面粗糙度不应大于Ra=6.3。6.3 通气器减速器运转时，箱体内温度升高，气压加大，对密封不利，故在窥视孔盖上安装通气器，是箱体内热膨胀气体自由逸出，以保证压力均衡，提高箱体缝隙处的密封性能。减速器运转时，箱体内温度升高，气压增大，对减速器密封极为不利。所以多在箱盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使箱体内热膨胀气体逸出，以保持箱体内外压力均衡，提高箱体缝隙处的密封性。箱体设计过程中，选用窥视孔盖规格为142100mm，通气器与窥视孔盖的联接方式有焊接、铆接、铸造、螺纹联接四种，通气器的基本类型如课程设计图册P87所示，共有10种，其中（1）（2）是与窥视孔盖铸在一起的，结构简单，（4）是焊接在窥视孔盖上的，（5）（6）（10）用的是螺纹联接，这几种通气器适用于小尺寸发热较小的，而且环境比较清洁的减速器上，用于防止灰尘将通气器的孔堵塞；（7）（8）（9）的通气器结构比较复杂，其中安装有金属滤网和纱网，考虑到设计任务中给定的工作条件为室外，由于日益恶化的室外环境，为防止灰尘等异物进入箱体，破坏啮合区润滑，则需要使用加装金属滤网的复杂通气器。简易的通气器常用带孔螺钉制成，但通气器不要直通顶端，以免灰尘进入，这种通气器适于比较清洁的场合。 较完善的通气器内部做成各种曲路，并有金属滤网，可以减少停车后灰尘随空气吸入机体。 考虑到室外的工作环境，为了提高通气器的效果，让箱体能够有效地排出气体，并防止灰尘等杂质进入箱体，选用较完善的通气器。 6.4 油标采用油池润滑传动件的减速器，不论是在加油还是工作时，均观察箱内油面高度，以保证箱内油亮适当，为此，需在箱体上便于观察和油面较稳定的地方，装上油标。一般最高油面位置在圆锥大齿轮半径的1/6-1/3处。应选油孔位置在油面以下，以免溢出。机械行业中所指的油标是安装在储油位置（油箱等）上的油量测量表位置上用来观察油位的。国家标准规定有四种油标型式：压配式圆形油标、旋入式圆形油标、长形油标和管状油标。为便于观察油量必须选用适宜的结构型式和安装位置。在此我选择管状油标。 6.5 螺栓及吊环螺钉 端盖螺栓选择：由于轴承外径为80，所以轴承盖螺栓选M10。 连接箱体和箱座的螺栓用M12和M10由机械设计课程设计图册P11页可知轴承旁连接螺栓选M12，上下机体结合处连 接螺栓M10。螺栓名称规格数量地脚螺栓M166轴承旁螺栓M121108箱盖与箱座联接螺栓M10402窥视孔盖螺栓M5158起盖螺栓M10401轴承盖螺栓M103536定位销M8402吊环螺钉：为了便于搬运减速器，常在箱体上铸出吊钩、吊耳或在箱盖上安装吊环螺钉。本设计采用吊环螺钉。使用吊环螺钉的时候，应该在装配时将螺钉完全拧入，使其台肩抵紧箱盖上的支承面。为此箱盖上的螺钉孔必须局部锪大。在此选择GB825-79。6.6油塞在箱体最底部开有放油孔，以排除油污和清洗减速器。放油孔平时用油塞和封油圈封死。油塞用细牙螺纹，材料为35钢。封油圈可用工业用革、石棉橡胶纸或耐油橡胶制成。6.7其它 定位销 为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔，安装时保证箱盖与箱体的相互位置，再分 箱面凸缘两端装置两个圆锥销，以便定位。圆锥销的位置不应该对称并尽量远离。定位销的直径大致取凸缘连接螺栓直径的一半，长度应大于凸缘的总厚度，使销钉两端略伸凸缘以利装拆。本设计选用直径为8的定位销。启盖螺钉 或密封胶，为了便于开盖故设有启盖螺钉。其螺纹长度要大于机盖连接凸缘的厚度，螺杆端部做成圆柱形、大倒角或半圆形，以免破坏螺纹。本设计采用的启盖螺钉直径为10mm。7 零部件精度与公差的制定7.1 精度设计制定原则1）尺寸精度设计原则（选择公差等级原则）a. 在满足使用要求的前提下尽量选用较低的公差等级。（主要原因是在公称尺寸相同的条件下，公差值越小生产成本越高。因此，在选择公差等级时，必须具有全面观点，要防止“精度越高越好”。所以在保证使用性能的前提下，尽量选用较低的公差等级，以降低生产成本）b. 在尺寸至500mm的常用尺寸段中，当孔的精度等级高于IT8时（即IT7、IT6、IT5），采用孔比轴低一级，即孔7/轴6 、孔6/轴5等等。当孔的精度等级低于IT8时，孔与轴同级。公称尺寸大于500mm时，推荐孔与轴均采用同级配合。所以我们选择轴上精加工表面为6级精度，齿轮轮毂表面为7级精度。与端盖处配合的箱体表面为8级精度。（2）形位公差的设计原则a. 在选择形位公差值时，总的原则仍然是在满足使用要求的前提下，尽量选择低的形位公差等级，以降低生产成本。同时应兼顾：7.2 减速器主要结构、配合要求A齿轮与轴的配合选用基孔制过盈配合H7/r6 B滚动轴承内圈与轴颈采用基孔制，但内圈公差带是上偏差为0，下偏差为负，所以，轴颈的公差带要比通常的紧，选择k6，实际上是过盈配合。外圈与机座孔的配合采用基轴制，机座孔用H7，端盖外圈用f8。C端盖与机座孔之间用f9。D联轴器的配合与齿轮相同。E轴颈处的圆柱度为0.004mm，轴肩处的端面圆跳动公差为0.012mmF其它的形位公差值均可按7级查表。7.3 减速器主要技术要求1.装配前所有零件用煤油清洗，机体内不允许任何杂物存在。内壁涂上不被机油浸蚀的涂料两次；2.箱座内装HJ-50润滑油至规定高度；3.检查减速器剖分面接触面和密封处，均不许漏油。剖分面允许涂以密封油漆或水玻璃，不允许使用任何填料；4轴承端盖与轴承座外端面留有0.250.4mm的轴向间隙；5.用涂色法检测斑点，按齿高接触斑点不小于40%，按齿长接触斑点不小于35%，必要时可以采用研磨或刮后研磨；6.减速器装配好后应作空载实验，正反转各一小时。要求运转平稳，震动噪声小，联接固定处不得松动。负载试验时，减速器油池温升不超过35C，轴承温升不超过40C；7.表面涂灰色油漆，外伸轴及其零件需涂油包装严密，运输和装卸时不得倒置。8 项目经济性分析与安全性分析 8.1 零部件材料、工艺、精度等选择经济性轴的材料采用45号钢，经调质处理，增加刚度，同时为了节约成本，不同的轴端，根据其功能，选用不同的粗糙度进行加工，如装轴承的轴端等需要配合，粗糙度值要选小一点，提高加工精度，定位轴肩等不需进行配合的轴端，粗糙度值可选的大一点，以降低加工成本。齿轮材料选用45号钢（锻钢），由于小齿轮的摩擦次数要比大齿轮的多，所以要合理地让小齿轮的硬度大于大齿轮的，一般高3050HBS，所以，小齿轮调质处理HB1240，大齿轮正火处理，HB2190；齿轮副共有13个精度等级，在同等条件下，精度等级越高，精度越低。所以，在满足使用要求的前提下，选用8级精度可以节约加工成本。 端盖材料选用Q235A，同齿轮一样，在同等条件下，精度等级越高，精度越低。因此，在满足使用条件的前提下，适当地降低精度要求，可节约加工成本。端盖选用的铸造精度为IT17，机械加工尺寸精度按 IT12。并在端盖装螺栓的端面增加非加工表面的方式减少需要机械加工的部分，以达到节约加工成本的目的。8.2 减速器总重量估算及加工成本初算由solidworks的三维模型可得11211473.990 立方毫米，按7.87g/cm2的密度算，得88kg。再按一顿3万计算可得改该减速器值2640元。再加上油标18元，通气器15元