分类与装配：带链齿轮螺旋传动机构

传动机构包括带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动、蜗轮蜗杆传动机构等，装配人员应重点掌握常用传动机构的作用、特点及装配方法。

1.带传动

（1）带传动的分类和带传动的应用

①带分为平带、V带、多楔带、圆带、同步带等，其中V带、多楔带和同步带，分别如图2-22（a）、（b）和（c）所示。除同步带外，其他带在装配完成后，是依靠带与带轮之间的压力所产生的摩擦力，使主动带轮带动从动带轮一同转动的，带轮与带表面的压力作用。

图2-22　带的种类

（a）V带　（b）多楔带　（c）同步带

同步带传动是以齿啮合形式实现力和力矩传递的。同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，带的内周制成齿状，可与同步带轮啮合。同步带传动时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油、耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度在-20℃～80℃之间、速度小于50m/s、功率小于300 kW、传动比小于1∶10的场合。

同步带齿有梯形齿和弧齿两类，弧齿又有3个系列：圆弧齿（H系列，又称HTD带）、平顶圆弧齿（S系列，又称为STPD带）和凹顶抛物线齿（R系列）。梯形齿同步带有2种尺寸带轮与带表面的压力作用情况制：节距制和模数制。我国采用节距制，并根据ISO5296制订了同步带传动相应标准GB/T11361～11362—1989和GB/T11616—1989。

同步带及带轮的外形、同步带轮、同步带传动方式分别如图2-23（a）、（b）和（c）所示。同步带和带轮的型号及尺寸应根据设计要求选择，主要依据传动力及力矩、减速比、中心距、传动轴及键槽尺寸、安全系数、使用寿命和环境等确定。

图2-23　同步带传动的组件

（a）同步带　（b）同步带轮　（c）同步带传动方式

同步带型号分别表示齿型代号、型号、节距和节圆长度，例如HTD5005M14型号的同步带，HTD表示齿型代号是圆弧齿，5M表示型号（节距是2.06），14表示同步带的宽度（mm），500表示带的节圆长度（mm）。同步带轮在订货时需说明带轮的外形及安装尺寸等要求（可附图纸说明），如总宽度或槽宽、有无挡边、凸台参数及内孔和键槽尺寸等。带轮外径与齿数和齿距有关，例如同步带型号是750H150，表示带轮的齿形是H型，节距是12.7mm。当40齿时，齿顶直径是160mm；当35齿时，齿顶直径为140mm。

②带传动的应用和特点

带传动被广泛应用在两轴平行、同向转动的设备上，常用于中小型功率电机与工作机之间的动力传递。带传动机构一般由固联于主动轴上的带轮（主动轮）、固联于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮上的传动带组成，如图2-24所示。

图2-24　带的传动结构

1为主动带轮；2为传动带；3为从动带轮

带传动适用于中心距较大的传动。带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动。除同步带传动外，其他带传动在过载时带与带轮之间会出现打滑现象，可有效避免零件的损坏。带传动结构简单、装配方便，成本较低。另外，除同步带传动可保证固定的传动比外，其他带传动，由于带与带轮之间的相对滑动作用，不能保证恒定的传动比。

（2）带传动的装配

①平行传动轴带轮的装配。在装配时，两个带轮的中心面必须对齐，其偏移值应不大于0.5mm，如图2-25所示。否则会造成三角胶带单边工作，磨损严重，降低三角胶带使用寿命，或发生串槽现象；两轴平行度的偏差tanθ值，不应大于其中心距的0.15‰；偏移和平行度的检查，宜以带轮的边缘为测量基准。

图2-25　两平行带轮的位置偏差

α为两轮偏移值；θ为两轴不平行的夹角；ρ为轮宽的中央平面

②带的安装。带的安装应考虑带传动的结构和张紧方式，常见的带传动张紧方式。如果两轴中心距可以调整，装配前应该先将中心距缩短，把带装好以后再按要求调整中心距和张紧度，使中心距复位。若有张紧轮时，需先把张紧轮放松，装上带后再调整张紧轮的张紧程度。

禁止用工具硬撬、硬拽来安装带，以防胶带伸长或过松、过紧现象。对于三角带的安装，当两轴中心距不可调整时，可将三角带先套入一轮槽中，然后转动另一个皮带轮，将三角胶带装上，然后用同样的办法把一组三角胶带都装上。

③初拉力的控制。三角胶带的松紧度必须经常检查和调整，使之符合要求。如过松不仅容易打滑，也增加三角带损耗，甚至不能传递动力；如过紧，不仅会使三角带拉长变形，容易损坏，同时也会造成发动机主轴承和离合器轴承受力过大。

④张紧力的检查和调整。确定带的安装正确后，用相应工具或手在每条带中部，施加2kg左右的垂直压力，下沉量为20～30mm为宜，不合适时要及时进行调整。调整张紧力的方法是通过调整中心距或使用张紧机构，使皮带张紧力符合使用要求。

⑤传动带需预拉时，预紧力宜为工作拉力的1.5～2倍，预紧持续时间宜为24小时。

2.链传动

（1）链传动的分类和应用

链传动由主动链轮、从动链轮和在两轮上安装的链条组成。链传动是依靠链条和链轮齿啮合来传递运动和动力的，其特点是：传动功率一般为100kW以下，效率在0.92～0.98之间，传动比不超过1∶7，传动速度一般小于15m/s。

链按用途可分为传动链、输送链和起重链。按结构分为滚子链和齿形链。链传动广泛应用于矿山机械、冶金机械、运输机械、机床传动及石油化工等行业。

链传动属刚性传动，其工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸较小（与带传动相比）；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境下工作。链传动的缺点是：其仅能用于两平行轴间的传动；易磨损，易伸长；平均传动比准确，但传动比不为常数，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。

滚子链的结构由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。滚子链的使用多为封闭的环形结构，所以需要进行接头连接。其连接方式分为开口销连接、弹簧卡联接和过渡链节连接，其中过渡链节连接适用于奇数链节。

（2）链传动的装配

①链传动在装配时，为了保证良好的啮合性能，两链轮轴线应平行，并使链轮在同一垂直平面内转动，安装时应使两轮中心平面的轴向位置误差不大于中心距的2‰。

②两轮旋转平面间夹角若误差过大，易导致脱链现象或使磨损严重。

③在链的水平传动中，链传动最好紧边在上，松边在下，以防止松边下垂量过大使链条与链轮轮齿发生干涉，或松边与紧边相碰。

④张紧调整方法：调整中心距；当中心距不可调时，可通过设置张紧轮张紧；当链条因使用而变得过长时，需更换新链条，或者将链条拆掉1～2节。

⑤链条工作边张紧时，其非工作边的弛垂度应符合规定，或宜取两轮中心距L的1％～5％。

⑥两链轮的中心线最好在水平面内，若需要倾斜布置时，倾角应小于45°，应避免垂直布置时因为过大的下垂量而影响链轮与链条的正确啮合，降低传动能力。

3.齿轮传动

1）齿轮传动的分类和齿轮传动的应用

齿轮传动按齿轮轴线的相对位置分为：两轴线平行的圆柱齿轮传动（如外啮合直齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮、齿轮齿条传动等）、相交轴齿轮传动（如直齿圆锥齿轮传动）和两轴相交错的齿轮传动（如交错轴斜齿圆柱齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等）典型齿轮传动形式，如图2-26所示。

图2-26　典型齿轮传动形式

（a）平行轴直齿圆柱齿轮传动（b）相交轴圆锥齿轮传动　（c）交错轴蜗轮蜗杆传动

齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。齿轮传动的特点是传动比稳定（具有中心距可分性）、传动效率高、工作可靠、结构紧凑、使用寿命长等。缺点是制造和安装精度要求较高，制造成本高，不适宜用于两轴间的较大距离传动等。

2）齿轮传动的装配

齿轮传动或蜗轮传动在装配时，其作为基准面的端面与轴肩或定位套端面应紧密贴合，且用0.05mm塞尺应不能塞入；基准面与轴线的垂直度应符合要求。齿轮与齿轮、蜗轮与蜗杆装配后应盘车检查，其转动应平稳、灵活，且无异常声响。

用着色法检查传动齿轮啮合的接触斑点时，应将颜色涂在小齿轮或蜗杆上，在轻微制动下，用小齿轮驱动大齿轮，使大齿轮转动3～4圈。圆柱齿轮和蜗轮的接触斑点，应趋于齿侧面中部；圆锥齿轮的接触斑点，应趋于齿侧面的中部或接近小端，齿顶和齿端棱边不应有接触。

接触斑点百分率，不应小于表2-9中的规定，宜采用透明胶带取样，并贴在坐标纸上保存、备查。可逆转的齿轮副，齿的两面均应检查。

表2-9　传动齿轮啮合的接触斑点　单位：mm(www.xing528.com)

（1）圆柱齿轮传动的装配方法

齿轮装配顺序一般都是从最后一根被动轴开始，逐级进行装配。

齿宽小于或者等于100mm时，轴向错位应小于或者等于齿宽的5％，齿宽大于100mm时，轴向错位应小于或者等于5mm。

装配轴中心线平行且位置为可调结构的渐开线圆柱齿轮副的中心距极限偏差符合设计要求或如表2-10所列，齿轮副第n公差组精度等级划分，应符合现行国家标准（渐开线圆柱齿轮精度KGB/T10095）的有关规定。中心距极限偏差指齿宽的中间平面上实际中心距与公称中心距之差。

表2-10　渐开线圆柱齿轮副的中心距的极限偏差

①齿轮的接触精度可用涂红丹粉等方法进行检验。

②装配后保证齿轮的合理齿侧隙，参见表2-11。

表2-11　圆柱齿轮的最小法向极限侧隙　单位：um

③用压铅法检查齿轮啮合间隙时，铅条直径不宜超过间隙的3倍，铅条长度不应小于5个齿距，沿齿宽方向应均匀放置不少于2根铅条。

④齿轮传动部件的装配工序包括2步，先将齿轮装到轴上，再将齿轮及轴组件装入箱体。

齿轮在轴上的装配方法如下：

在轴上装配空套或滑移的齿轮，一般采用间隙配合，装配精度主要取决于零件本身的制造精度，装配时要注意检查轴、孔的尺寸公差和精度。

在轴上装配固定的齿轮，其与轴一般为过渡配合或过盈量较小的过盈配合。当过盈量较小时，可用手工工具敲入。对于低速重载的齿轮，一般过盈量很大，可用温差法装配。齿轮装到轴上时要避免偏心、歪斜等安装误差。对于精度要求高的齿轮，装到轴上后需检查其径向跳动和端面跳动量。

齿轮及轴组件装入箱体的方法如下：

齿轮、轴组件在箱体上的装配精度除受齿轮在轴上的装配精度影响外，还与箱体的几何精度有关，如与箱体孔间的同轴度、轴线间的平行度，以及孔的中心距偏差等有关，同时还可能与相邻轴上的齿轮相对位置有关。

装配齿轮、轴组件前应对箱体进行检验，应检查箱体上的孔距、孔系的平行度、轴线与基准面的尺寸距离及平行度、孔轴线与端面的垂直度、孔轴线的同轴度等精度要求。为了保证齿轮副的装配精度，在装配时要进行调整，必要时还要进行修配。使用滑动轴承时，箱体等零件的有关加工误差可用刮研轴瓦孔的方法来补偿。使用滚动轴承时，必须严格控制箱体加工精度，有时也可用加偏心套调整或加配衬板法来提高齿轮的接触精度。

⑤高运动精度的装配调整：首先要保证齿轮的加工精度，并可以通过定向装配法来得到高装配精度。在装配传动比为1∶1或其他整数的1对啮合时，应根据其齿距累积误差的分布状况，将一个齿轮的累积误差最大相位与另一齿轮的累积误差最大相位相对应，使齿轮的加工误差得到一定程度的补偿。对于齿轮的径向跳动误差和端面跳动误差，可以分别测定齿轮定位面、轴承定位面及其他相关零件的误差相位，装配时通过相位的适当调整抵消有关零件的误差。

（2）锥齿轮传动的装配方法如下：

①应保证啮合齿轮处于正确位置。装配中必须使啮合齿轮中心线相交，并有正确的夹角，啮合齿的端面应齐平。

②应保证合理的齿轮间隙。可以通过固定一个齿轮，同时将另一个齿轮沿轴向移动的方法进行调整，当达到准确啮合位置时，将该齿轮位置进行固定。

③齿面接触精度可用涂红丹粉等方法进行检验。

④锥齿轮装配对侧隙的要求可按照分度圆大端至锥顶的距离，即锥顶距的不同值，对照圆柱齿轮中心距所对应的最小法向极限侧隙选取。锥齿轮的齿侧间隙可以用塞尺、压铅丝或千分尺进行检查。

③蜗轮蜗杆传动的装配方法如下：

⑤应保证相啮合的蜗轮与蜗杆处于正确位置，使蜗杆中心轴线处于蜗轮中心平面内。

⑥蜗轮和蜗杆轴心线间的中心距应依据装配图尺寸及公差确定。中心距可调整的蜗轮蜗杆副，其中心距的极限偏差应符合表2-12的规定。蜗轮与蜗杆传动最小法向侧间隙，应符合文件规定，或按表2-13的规定执行（蜗轮转动最小法向侧隙大小分8种，a等最大，h等最小为0，侧间隙种类与精度等级无关，侧间隙要求应依工作条件和使用要求而定）。

表2-12　蜗轮和蜗杆中心距的极限偏差

续表

表2-13　蜗轮和蜗杆中心距的最小法向侧间隙

蜗轮、蜗杆轴心线应垂直交叉成90°，轴心线倾斜度应符合设计要求。

装配质量的综合检查，可以通过在齿面上涂抹红丹粉进行检查。

4.螺旋传动的装配

（1）螺旋传动的分类和应用

螺旋传动是指利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。按工作特点的不同，螺旋传动可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋3种。

①传力螺旋。以传递动力为主，它用较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间歇工作，工作速度不高，而且通常要求自锁，如螺旋压力机和螺旋千斤顶上的螺旋。

②传导螺旋。以传递运动为主，常要求具有高的运动精度，一般在较长时间内连续工作，工作速度也较高，如机床的进给螺旋，即丝杠螺母副，通常称其进行“丝杠传动”。

③调整螺旋。用于调整并固定零件或部件之间的相对位置，一般不经常转动，要求自锁，个别时候要求很高精度，如机器和精密仪表微调机构的螺旋。

按螺纹间摩擦性质的不同，螺旋传动可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动。滑动螺旋传动又可分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动。而传导螺纹又分为滑动螺旋传动、静压螺旋传动和滚动螺旋传动。一般称滚动螺旋传动机构为滚珠丝杠。

滚珠丝杠与滑动丝杠副相比，由于其丝杆与螺母之间有很多滚珠做滚动，而且由专门厂家保证了其加工及装配精度，所以其产生的摩擦力矩小（一般仅为滑动丝杠的1/3），传动效率高，易保证高精度无侧隙、刚性高，可以实现微进给及高速进给，因而广泛用于伺服和高速传动系统中。滚动丝杠传动的缺点是运动不能自锁，因此在需要制动的场合，应另设制动机构，也可直接选用带有制动装置的电机。

（2）滚珠丝杠副的安装方式通常有以下几种

①双推-自由方式。安装方式为丝杠一端固定，另一端自由。力和径向力，这种支承方式用于行程小的短丝杠。

②双推-支承方式。安装方式为丝杠一端固定，另一端支承。力和径向力；支承端轴承只承受径向力，而且能作微量的轴向移动，可以避免或减少丝杠因自重而发生的弯曲现象。另外，丝杠在热变形情况下可以自由地向一端伸长。

③双推-双推方式。安装方式为丝杠两端均固定。两个固定端的轴承都可以同时承受轴向力和径向力，这种支承方式可以产生对丝杠适当的预拉力，提高丝杠的支承刚度，也可以部分补偿丝杠的热变形，但不适合丝杠有较大的热变形情况。

④采用丝杠固定、螺母旋转的传动方式。其特点为螺母一边转动、一边沿固定的丝杠作轴向移动。由于丝杠不动，可避免受临界转速的限制，避免了细长滚珠丝杠高速运转时出现的振动等问题。螺母惯性小、运动灵活，可实现高转速。此种方式可以对丝杠施加较大的预拉力，提高丝杠支承刚度，补偿丝杠的热变形。

（3）滚珠丝杠副的装配方法

滚珠丝杠副应当仅承受轴向负荷。径向力、弯矩会使滚珠丝杠副产生附加表面接触力，从而可能造成丝杠的永久性损坏。因此，滚珠丝杠副在设备上安装时，应注意以下几点：

①安装前应检查其外观和型号。丝杠螺母副要求一定的预紧方式、预紧量和传动精度，这类指标在定货后通常由生产厂家完成。

②在装配时，应保证丝杠的轴线与相对应的导轨中心平面的平行度，安装滚珠丝杠的不同轴承座孔的轴线，应保证同轴度要求；在装配时，还应保证丝杠轴承座孔的轴线与螺母安装孔轴线的同轴度。

③在安装螺母时，应尽量靠近支承轴承；同样在安装支承轴承时，也应使螺母靠近。

④调整丝杠轴承的预紧力。在传动精度较高时预紧力要求相对较大；而在高速轻载和传动精度要求较低的场合，可以选择小的预紧力或只适当调整安装间隙而不进行预紧。预紧力过大会使摩擦力增大、产生大量热，并且增加传动的力矩。