齿条

维基百科,自由的百科全书
跳到导航 跳到搜索
齿轮齿条传动的模拟动画

齿条是与齿轮配合,用于传动的一种机械零件。分为直齿齿条和斜齿齿条,分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮配对使用[1]齿轮齿条传动是齿轮与齿条配合的传动方式。当齿轮主动时,可以将旋转运动变成直线运动;当齿条主动时,可以将直线运动变成旋转运动[2]。齿轮齿条传动可以应用在升降机、轨道系统、汽车转向系统、机床执行器的进给机构等领域[3][4][5]

形状[编辑]

齿条相当于分度圆无穷大圆柱齿轮。这时,齿轮的分度圆、齿顶圆和齿根圆都变成了直线,齿轮就变成了齿条[6]。齿条的齿廓为直线(对齿面而言则为平面)而非像齿轮一样为渐开线。齿廓的倾斜角称为齿形角,标准值为20°[7]。齿条主要参数有齿槽宽、齿高、齿厚、齿根圆半径等。齿条的齿厚与槽宽相等。[8]

齿条的加工方法与齿轮类似,有滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等。[9]

應用[编辑]

齒條傳動原理
齒條傳動用於轉向系統

齒輪和齒條嚙合時,齒輪旋轉的同時,齒條作直線運動。當直線運動的行程超過2米,考慮到經濟性,就可以選用齒輪齒條傳動。齒輪齒條可以在較髒的環境中使用,傳遞較大的軸向力。齒條能夠傳遞的軸向力的大小與潤滑是否充分、受力是否均勻、運動速度大小以及安全係數有關。[10]

螺桿相比,齒輪齒條傳動的效率較高,但製造精度不高時,傳動平穩性準確性較差。[11]

轉向機構[编辑]

在汽車轉向機構中,方向盤轉動時可帶動小齒輪轉動,這個小齒輪與一條齒條相嚙合,帶動齒條左右直線運動,從而推動轉向輪左右擺動,從而實現轉向功能。與行星輪轉向相比,齒輪齒條轉向結構簡單、成本低,轉向力和路感傳遞直接[12]。因此,轎車上基本都採用齒輪齒條轉向,而只有在運動型多用途車上才可看到迴圈球英语Recirculating ball式轉向[13]

升降機構[编辑]

齒輪齒條傳動可以應用於升降機構[14]。與液壓傳動相比,不僅行程長,而且還有節能、結構簡單、維修方便等優點[15]。Schneeberger公司可以生產單根長度為3米的齒條,齒條可以對接使用,以達到更長的行程[16]。當對接使用時,為保證相鄰齒條結合處的齒距精度,需要在齒條結合面之前留有0.5毫米左右的間隙[17]

齒軌鐵路[编辑]

齒軌鐵路在普通路軌中間的軌枕上,另外放置一條特別的齒軌機車則配備了一個或多個齒輪,跟齒軌嚙合。這樣機車便能克服黏著力不足的問題,把列車拉上達坡度達48%的陡峭斜坡。[18]

参考文献[编辑]

  1. ^ Gear Nomenclature, Definition of Terms with Symbols. American Gear Manufacturers Association. : 72. ISBN 1-55589-846-7. OCLC 65562739. ANSI/AGMA 1012-G05. 
  2. ^ 罗丽萍, 京玉海 (编). 机械制造基础. 清华大学出版社有限公司. 2004: 第32页. ISBN 7302099146. 
  3. ^ 苏春堂; 张洛平. 数控机床超长进给机构研究. 《河南科技大学学报:自然科学版》. 2008年, (第4期). 
  4. ^ The Role of Rack and Pinion Actuators in On-Off & Modulating Controls. Valve Magazine (Valve Manufacturers Association). 
  5. ^ Automax SuperNova Series Pneumatic Rack & Pinion Actuators (PDF). Flowserve Corporation. [2017-02-03]. [永久失效連結]
  6. ^ 窦墨林. 机械制图: 非机械类专业用. 清华大学出版社有限公司. 2001: 第166页. ISBN 7302044929. 
  7. ^ 《齒輪簡易設計》,郭蘅譯,徐氏基金會,1979年1月
  8. ^ 申永胜 (编). 机械原理教程. 清华大学出版社有限公司. 2005: 第132页. ISBN 7302119457. 
  9. ^ 刘颖; 马春荣. 机械设计基础. 清华大学出版社有限公司. 2005: 第43页. ISBN 7810824945. 
  10. ^ 《機械設計製造手冊》,全華圖書股份有限公司,ISBN 978-957-21-4069-7
  11. ^ 郭愛榮; 封逸彬. 李文,林若森 , 编. 機械製圖教程. 清華大學出版社有限公司. 2004: 第188頁. ISBN 7302092214. 
  12. ^ Rack and pinion variable ratio steering gear. Google Patent Search. [2007-03-22]. 
  13. ^ Nice, Karem "How Car Steering Works", "HowStuffWorks", Accessed August 13, 2007
  14. ^ Heinrich Martin,; Peter Römisch, Andreas Weidlich. 3.2.1 Zahnstangenwinde. Materialflusstechnik: Konstruktion und Berechnung von Transport-, Umschlag- und Lagermitteln. Vieweg. 2004: 第104頁 [2017-02-03]. ISBN 3528740612. 
  15. ^ 石韶敏, 李宗亨. 一種齒輪齒條傳動升降機構. 天津市正耀機械有限公司. 2014-06-18 [2017-02-03]. 
  16. ^ Gear racks. SCHNEEBERGER AG. [2017-02-03]. 
  17. ^ 魏崢. 金工實習教程. 清華大學出版社有限公司. 2004: 第185頁. ISBN 7302093539. 
  18. ^ Jehan, David. Rack Railways of Australia 2nd. Illawarra Light Railway Museum Society. 2003. ISBN 0-9750452-0-2. 

外部链接[编辑]