齒條齒輪機構

齒條齒輪機構
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外文名：Gear rack drive 領域：工程技術工作原理：將齒輪的迴轉運動轉變為齒條的往復直線運動，或將齒條的往復直線運動轉變為齒輪的迴轉運動結構：由齒輪和齒條構成

齒輪齒條機構是由齒輪和齒條構成的。

齒輪齒條傳動為重要的機械傳動方式，具有承載力大，精度較高等優點，目前在各行各業都得到了廣泛的應用。齒輪作迴轉運動，齒條作直線運動，齒條可以看作一個齒數無窮多的齒輪的一部分，這時齒輪的各圓均變為直線，作為齒廓曲線的漸開線也變為直線。^[1]

齒輪齒條工作原理

齒輪齒條工作原理是將齒輪的迴轉運動轉變為齒條的往復直線運動，或將齒條的往復直線運動轉變為齒輪的迴轉運動。

1、能保證恆定的傳動比，能傳遞任意夾角兩軸間的運動。

2、傳遞動力大、效齒輪傳動的特點。齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力，其圓周速度可達到300m/s，傳遞功率可達105KW，齒輪直徑可從不到1mm到150m以上，是現代機械中應用最廣的一種機械傳動。

3、壽命長，工作平穩，可靠性高。

4、由於齒條齒廓為直線，所以齒廓上各點具有相同的壓力角，且等於齒廓的傾斜角，此角稱為齒形角，標準值為20°。

5、與齒頂線平行且齒厚等於齒槽寬的直線稱為分度線（中線），它是計算齒條尺寸的基準線。

6、與齒頂線平行的任一條直線上具有相同的齒距和模數。

7、通過拼接幾乎可以得到任意長度的行程。

8、對於長行程應用來說，相對於同步帶和滾珠絲槓，齒輪齒條是一種極為適合的選擇。^[2]

1、在工廠自動化中具有廣泛的應用，比如自動上下料的桁架機器人，堆垛機械手，物料搬運裝置等。

2、適用於工廠自動化快速移栽機械、工業機器人手臂抓取機構。

3、適用於重負荷、高精度、高剛性、高速度和長行程的CN機床、加工中心、切割機械、焊接機械等。

4、適用於快速、精準的定位機構。

5、齒輪齒條移動速度快、可自由拼接長度、與機床熱膨脹效應同步等特性完全可取代滾珠絲杆在精密自動化設備與CNC數控機床等領域的應用。^[3]

於開始傳動、並有衝擊載荷的齒輪齒條傳動，要注意的方面有如下幾個方面：

1、在結構允許的前提下，模數m應該稍微選得大一點，對於有衝擊載荷的開始傳動尤為重要。

2、結構要有足夠的耐衝擊能力、以及足夠的保證齒輪齒條運行的剛度。

3、設計轉速不易太高。

4、最好是設計成變位齒輪，而且是負變位齒輪，負變位將會有助於提高齒根的抗彎強度、有助於提高齒輪的耐衝擊的能力。

5、齒面的淬火深度不易太深，一般為1/5m~1/10m（m：模數），要保持心部材料有足夠的韌性，從而來緩衝外部的衝擊載荷。

6、齒面的熱處理硬度不易太硬，HRC30~HRC35即可，齒面太硬會在衝擊載荷下發生輪齒崩裂。

SolidWorks機械設計5分鐘學習—01齒輪齒條

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