齒條
齒條是與齒輪配合，用於傳動的一種機械零件。分為直齒齒條和斜齒齒條，分別與直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪配對使用[1]。齒輪齒條傳動是齒輪與齒條配合的傳動方式。當齒輪主動時，可以將旋轉運動變成直線運動；當齒條主動時，可以將直線運動變成旋轉運動[2]。齒輪齒條傳動可以應用在升降機、軌道系統、汽車轉向系統、機床和執行器的進給機構等領域[3][4][5]。
形狀
齒條相當於分度圓無窮大圓柱齒輪。這時，齒輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓都變成了直線，齒輪就變成了齒條[6]。齒條的齒廓為直線（對齒面而言則為平面）而非像齒輪一樣為漸開線。齒廓的傾斜角稱為齒形角，標準值為20°[7]。齒條主要參數有齒槽寬、齒高、齒厚、齒根圓半徑等。齒條的齒厚與槽寬相等。[8]
齒條的加工方法與齒輪類似，有滾齒、插齒、剃齒、磨齒、珩齒等。[9]
-
齒條與齒輪配合。 -
齒條的齒面是平的。 -
圓柱形的齒條 -
齒條與齒輪軸
應用
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]
與螺桿相比，齒輪齒條傳動的效率較高，但製造精度不高時，傳動平穩性和準確性較差。[11]
轉向機構
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式轉向[13] 。
升降機構
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]。
-
齒輪齒條可以在較髒的環境中使用。 -
齒輪齒條傳動中的鎖緊機構 -
齒條傳動用於船閘的開合。
齒軌鐵路
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]
.JPG)
參考文獻
- ^ Gear Nomenclature, Definition of Terms with Symbols. American Gear Manufacturers Association. : 72. ISBN 1-55589-846-7. OCLC 65562739. ANSI/AGMA 1012-G05.
- ^ 羅麗萍, 京玉海 (編). 机械制造基础. 清華大學出版社有限公司. 2004: 第32頁. ISBN 7302099146.
- ^ 蘇春堂; 張洛平. 数控机床超长进给机构研究. 《河南科技大學學報：自然科學版》. 2008年, (第4期).
- ^ The Role of Rack and Pinion Actuators in On-Off & Modulating Controls. Valve Magazine (Valve Manufacturers Association).
- ^ Automax SuperNova Series Pneumatic Rack & Pinion Actuators (PDF). Flowserve Corporation. [2017-02-03]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-08-31）.
- ^ 竇墨林. 机械制图: 非机械类专业用. 清華大學出版社有限公司. 2001: 第166頁. ISBN 7302044929.
- ^ 《齒輪簡易設計》，郭蘅譯，徐氏基金會，1979年1月
- ^ 申永勝 (編). 机械原理教程. 清華大學出版社有限公司. 2005: 第132頁. ISBN 7302119457.
- ^ 劉穎; 馬春榮. 机械设计基础. 清華大學出版社有限公司. 2005: 第43頁. ISBN 7810824945.
- ^ 《機械設計製造手冊》，全華圖書股份有限公司，ISBN 978-957-21-4069-7
- ^ 郭愛榮; 封逸彬. 李文，林若森 , 編. 機械製圖教程. 清華大學出版社有限公司. 2004: 第188頁. ISBN 7302092214.
- ^ Rack and pinion variable ratio steering gear. Google Patent Search. [2007-03-22].
- ^ Nice, Karem "How Car Steering Works" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, "HowStuffWorks", Accessed August 13, 2007
- ^ 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.
- ^ 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]. （原始內容存檔於2017-02-04）.
- ^ Gear racks. SCHNEEBERGER AG. [2017-02-03]. （原始內容存檔於2021-01-20）.
- ^ 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.
- ^ Jehan, David. Rack Railways of Australia 2nd. Illawarra Light Railway Museum Society. 2003. ISBN 0-9750452-0-2.
外部連結
- YouTube上的齒條加工. HolTech Antriebstechnik GmbH & Co. KG
- 齒條計算 BERECHNUNG & AUSWAHL FÜR RITZEL-ZAHNSTANGEN-ANTRIEBE GERADE VERZAHNT （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）