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齿轮齿条基础知识

尽管情况并非总是如此，但大多数齿条和小齿轮系统都基于被识别为 20 度渐开线正齿轮的标准齿轮齿形。仅对于渐开线齿轮，在每个齿啮合期间压力角将保持不变。渐开线齿廓背后的天才在于，即使中心距设置不理想，它也能提供理论上恒定的速比。需要恒定的速比有时被称为齿轮传动的基本定律。

机架上的 20° 线很容易识别，因为它是一条直线。齿条是制造圆齿轮的有用工具，因为这些直线很容易加工。齿条经过淬硬和刃磨后，可用于切削圆坯中的弧形齿面。这个过程称为齿轮生成，是制造齿轮的几个过程之一。这是渐开线齿的第二个优点。直齿轮齿条小齿轮和斜齿轮很常见。

斜齿轮与毛坯表面切成一定的角度，从而产生逐渐啮合的齿，因此它比正齿轮运行更安静，接触长度更长，能承受更高的载荷。斜齿轮的一个缺点是平行轴上的齿轮具有相反的指针，这会在齿条和小齿轮上产生推力分量。推力会增加机械结构的侧向载荷。

齿轮齿条几何与设计

正齿轮齿条、小齿轮和斜齿轮非常常见。斜齿轮与毛坯表面成一定角度切削，从而逐渐形成啮合齿，因此它比正齿轮运行更安静，接触长度更长，能承受更高的载荷。斜齿轮的一个缺点是平行轴上的齿轮指针相反，会在齿条和小齿轮上产生推力分量。

推力会增加机械结构的侧向载荷。首选螺旋角最好的螺旋齿条，因为它的齿接触比更高，所以在更高的速度下运行更安静，承载能力也更高。小齿轮轮廓偏移或齿尖修改可以防止咬边；它还可以平衡弯曲应力以实现更高的承载能力。斜齿轮啮合平稳安静——例如，在加工公差要求严格的零件时，这有助于提高表面光洁度。

齿轮齿条与直线电机

与直线电机相比，齿轮齿条系统可以提供类似的性能，但成本要低得多。它们更小，允许更紧凑和简单的机械设计。磁力的缺乏大大减少了支撑结构吸收高法向力的需要，因此可以使用标准导轨。

直线电机的整体效率高达 90%，尽管有时效率要低得多。由于这种固有的低效率，直线电机通常需要水冷。相反，齿条和小齿轮不需要盖。引导系统可能会接触到金属颗粒，安全限制很小。更好的齿轮齿条系统通常不需要昂贵的线性秤和外部制动器。

标准的发动机反馈设备和制动器就足够了。在某些情况下，直线电机需要对单元进行完全重新设计，部分原因是初级和次级之间的吸引力产生的巨大法向力会产生深远的影响。开箱即用的齿条和小齿轮系统是一种更简单的选择，可以方便盲组装，从而进一步节省成本并将组装时间缩短至每米行程长度约 10 分钟。

齿轮齿条优势

与传统的螺栓连接设计相比，齿条齿轮传动系统具有诸多优势。机架设计为完全位于任何八条铝挤压生产线的 T 形槽中，因此可以在不使用螺栓驱动机构的情况下构建紧凑的线性滑轨。框架的任何部分都没有突出到轮廓表面之上。凹槽确保齿条与导向机构平行对齐，而不会出现更换齿条时经常发生的不必要的蛇行。可以使用任意数量的单独的机架段来构建可变长度的机架。

与更长的长度相比，使用80mm的零件可以获得更高的精度。在这种情况下，间距误差可能会很大并且可以减少浪费，因为必须切割较长的框架以适应应用。组装再简单不过了。端部采用单个定位销固定到位，专利弹簧夹可夹持连续零件，无需进一步加工。

第二端部用定位螺钉固定。配套的18齿小齿轮通过双滚珠轴承安装在机壳内，机壳整齐地固定在动滑架板的下侧。联轴器模块与小齿轮箱连接，小齿轮的键轴与包含在其中的联轴器组啮合。在将外壳固定到位之前，已对外壳进行了调整以消除间隙。

为了安装驱动电机，外壳根据需要进行了加工。维护只需向小齿轮箱滴几滴轻油，其中包含一对用于将润滑剂输送到小齿轮的毡盘。该驱动系统专为最大驱动力1000N，最大电机扭矩23Nm，速度高达3m/s的应用而设计。

IMTS-Exhibition.com 上的齿条和小齿轮

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