直线运动斜齿轮齿条

库存有多种链轮。如果应用需要较长的长度，需要多个串联的齿条，我们可以提供齿边配置正确的齿条。这些被称为“机加工端齿条”。

在一些应用中，斜齿轮齿条在齿条移动时是静止的，而在其他应用中，在齿条移动时齿条围绕固定轴旋转。前者广泛用于运输系统，而后者可用于挤压系统和升降应用。

作为将旋转运动转化为直线运动的机械元件，齿条常被比作滚珠丝杠。有优点也有缺点。齿条的优点是机械简单、承载能力大、长度不受限制等。但一个缺点是齿隙。滚珠丝杠的优点是精度高、背隙小，缺点是因变形而限制长度。

机架类型

齿条和小齿轮有两种变体：

直齿的齿轴平行于旋转轴。平行于齿轮轴线的直齿。斜齿齿轮沿齿长提供连续啮合，通常比直齿齿轮更安静、更高效，并且在相同的齿条宽度下提供更高的负载。斜齿齿轮在旋转平面上类似于正齿轮，但包括在轴向方向上沿螺旋路径扭曲的齿。

应用程序

斜齿轮齿条驱动器非常适合各种应用，包括需要精确定位和可重复性的轴驱动器、滑动门和立柱、拾取和放置机器人、CNC 路由器和材料处理系统。这些驱动器还可以轻松处理重负载和占空比。服务的行业包括物料搬运、自动化、汽车、航空航天、机床和机器人技术。

机器运动需要直线运动；以高效和可控的方式运输工具和产品。直线运动发生器一般根据其轴向速度和加速度、对结构体积的轴向力、耐久性、刚度和定位精度进行排名。

两种流行的直线系统是直线电机和丝杠驱动。齿条和小齿轮驱动器作为定位精度有限的上一代技术经常被忽视。但是，这个假设是无效的。

具有严格公差的精密研磨安装表面、耐磨表面处理、单独去毛刺的齿轮齿和轻巧紧凑的设计提高了生产率。事实上，齿条齿轮传动比直线电机以及带轴或地螺纹的滚珠丝杠更胜一筹。

新一代齿轮齿条系统提供高动态和无限的行驶距离。其中一些包括优质伺服齿轮和执行器，其间隙小于 1 弧分，效率高达 98.5%，并且比标准伺服和齿轮组合更紧凑的尺寸。部分预装配齿轮的工作精度可低至 10 µm，确保安全和平稳运动。

典型的齿轮齿条应用包括从几磅到几吨的龙门、运输和包装机器。新一代的齿条组也用于木工机械、高速金属切削机械和装配机械。

几何和表面细节

机架的性能随着整体技术的进步而提高。例如，先进的机加工和磨削技术大大提高了齿轮齿条机构的精度。

更具体地说，一些高质量的支架组件经过激光蚀刻，在 500 毫米长度上的累积螺距误差为 ± 12 微米，允许手动选择目标精度。这对于在双驱动龙门应用中平行对齐机架组件很有用。事实上，这种精度水平允许多种类型的机器在没有外部反馈设备的情况下运行；和其他线性系统需要昂贵的外部反馈设备进行换向和定位。

由于较高的齿接触比，具有优化螺旋角的螺旋齿条更适合在更高的速度和更高的负载能力下更安静地运行。螺旋齿之间的一个节距误差可达3 µm。小齿轮轮廓偏移或齿顶修改可防止咬边；它还可以平衡弯曲应力，以获得更高的负载能力。斜齿轮啮合平稳且安静——这有助于提高表面光洁度，例如在加工精密公差零件时。

齿轮齿条集成

安装机架套件有多种选择。一些机架使用特殊的安装表面来确保准确性，而其他机架即使在基本安装时也能提供足够的性能。设计的自然灵活性可用于更好的控制：与直接驱动直线电机不同，齿条组允许您调整小齿轮尺寸、齿轮和阻尼 - 以稳定闭环控制。

存在缺陷：小齿轮和齿条的间距过大会导致游隙，从而降低精度。损坏或未对准的安装座也会损坏齿轮箱轴承 - 导致更多的电机电流消耗、噪音甚至故障。为获得最佳性能，小齿轮应与齿条保持足够的间距，安装平整，并垂直于齿轮，在许多应用中精度约为 25 µm。

齿条和小齿轮的进步和伺服价格的下降意味着伺服电机通常与齿条系统耦合。步进电机是一个可行的选择，但伺服电机因其精度而受到青睐。

预加载

有时会预加载链轮组以消除游隙并增加刚度。在这里，两个齿轮在同一个齿条上移动。主小齿轮以正常配置驱动机构；同时，辅助小齿轮可以产生扭矩以向其接触的齿施加反作用力。因此，即使在负载变化期间，惯性和阻力也能防止间隙；系统刚度也增加并改善了转向动态。

如果组件选择正确，则预加载机架系统没有明显的缺点。另一方面，机械预紧实际上会降低机器的整体刚度。例如，分体式弹簧加载小齿轮会降低系统的刚度：

请注意，与更复杂的电子预加载系统不同，这些传统的预加载小齿轮不能一起工作。一个总是与另一个相反，这会稍微降低效率。

在更复杂的机架组中，电子预载在系统静止时保持最大。主齿轮和辅助齿轮 - 都是主动驱动的 - 压入面向相反方向的齿条的齿中。然后，随着机器加速，初级小齿轮驱动机器前进，而次级小齿轮减小相反力的预紧力。当系统减速到恒定速度时，辅助齿轮与与主小齿轮连接的齿侧相接触；然后两个齿轮在防止齿隙的同时同向运动。

最后，随着系统减速，辅助小齿轮恢复向齿的另一侧施加力以帮助减慢负载。