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]
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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系數有關。[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]。
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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着力不足的問題，把列車拉上達坡度達48%的陡峭斜坡。[18]
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參考文獻
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- ^ The Role of Rack and Pinion Actuators in On-Off & Modulating Controls. Valve Magazine (Valve Manufacturers Association).
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- ^ 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，存於互聯網檔案館）
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