Как сделать зубчатую рейку своими руками

Как сделать зубчатую рейку своими руками

Задумка есть, нужен какой-то распространенный металлолом. Задумчиво смотрю на свои ворота и Дорхан. Рейку наверное продадут новую отдельно, шестеренку ХЗ, да еще вал к ней точить придется.

А хочется на шару или совсем дешево, не уникум по применяемости.

Ну, это как настроить прижим шестерни к ремню. Все условия задачи неизвестны.

Задумка есть, нужен какой-то распространенный металлолом. Задумчиво смотрю на свои ворота и Дорхан. Рейку наверное продадут новую отдельно, шестеренку ХЗ, да еще вал к ней точить придется.

А хочется на шару или совсем дешево, не уникум по применяемости.

рулевой механизм от авто
с валом — от грузовика или советских

не вариант, с таким же успехом можно переднеприводную ВАЗовскую применить.

Кстати да! Только взять дюймовую цепь или около того, от колхозтехники.

задумка сделать на основе перфоратора переносную бурилку с подачей. Руками не удержать при большом диаметре. А дырок навертеть нужно много, красивых, вертикальных.

Сначала проходить направляющую дыру в земле через удлинитель бура коронкой по бетону (есть у меня в загашнике ацкий бур такого типа), а потом самодельным шнеком, тоже на удлинителе с выемкой порций.

Смотрю как источник искомого. И не снять а купить отдельно.

первое предложение почитали? ЭТО НА КАКОМ СТАНКЕ ВЫ ВИДЕЛИ МЕТРОВЫЕ РЕЙКИ. или так, что бы что-то сказать?

первое предложение почитали? ЭТО НА КАКОМ СТАНКЕ ВЫ ВИДЕЛИ МЕТРОВЫЕ РЕЙКИ. или так, что бы что-то сказать?

сломаеццо или руки намотает нах, грунт суко у меня тока буром или экскаватором, а мне нуно аккуратно

это понятно, но ведь речь идёт за бюджетный вариант? извините, если был груб

сломаеццо или руки намотает нах, грунт суко у меня тока буром или экскаватором, а мне нуно аккуратно

ну хз. лёд мотобуром сверлят и никого вроде не наматывает.

ну хз. лёд мотобуром сверлят и никого вроде не наматывает.

Думал, что по ссылке все понятно. Сверлить мотобуром фактически камень, это для Гераклоф )) Здоровья столько нет.

скоро предстоит приямок копать, глубина метр, диаметр 500, надеюсь на перфоратор в стесненных условиях выручит.

про сифилис вылазит в поиске

про сифилис вылазит в поиске

Винт-гайка скольжеич. На ва двигателя крепим шпильку из магазина на гайку вопгта и вперед.

Шпилька из магазина имеет нестандартную острую резьбу, и очень ограниченный ресурс как ходовая пара.

рейка в загашнике есть, но короткая. Задумал метр хода минимум.

короч, надо продумать систему на основе цепь/звездочка. Шоб было изящно и по минимуму токарных работ.

Вращение передавать — можно, но чтоб как ходовая пара? Хотя если цепь прижать как рейку к основанию, и на это же основание каретку со звездой через один или два червячных редуктора — то вполне возможно.

Обычная китайская шпилька подойдет, которая на метраж продается

Обычная китайская шпилька подойдет, которая на метраж продается

Истинно. М20 двухметровая вполне. Однако выше пишу — резьба на этих шпильках прослаблена, профиль остр и тонок вельми, не стандартен — износ скорый и смятие его ресурс ограничивают до непотребности. Ежили и гайку этим же профилем нарезать в капролоне например — то ресурс винта такого можно повысить.

вертикальная стойка 50*50, по одной грани натянута цепь, длина цепи — рабочий ход. На стойку надевается короб с креплением для перфоратора.

С одной стороны короба (внутри) звездочка на валу + штурвал, с другой поджимная планка на винтах с антифрикционной прокладкой (ПНД, капролон или что достану), зазор выставить «цепь+звезда».

+ стопор надо, для смены инструмента в поднятом состоянии, тоже в коробе можно типа башмака тормозного или фиксация через ряд вертикально насверленных отверстий, с качающимся рычагом.

Размышляю, как на дутиках от тачки сделать, это две опоры уже и подтаскиватаь удобно а третья лапа откидная с регулировкой по вертикали. ЦТ должен быть внутри треугольника.

Способ изготовления зубчатых реек

Применение: изобретение относится области машиностроения, в частности к технологии нарезания зубчатых изделий, и может быть использовано при изготовлении длинных реек малого поперечного сечения, имеющих невысокую жесткость. Сущность изобретения: заготовку рейки выбирают длиной, превышающей длину делительной окружности расчетного зубчатого колеса того же модуля. Заготовку деформируют в кольцо, концы которого сваривают, а затем устанавливают ее на оправку и нарезают зубчатый венец червячной фрезой с прямолинейными режущими кромками в условиях обката. Шаг резьбы фрезы определяют с учетом наружного диаметра кольца заготовки и количества зубьев, нарезаемых на кольце . Затем полученный зубчатый венец снимают с оправки, разъединяют по ме.сту стыка, выпрямляют путем прокатки и обрезают полосу в размер. 4 ил.

РЕСПУБЛИК (505 В 23 F 17/00

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I» сти. (21) 4847578/08 (22) 18.05.90 (46) 30.04.93. Бюл. N 16 (71) Львовское производственное объединение им. В.И.Ленина (72) Н.Г.Ткачик и П.И.Туцкий (56) Патент Японии N 52 — 26836, кл. В 23 F 17/00, опублик. 1977. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ

РЕЕК (57) Применение: изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии нарезания зубчатых изделий, и может быть использовано при изготовлении длинных реек малого поперечного сечения, Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии нарезания зубчатых иэделий, и может быть использовано при изготовлении длинных реек малого поперечного сечения, имеющих невысокую жесткость.

Целью изобретения является повышение точности изготовления рейки за счет максимального приближения по величине полученного шага к заданному после выпрямления рейки, На фиг.1 показана исходная заготовка рейки; на фиг,2 — заготовка рейки, изогнутая в кольцо со сваренными концами; на фиг,3.— то же, с нарезанными зубьями; на фиг,4— готовое изделие — рейка, полученная после выпрямления кольцевого зубчатого колеса.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

» Ы 1812010 А1 имеющих невысокую жесткость, Сущность изобретения: заготовку рейки выбирают длиной, превышающей длину делительной окружности расчетного зубчатого колеса того же модуля. Заготовку деформируют в кольцо, концы которого сваривают, а затем устанавливают ее на оправку и нарезают зубчатый венец червячной фрезой с прямо. линейными режущими кромками в условиях обката. Шаг резьбы фрезы определяют с учетом наружного диаметра кольца заготовки и количества зубьев, нареэаемых на кольце, Затем полученный зубчатый венец снимают с оправки, разъединяют по месту стыка, выпрямляют путем прокатки и обрезают полосу в размер. 4 ил.

Заготовку 1 рейки отрезают длиной, превышающей длину делительной окружности расчетного зубчатого колеса аналогичного модуля, r.е. длина развертки такого QQ зубчатого колеса превышает длину исход- а ной заготовки рейки. На торцах 2, 3 заготовки образуют фаски, Полученную заготовку изгибают, например, в ручьях трехвалковой гибочной машины, в кольцевую форму до стыковки торцов и сваривают концы по фавнам кольцеобразнои заготовки, Дли ° à отрезаннои заготовки после изгиба в кольцо должна соответствоват условию получения длины делительной окружности расчетногО зубчатого колеса модуля, аналогично моду лю изготавливаемой рейки, т.е. Lg = «г 0д,,д, где Lo — длина делительной окружности;

Читайте также  Изделия из жести своими руками

Од д — диаметр делительной окружно1812010

Исходя из полученного диаметра окружности рассчитывают количество нарезаемых зубьев по зависимости Одеа = 2 m, где

Z —; m — модуль зубчатого колеса. Согласно полученного количества зубьев рассчитывают набор сменных зубчатых.колес гитары деления. Кольцевую заготовку устанавливают и закрепляют на оправке и согласно расчета гитары деления производят нарезку зубчатого колеса 4;

Нарезание зубьев производят с помощью специальной червячной фрезы на чертеже не показана, профиль резьбы которой выполнен прямым. Шаг резьбовой нарезки определяют из соотношения; нар

Z где t — шаг резьбы червячной фрезы;

Disap наружный диаметр кольца заготовки; ! . Z — количество зубьев, нареэаемых на кольце, Такую червячную фрезу целесообразно выполнять сборной, а шаг резьбы набирать с помощью проставочных колец, расположенных между кольцевыми зубчатыми элементами.

В дальнейшем полученное зубчатое колесо разъединяют по месту стыка и сварки и разгибают до получения прямолинейности. Операцию выпрямления зубчатого колеса вып лняют путем предварительного разгибания в ручьях.трехвалковой гибочной машины и затем для калибровки профиля и стабилизации геометрической формы, полученной после выпрямления изделия — рейки, ее помещают в прямолинейные ручьи между металлическими плитами и подвергают термической рихтовке с выдержкой в нагревательной среде..

По предлагаемому способу могут изготавливаться длинные рейки малого поперечного сечения, например круглые. а также бандажи с нарезанными зубьями, которые затем укрепляются на основании рейки более жесткого профиля, массивного и большого поперечного сечения. По предлагаемому способу, используя соответствующие наладки зубофрезерного станка, можно изготавливать не только прямозубые, но и косозубые и червячные рейки.

Способ изготовления зубчатых реек, включающий установку и закрепление полосы заготовки-рейки на поверхности ойравки, которой сообщают вращение вокруг

15 своей оси, нарезание зубчатого венца инструментом и снятие заготовки. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности изготовления длинных нежестких реек за счет максимального приближения

20 по величине полученного шага после выпрямления рейки к заданному, полосу заготовки выбирают длиной, превышающей длину делительной окружности расчетного зубчатого колеса того же модуля, деформируют полосу в кольцо и концы сваривают, в качестве инструмента используют червячную фрезу с прямолинейными режущими кромками и с шагом, определяемым из зависимости

t — -р2 где t — шаг резьбы червячной фрезы, Disap — наружный диаметр кольцевого зубчатого колеса изогнутой заготовки рейки;

Z — количество зубьев, нарезаемых на кольце, 40 а после получения зубчатого венца кон. цы кольца разъединяют, его выпрямляют и обрезают в размер..

Составитель Н. Ткачик

Редактор О. Стенина

Корректор Т. Вашкович

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1549 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Как сделать зубчатую рейку своими руками

Как изготовить шестерню по образцу своими руками

Одной из самых сложных и, тем не менее, распространенных механических систем является зубчатая передача. Это отличный способ передачи механической энергии из одного места в другое и способ увеличения или уменьшения мощности (крутящего момента), а также увеличения или уменьшения скорости чего-либо.

Как сделать шестеренку своими руками? Проблема всегда заключаются в том, что для создания эффективных зубчатых колес требуется достаточно много навыков рисования и знание математики, а также умение создавать сложные детали.

Для любительского нет необходимости иметь максимальную эффективность, поэтому мы можем получить намного более легкую в изготовлении систему, даже с подручными инструментами.

Шестерня — это ряд зубьев на колесе. (Обратите внимание на диаграмму выше, они пометили неправильное количество зубьев на шестернях — извините)

Шаг 1: Формулы и расчеты

Формулы для рисования и изготовления зубьев зубчатых колес в избытке можно найти в интернете, но для новичка они кажутся очень сложными.

Я решил упростить задачу, и решение очень хорошо работает как в больших, так и в малых масштабах. В небольших масштабах это лучше всего подходит для машинной резки с помощью лазерных резаков, например, очень маленькие зубчатые колеса могут быть успешно изготовлены таким образом.

Шаг 2: Простой способ

Итак, форма зубца, если говорить просто, может представлять собой полукруг.

Шаг 3: Определяем размеры

Теперь мы можем определить параметры, чтобы сделать шестерню:

Давайте начнем с зубьев размером 10 мм.

Я хочу шестерню с 5 зубьями, чтобы круг был 10х10 мм (в окружности) = 100 мм.

Чтобы нарисовать этот круг, мне нужно найти диаметр, поэтому я использую математику и калькулятор и делю окружность (100 мм) на Pi = 3,142.

Это дает мне диаметр 31,8 мм, и я могу нарисовать этот круг с помощью циркуля, а затем нарисовать с помощью циркуля на его окружности ровно 10 кругов диаметром 10 мм.

Если у вас есть такая возможность, то проще сделать все с помощью программного обеспечения для рисования. Если вы используете программное обеспечение, вы должны иметь возможность вращать круги зубьев вокруг основного круга, и вам нужно будет знать, как далеко повернуть каждый зуб. Это легко рассчитать: делите 360 градусов на количество кругов. Таким образом, для наших 10 кругов 360/10 = 36 градусов для каждого зуба.

Шаг 4: Делаем зубчатую форму

Удалите верхнюю часть одного круга и нижнюю часть следующего круга. Чтобы сделать это, у вас должно быть четное количество зубьев

У нас есть первая шестерня. Она может быть вырезана из дерева или металла с помощью базовых подручных инструментов, пил и напильников.

Этот процесс легко повторить для любого количества шестеренок, которое вам нужно. Держите размер круга по образцу, и они будут соответствовать друг другу.

Шаг 5: Получите шестерёнку

Поскольку такие полукруглые шестеренки легко вырезать, вы можете сделать их с помощью подручного инструмента и лобзика или пилы.

Раньше я делал шаблон из 9 или 10 зубьев на фанере и использовал его в качестве ориентира для моего ручного фрезера и без проблем вырезал шестерни.

Если у вас есть доступ к лазерному резцу, они могут быть вырезаны из акрила 3 или 5 мм толщины и быть очень маленьких размеров.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Изготовление зубчатых реек

Зубчато-реечная передача представляет собой особый вариант зубчатой передачи, в котором вместо второго зубчатого колеса используется косозубая либо прямозубая зубчатая рейка. Устройства такого типа нашли широкое применение в механизмах и станках, где необходима передача вращательного движения с его преобразованием в поступательное (преобразование крутящего момента и угловых скоростей в линейные величины). Например, в качестве элемента трансмиссии механизм рейка-шестерня служит для преобразования вращательного движения вала мотор-редуктора в возвратно-поступательное и наоборот.

Прямозубые и косозубые зубчатые рейки

Для работы на малой и средней скорости применяются прямозубые зубчатые рейки. В свою очередь косозубая зубчатая рейка применяется там, где необходима высокая точность перемещения, большие или средние скорости работы.

Прямозубые передачи шестерня-рейка

Прямозубые передачи шестерня-рейка могут не только изготавливаться из стали, но и отливаться из чугуна. Такой метод изготовления практикуется там, где нет необходимости в высокой точности смещения, но эксплуатация механизма ведется в условиях сильной запыленности или высоких температур. Рейка и колесу в этом случае имеют шероховатую поверхность, производят сильный шум при движении. Применяется такая реечная передача, преимущественно, в металлургии, причем, рейка устанавливается зубом вниз, а привод и шестерня в специально оборудованной яме.

Читайте также  Как намотать тороидальный трансформатор своими руками

Косозубая зубчатая реечная пара

Косозубая зубчатая реечная пара при зацеплении способна передавать большее усилие, нежели прямозубая, при работе она производит меньше шума. Изготовление косозубой зубчатой рейки и шестерни требует высокой точности, а установка тонких регулировок. Изначально передача имеет увеличенную площадь контакта за счет расположения зубьев, но по мере истирания их поверхности межцентровое расстояние необходимо смещать. В противном случае нагрузка при изменении угла смещается, и процесс разрушения зубчатого колеса идет очень быстро.

Основные параметры зубчатых передач «шестерня – рейка»

Для зубчато-реечной передачи основным размерным параметром считается шаг (расстояние) между зубьями рейки. Эта величина может рассчитываться двумя способами: по модульной системе либо по метрической системе. Расстояние между зубьями рейки в модульной системе должно рассчитываться по формуле m = D/z, в которой литерой m обзначен модуль пары рейка-шестерня, литерой z — количество зубьев шестерни, а литерой D делительный диаметр шестерни. В последнем случае имеется в виду диаметр окружности, которая проходит через полувысоту зуба шестерни. Для некорригированных зацеплений делительные и начальные окружности совпадают.

Значение модуля передачи рейка-шестерня дробное. Оно представляет собой бесконечную десятичную дробь, и в процессе расчета реечной передачи используется округленное значение этой величины. Общепринятые значения данного параметра могут составлять, как правило, от 0,5 до 25 мм. Расстояние между зубьями рейки в метрической системе мер измеряется в миллиметрах. Для зубчатых передач шестерня-рейка у каждого производителя есть линейка стандартных размеров, что, впрочем, не ограничивает возможности заказа реечной передачи с нестандартными параметрами на отечественных металлообрабатывающих и машиностроительных предприятиях.

Стоит учитывать, что модульная система подбора используется в случаях, когда зубчатая рейка подбирается под шестерню. Такой порядок практикуется, преимущественно, на производстве, где выпускаются комплектные приводы — рейка + шестерня + серийный мотор-редуктор. Если же технология производства передачи предусматривает подбор зубчатого колеса под рейку, применяется метрическая система. Обычно этот способ используют в процессе поиска оригинальных конструкторских решений, реализации ноу-хау, проектирования нестандартного оборудования, приспособлений, машин и механизмов.

Изготовление зубчатых колес и реек

Порядок расчета и базовые характеристики зубчатых механизмов шестерня-рейка регламентируются следующими стандартами: для зубчатого колеса ГОСТ 16532-70, для зубчатой рейки ГОСТ 13755-81, для допусков зубчатой рейки ГОСТ 10242-81. Степень точности при проектировании зубчато-реечной передачи зависит от назначения механизма (кинематический либо силовой) и скорости вращения зубчатого колеса. Расчет прочности выполняется по ведущей шестерне, при расчете руководствуются требованиями ГОСТ 21354-87. При изготовлении реечных передач величины отклонений размеров рейки и колеса заданы в ГОСТ 2789-73, нормы шероховатости — в ГОСТ 2.309-73.

Материалы

Зубчатые рейки и шестерни зубчато-реечных передач обычно изготавливают из стали. При этом для механизмов, которым в процессе эксплуатации не приходится испытывать высокие нагрузки и работать на большой скорости достаточно выбрать углеродистую сталь хорошего качества — например, сталь марок 35, 45, 50. Подойдут также низколегированные стали 35ХГС, 40Х, 40ХН, 40ХНТ и сталь марок 40Г2, 50Г — в их составе повышено содержание марганца. Если передача рейка-шестерня будет эксплуатироваться при повышенных нагрузках, в процессе производства изделие подвергают термической и химикотермической обработке с целью повысить его прочностные характеристики. Кроме того, можно использовать конструкционные и легированные стали.

Точность и прочность

При выборе материала и дополнительных способов обработки для реечной передачи рекомендуется стремиться к тому, чтобы в паре шестерня-рейка у зубчатого колеса твердость боковой поверхности зубьев была больше, чем у рейки, на 3-5ед HRC или на 30-5-ед HD. Это дает хорошую приработку элементов пары, позволяет получить в передаче оптимальное по величине и форме пятно контакта. Машиностроительные предприятия в нашей стране поставляют на рынок цементируемые и объемно-закаливаемые рейки 5-7 степени точности, незакаливаемые рейки 8-9 степени точности в соответствии с ГОСТ 10242-81, длина изделия до 800 мм. Современное оборудование позволяет производить зубчатые рейки длиной 3500 мм и более, в процессе монтажа оборудования рейки можно сращивать со стороны подошвы, что практически не отражается на точности зацепления зубцов.

Плюсы и минусы реечных передач

Причина широкого распространения, которое получили зубчатые рейки и шестерни в машиностроении, заключается в том, что в этих механизмах наиболее удачно сочетаются динамические, нагрузочные и точностные характеристики. Кроме того, несомненным преимуществом реечной передачи является высокая надежность, удобство монтажа и простота конструкции. И, разумеется, веским аргументом в пользу механизма данного типа является возможность перемещения чего-либо на неограниченное расстояние вдоль зубчатой рейки.

Среди недостатков принято называть устаревшую технологию, сильный шум, низкую производительность, необходимость ручной сборки и наладки, слабую точность перемещений, склонность к разрушению зубьев при избыточной нагрузке и даже ограниченность области применения. Но пока зубчато-реечным передачам в этой, пусть ограниченной, области нет альтернативы, они будут выпускаться.

Более 8 лет на рынке инжиниринговых услуг во всех сферах машиностроения.

Реечная передача

Всем редукторам и коробкам передач предшествовала кремальера. Ее использовали для вертикального перемещения котла над огнем. Повар крутил ручку и прикрепленный к рейке котел поднимался вверх и опускался вниз. Самая длинная реечная передача сделана в Италии на железной дороге. Чтобы поезд не скатывался по крутым склонам вниз, между рельсами прокладывали зубчатую рейку. На оси колес устанавливалась шестерня, которая и тянула поезд вверх. Ответное колесо вместо рейки для передачи крутящего момента появилось позже.

Общая информация

Реечная зубчатая передача получила свое название по одной из деталей – рейке. Это единственное зацепление шестерни, которое меняет не скорость и направление крутящего момента, а тип движения. Вращение привода изменяется на движение в заданной плоскости.

Отличительной особенностью реечной передачи является ее неограниченная продолжительность. Рейки укладываются в один ряд. На стыках подгоняются, чтобы выдерживался модуль. Для этого просто укладывают на стык в зацепление зубчатую планку с таким же модулем или одну из приготовленных к монтажу реек. Крепеж устанавливается по подметке, что сводит к минимуму погрешность.

Соединение зубчатой рейки и шестерни бывает разных видов:

  • прямозубое;
  • косозубое;
  • многорядное.

Обеспечить нормальную работу реечного узла можно точной установкой деталей относительно друг друга.

Зубья должны соприкасаться по средней линии.

Модуль подбирается по усилию, которое необходимо передать для движения. Увеличить прочность и допустимую нагрузку можно различными способами:

  • увеличить площадь контакта за счет большей ширины зуба;
  • заменить прямозубое соединение косозубым;
  • использовать шестерню большего диаметра.

Прямозубое зацепление имеет широкое распространение. Для реечных механизмов, не требующих большой точности смещения, детали могут отливаться из чугуна. Зубчатое колесо и рейка имеют шероховатую поверхность и сильно шумят. Они неприхотливы, работают при высоких температурах, в условиях сильной запыленности. Часто применяются для открывания термических и литейных печей с выдвижным подом, перемещают загрузочные тележки на металлургических печах. Рейка обычно перевернута зубом вниз. Шестерня и привод установлен в яме.

Косозубая реечная пара способна передать большее усилие при зацеплении. За счет расположения зуба под углом, площадь контакта увеличивается. Узел производит при работе меньше шума. Детали требуют высокой точности при изготовлении и тонкой регулировки. По мере стирания поверхности зубьев, надо смещать межцентровое расстояние. При нарушении угла, нагрузка смещается и происходит быстрое разрушение шестерни.

Читайте также  Как сделать электростанцию своими руками

Движение может передаваться и от реек к зубчатому колесу. Примером служат детские игрушки и механические фонарики, изготавливаемые в прошлом веке. Когда на торец пластины нажимали рукой, рейка приводила в движение ротор и лампочка начинала светить.

КПД реечной передачи, в зависимости от типа зубьев, составляет:

  • цилиндрическая — 0,96…0,98
  • коническая — 0,95…0,97.

Применение реечной передачи

В большинстве реечных механизмов происходит превращение вращения в поступательное движение. При проектировании оборудования, конструкторам приходится делать сложные расчеты эвольвенты зуба и расстояния от средней линии рейки до оси шестерни. Им на помощь приходят готовые таблицы с нормализованными деталями. Это упрощает процессы расчета, поскольку в большинстве случаев эксплуатации узла с малыми нагрузками берутся стандартные пары.

Передача реечная широко используется в механизмах совершенно разного назначения:

  • металлорежущее оборудование;
  • термические печи;
  • сдвижные ворота;
  • фуникулеры;
  • кранбалки;
  • мостовые краны;
  • шахтные тележки;
  • сварочные автоматы;
  • промышленные роботы;
  • станки с ЧПУ.

Известный всем водителям реечный механизм является узлом рулевого колеса. Вращение колеса превращает в поступательное перемещение тяг и синхронный поворот колес.

Широкое применение получили реечные передачи в производственном оборудовании. На строгальных и продольно фрезерных станках стол перемещается по направляющим станины. Между ними расположена рейка. Передача движения от привода осуществляется через расположенную в нижней части стола шестерню. Она тянет стол в режиме резания, и быстро его возвращает в исходное положение на холостом ходу.

Шпиндельная группа сверлильных и вертикально фрезерных станков перемещается вверх и вниз по колонне, на которой закреплена планка с зубьями. Реечная передача получает вращение от электродвигателя шпинделя через ремень и шкив.

Примеры использования реечных узлов в быту встречаются часто. Все откатные ворота имеют внизу или на середине полотна рейку. Двигатель с шестерней устанавливаются на столбе. Включить привод и открыть ворота можно дистанционно, из дома или посредством электронного пульта управления.

Данные для расчета

Расчет реечной передачи производится посредством ряда формул, в которых используются данные:

  • высота зуба;
  • его ширина по средней линии;
  • диаметр шестерни;
  • угол поворота при повороте на один зуб.

Расстояние от делительного диаметра до оси шестерни задается конструктором изначально. По завершении расчетов размер корректируется, поскольку используются нормализованные детали.

Модуль зуба реечной передачи подбирается исходя из нагрузки, которую он должен выдержать и коэффициента прочности.

Боковой зазор регулируется в процессе эксплуатации смещением шестерни с учетом износа зуба. От правильно сделанного натяга зависит плавность пуска, размер люфта и точность перемещения.

Величины отклонений размеров деталей и нормы шероховатости поверхности зуба заложены в ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73.

Прочностной расчет учитывает предельные допустимые значения и коэффициенты:

  • напряжения изгиба;
  • угол наклона;
  • модуль зацепления;
  • перекрытие;
  • форму зубьев;
  • окружную силу.

При проектировании оборудования, конструктора по нагрузкам подбирают нормализованные детали. Практическим путем определяется только длина рейки.

Преимущества и недостатки

Узлы с зубчатыми рейками считают устаревшими и громоздкими. На самом деле реечная механическая передача представляет собой зубчатое зацепление малой шестерни с сегментом колеса, имеющего бесконечно большой диаметр. Идеальный механизм в настоящее время не изобретен и приходится выбирать передачу, с учетом ее технических характеристик.

Недостатки

Передача обладает рядом недостатков, к ним относят следующие:

  • устаревшая технология;
  • большой люфт;
  • сильный шум;
  • маленькая точность перемещений;
  • большая погрешность на стыке реек;
  • требует высокой точности изготовления;
  • ручная сборка;
  • боится грязи;
  • низкая производительность;
  • ограничен спектр применения.

Узел обладает всеми недостатками зубчатых передач. Основное из них, это разрушение зубьев при перегрузе. На ременных передачах, когда нагрузка резка увеличивается, происходит проскальзывание ремня по шкиву. У зубьев нет такой возможности. По аналогии в предохранительные муфты вставляют пальцы, и через них передается вращательный момент. При перегрузе они разрушаются и заменяются новыми.

Разница в том, что изготовить шпильку с посадочным диаметром намного проще и дешевле. Шестерни делаются из легированных сталей. Процесс их изготовления сложный, многоступенчатый. Деталь дорогостоящая.

Точность изготовления зубчатой рейки выше, чем шестерни. Чем сильнее изгиб линии основания зуба, тем больше погрешность при его нарезании.

Механическое взаимодействие двух деталей всегда сопровождается шумом. Частично его снижает смазка. Плавно и тише работают косозубые и многорядные передачи.

Если не будет зазора по эвольвенте, то детали «склеятся» на молекулярном уровне. Такой эксперимент проводили в конце прошлого века. Проектировщики создали зубчатую пару с идеальными размерами и чистотой. В результате сделав несколько оборотов, шестерни сварились, и рассоединить их не получилось.

Зазор нужен для компенсации расширения металла при нагреве. Любое трение сопровождается повышением температуры.

Точность перемещения не позволяет полностью автоматически делать различные операции. На старом оборудовании имеется дополнительная точная доводка. В станки ЧПУ вмонтирован электронный контроль координат, который через блок управления выполняет точную настройку координат.

При стыке реек используют специальные шаблоны, и погрешность шага зуба минимизируется до допустимого размера. Сборка реечных передач в большинстве случаев остается ручной, многочисленные доводки и подгонки невозможно автоматизировать. Исключение составляют узлы без больших нагрузок с малым перемещением, как например в автомобиле.

Достоинства

Реечная передача имеет превосходство перед аналогичными узлами. Это простая конструкция и неограниченная длина перемещения. Тележки походят сотни метров, поезда километры на тяге реечной передачи.

Зубья можно расположить в любом направлении и грязь с них будет опадать сама. Привод можно устанавливать неподвижно, это уменьшает габариты, и вес подвижной части механизма.