Рейка и шестерня - Rack and pinion

Для реечных направляющих см. Железнодорожная эстакада.
Реечная анимация

А рейка и шестерня это тип линейный привод который состоит из циркуляра механизм (в шестерня ) включение линейной передачи ( стойка), которые переводят вращательное движение в линейное движение. Привод шестерни во вращение вызывает линейный привод рейки. При линейном перемещении рейки шестерня приводится во вращение. В реечной передаче могут использоваться как прямые, так и косозубые шестерни. Косозубые шестерни предпочтительны из-за их более тихой работы и более высокой несущей способности. Максимальное усилие, которое может быть передано в реечной механизм, определяется шагом зубьев и размером шестерни.

Например, в зубчатая железная дорога вращение шестерни, установленной на локомотив или вагон занимается стойка помещается между рельсами и помогает перемещать тренироваться вверх по крутому склону градиент.

На каждую пару сопряженных эвольвентных профилей приходится базовая стойка. Эта базовая рейка представляет собой профиль сопряженной шестерни с бесконечным радиусом шага (т.е. зубчатая прямая кромка).[1]

Генераторная стойка - это контур стойки, используемый для обозначения деталей зуба и размеров для конструкции генерирующего инструмента, такого как плита или зуборезный фрезер.[1]

Приложения

Замок ворота контроль на канал

Комбинации зубчатой ​​рейки и шестерни часто используются как часть простого линейный привод, где вращение вала, приводимого в движение вручную или от двигателя, преобразуется в поступательное движение.

Рейка несет прямую полную нагрузку привода, поэтому ведущая шестерня обычно небольшая, так что передаточное число снижает необходимый крутящий момент. Эта сила, а значит, и крутящий момент, все еще может быть значительным, и поэтому обычно непосредственно перед ним имеется понижающий редуктор - либо шестерня, либо червячный редуктор снижение. Реечные шестерни имеют более высокое передаточное число, поэтому требуют большего крутящего момента, чем винтовые приводы.

Подъемники

Наиболее подъемники сегодня работаю с реечной системой.[нужна цитата ]

Рулевое управление

Реечное рулевое управление в автомобиле

Рейка и шестерня обычно встречаются в рулевое управление механизм легковые автомобили или другой колесный, управляемые автомобили. Рейка и шестерня обеспечивают меньше механическое преимущество чем другие механизмы, такие как рециркуляционный шар, но меньше люфт и больше Обратная связь, или рулевое "чувство". Механизм может быть с усилителем обычно с помощью гидравлических или электрических средств.

Использование переменной стойки (до сих пор использующей обычную шестерню) было изобретено Артур Эрнест Бишоп[2] в 1970-х годах, чтобы улучшить реакцию автомобиля и «чувство рулевого управления», особенно на высоких скоростях. Он также создал низкую стоимость штамповка процесс изготовления стоек, исключающий необходимость обработки зубьев шестерен.

Железнодорожные эстакады

Реечная железнодорожная ось
Дальнейшая информация: Железнодорожная эстакада

Железнодорожные эстакады находятся горные железные дороги которые используют стойку, встроенную в центр пути, и шестерню на своих локомотивах. Это позволяет им работать на крутых уклонах до 45 градусов, в отличие от обычных железных дорог, которые используют только трение для передвижения. Кроме того, установка реечной передачи обеспечивает этим поездам контролируемые тормоза и снижает воздействие снега или льда на рельсы.

Приводы

Пневматические реечные приводы

Рейка и шестерня с двумя рейками и одной шестерней используется в приводы. Примером являются пневматические приводы с реечной передачей, которые можно использовать для управления клапанами в трубопроводный транспорт. Приводы на рисунке справа используются для управления клапанами большого водопровода. В верхнем приводе можно увидеть серую сигнальную линию управления, подключенную к соленоидный клапан (маленький черный ящик, прикрепленный к задней части верхнего привода), который используется в качестве пилота для привода. Электромагнитный клапан регулирует давление воздуха, поступающего из входной воздушной линии (маленькая зеленая трубка). Выходящий из электромагнитного клапана воздух подается в камеру в середине привода, увеличивая давление. Давление в камере привода отталкивает поршни. При перемещении поршней друг от друга прикрепленные рейки также перемещаются вдоль поршней в противоположных направлениях по отношению к двум рейкам. Две рейки зацеплены с шестерней прямо напротив зубьев шестерни. Когда две стойки перемещаются, шестерня поворачивается, в результате чего вращается прикрепленный к ней главный клапан водопровода.[3][4]

Дугообразная стойка

Изогнутая зубчатая рейка называется дугообразной зубчатой ​​рейкой.[5] Этот термин встречается во многих патентных заявках.[который? ]

История

Китайский У Пей Чжи (1621) описал Османский турецкий мушкеты В нем использовался зубчатый механизм, о котором в то время не было известно ни одно европейское или китайское огнестрельное оружие.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Номенклатура передач, определение терминов с символами. Американская ассоциация производителей шестерен. 2005. с. 72. ISBN  1-55589-846-7. OCLC  65562739. ANSI / AGMA 1012-G05.
  2. ^ «Реечный рулевой механизм с переменным передаточным числом». Патентный поиск Google. Получено 2007-03-22.
  3. ^ «Роль реечных приводов и шестерен в двухпозиционном и регулирующем управлении». Журнал Valve. Ассоциация производителей клапанов (весна 2010 г.).
  4. ^ «Пневматические реечные и шестеренные приводы Automax SuperNova» (PDF). Корпорация Flowserve. Получено 7 июля 2014.
  5. ^ Филлипс, Джек (2003). Общая пространственная эвольвентная передача. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN  3662053020.
  6. ^ Нидхэм, Джозеф (1986), Наука и цивилизация в Китае, В: 7: Пороховая эпопея, Cambridge University Press, стр. 446, г. ISBN  0-521-30358-3