Зубчато реечная передача: Зубчато-реечная передача

Зубчато-реечная передача

Зубчато-реечная передача

Зубчато-реечная передача широко используется в машиностроении, она отличается простотой конструкции и монтажа, надежностью в эксплуатации и высоким КПД.  

Зубчатая рейка  часть зубчато-реечноой передачи, совместно с шестерней они преобразуют вращательное движение в поступательное или наоборот, возвратно-поступательного движения рейки преобразуют в вращение шестерни.  Кроме того используются рейки зубчатые с шевронными и круговыми зубьями. Шевронные рейки  используются для передачи больших крутящих моментов, а рейка с круговым расположением зубьев нужна в конической передаче. 

Зубчатые рейки изготавливаются с прямым или с косым расположением зубьев и являются распространенным приводным механизмом, имеет возможностью стыковки нескольких реек для создания механических приводов системы с большой длиной хода.

Есть два варианта зубчато-реечной передачи: 

1. Зубчатое колесо закрепляется на неподвижной оси и вращается на ней, а зубчатая рейка движется поступательно. т.е. происходит преобразование вращательного движения в поступательное.
2.         Зубчатая рейка закрепляется неподвижно на плоскости, а ось шестерни совершает движения параллельно плоскости рейки.

     По сравнению с винтовым механизмом, зубчато-реечный механизм отличается большей жесткостью, хотя используя червячную передачу, можно достичь более плавного хода, но станки с такими механизмами будут сложнее и дороже.

К недостаткам реечной передачи следует отнести то, что ее передаточное число = 1 и поэтому выигрыш в силе отсутствует. 

Производство рейки зубчатой и шестерни сложный процесс. Как правило, использу.тся легированные, углеродистые и нержавеющие стали, или пластик. для рейки и шестерня, и дополнительно, стальные детали подвергаются термическим или химико-термическим воздействиям для придания более высоких эксплуатационных характеристик. 

«Современная Механика» изготовит рейки зубчатые длиной до 3000 мм и модулем до 20.

Зубчато-реечная передача

Реечная передача, главными компонентами которой являются рейка и шестерня, является одной из разновидностей, широко используемых в технике цилиндрических зубчатых передач. Ее основным предназначением является преобразование возвратно-поступательного движения рейки во вращательное движение шестерни, и наоборот.

Наименование

Зубчатая рейка 3D

Формат файла

*.dwg

Файл архива

*.rar

Размер файла

232 кб

Одним из частных случаев цилиндрической зубчатой передач является передача зубчато-реечная. Собственно говоря, наличествующая в ней рейка – это с технической точки зрение тоже зубчатое колесо, диаметр которого стремится к бесконечности.

Зубчато-речные передачи отличаются такими свойствами, как удобство монтажа и обслуживания, отличные динамические и нагрузочные характеристики, высокая надежность и простота. Именно комбинация всех этих свойств и служит причиной того, что в машиностроении зубчато-реечные передачи распространены достаточно широко.

Для того чтобы и шестерни, и рейки зубчато-речных передач могли выдерживать значительные механические нагрузки, они изготавливаются из легированных, конструкционных или углеродистых сталей.

Зубчато-реечная передача сверлильного станка

Сверлильные станки различных типов очень широко применяются на производственных предприятиях. Основными их составными частями являются двигатель, рабочий орган, передаточный механизм и органы управления.

Рабочим органом сверлильного станка является шпиндель. Вращательный момент ему сообщается от электродвигателя с помощью передаточного механизма.

От электрического силового устройства к шпинделю вращение передается с помощью ременной передачи. Передача же реечная используется для того, чтобы передвижением рукоятки подачи можно было поднимать или опускать патрон с установленным в нем сверлом.

Зубчато-реечная передача на токарных станках

Современные токарные станки также являются той разновидностью технологического оборудования, на котором широко применяется состоящая из рейки и зубчатого колеса передача.

Чаще всего в конструкции токарных станков различных типов и моделей реечная передача используются для того, чтобы обеспечить механическое перемещение каретки суппорта. При этом применяется та схема реечной передачи, согласно которой вращательное движение колеса преобразуется в его поступательное перемещение по рейке.

При такой конструкции сила трения сравнительно мала, причем за один оборот речного колеса перемещение осуществляется на достаточно большое расстояние. Это очень удобно тогда, когда каретку суппорта необходимо быстро перемещать вручную.

Зубчато-реечная передача на станках ЧПУ

На станках с ЧПУ для перемещений рабочих органов преимущественно используются винты ШВП. Но в случае, где не требуется большой точности перемещения, применяется зубчато-реечная передача. Выбор передачи для станка обычно исходит из параметров, которые необходимы в конкретной ситуации.

На практике зубчато-реечная передача широко применяется в конструкции крупных портальных фрезерных станков: дело в том, что в них использовать ШВП технически затруднительно, поскольку будет ощутимо провисать винт. Оборудование такого типа, к тому же, не предназначено для того, чтобы изготавливать на нем детали с точностью до нескольких микрон. Поскольку точности в 0,2 – 0,3 миллиметра, как правило, вполне достаточно для такого рода станков, то и использование зубчато-реечной передачи, будет вполне оправдано.

Применяя зубчатую рейку, конструкторам удается достичь значительных расстояний перемещения, что трудно сделать с использованием такого типа передачи, как шариковая винтовая пара. Дело в том, что последняя существенно ограничена по своей длине, так как велика опасность ее провисания, а рейку можно просто закрепить на станине.

Реечная передача: расчет, механизм, КПД, применение

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.

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.

Скачать ГОСТ 2.309-73

Скачать ГОСТ 2789-73

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.

Проектирование зубчато – реечной передачи

Описание

Проектирование зубчато – реечных передач (Демоверсия)

ДЕМОВЕРСИЯ является сокращенным вариантом статьи (книги) позволяющим получить общее представление о содержащимся в ней материале, прежде всего, в части наличия примеров конструктивного исполнения рассматриваемых технических решений

     1 Назначение и область применения реечной передачи 

       Реечная передача (см. Рис. 1) может быть получена при бесконечном увеличении диаметра основной окружности зубчатого колеса, которое превращается в рейку, эвольвента в прямую, а эвольвентный зуб в трапецеидальный с прямолинейным рабочим профилем, нормальным к линии зацепления.

Рис. 1 Общий вид реечной передачи

            Основным назначением реечной передачи является преобразование вращательного движения в поступательное. По сравнению с передачей винт – гайка, которая также используется для преобразования вращательного движения в поступательное, она позволяет обеспечить более высокую скорость движения стола, или каретки, при значительной величине перемещения (10м и более) с высоким к.п.д. Реечная передача обладает и рядом недостатков, которые заключаются в отсутствии самоторможения и значительной погрешности привода при малых перемещениях, из – за наличия зазора в зацеплении, что требует введения в конструкцию передачи специальных устройств для выбора зазора при ее использовании в приводе станков с ЧПУ.

Рис. 2 Реечный привод для перемещения каретки на большое расстояние

               В машиностроении реечная зубчатая передача в качестве привода применяется:
– для перемещения на значительное расстояние с большой скоростью шпиндельной бабки портально – фрезерного станка (см. Рис. 2а), каретки автоматического     оборудования для изготовления деталей из фасонного проката (см. Рис. 2б)
– для перемещения кареток с инструментом в трубогибочных автоматах (см. Рис. 3а), в портальных сварочных автоматах и станках для плазменной и лазерной резки с ЧПУ (см. Рис. 3б), для перемещения суппорта в автоматических пильных центрах (см. Рис. 3в),
– для перемещения по трем координатам руки со схватом в портальных       манипуляторах (см. Рис. 3г),
– для поступательного перемещения зажимного элемента технологической оснастки (см. Рис. 36 – 41), в приводе поворотных столов (см. Рис 19), в рулевом управлении автомобиля (см. Рис. 45).

Рис 3 Примеры использования реечной передачи

               В рассмотренных примерах использования зубчато – реечной передачи в качестве привода поступательного движения, перемещаемым агрегатом были каретки, на которых размещался привод их перемещения. Вторым вариантом использования зубчато – реечной передачи является ее применение в качестве привода поступательного перемещение тяжелых крупногабаритных столов по направляющим станины, испытывающих в процессе движения на большое расстояние (10м и более) значительные технологические нагрузки, при этом, привод, включающий выходную шестерню неподвижно устанавливается на станине станка, а подвижная рейка крепится на поступательно движущемся столе.

Рис 4 Общий вид продольно – фрезерного станка и червяка червячно – реечного привода поступательного перемещения стола

           В этом случае используются не только ортогональные зубчато – реечные передачи, но и передачи с наклонной осью вращения ведущей шестерни к направлению движения рейки, а также червячно – реечные, гидростатические червячно – реечные и червячно – реечные передачи качения (см. раздел 9, 10). На Рис 4 показан общий вид продольно – фрезерного станка и червяк червячно – реечного привода поступательного перемещения его стола

2. Геометрические параметры ортогональной зубчато – реечной передачи.

Расчет геометрических параметров эвльвентного зубчатого колеса ортогональной зубчато – реечной передачи выполняется согласно ГОСТ16532 – 70. Расчет геометрических параметров зубчатой рейки выполняется согласно ГОСТ 13755-81.

Рис. 5 Геометрические параметры зубчатой рейки

          Модуль m зубчато – реечной передачи на данном этапе проектирования рассчитывается из условия прочности на изгиб и ведется по шестерне (см. Раздел 4), а основным исходным элементом для расчета является тяговое усилие, которое необходимо приложить к корпусной детали перемещаемого агрегата ( стола, суппорта, каретке), для обеспечения нормальной работы проектируемого технического объекта (см. радел 5). Число зубьев шестерни z устанавливается исходя из скорости перемещения агрегата, кинематики привода (общего передаточного отношения), и числа оборотов выбранного двигателя.

3. Допуски на геометрические параметры зубчатой рейки

         Допуски на геометрические параметры зубчатой рейки, как и степень ее точности, определяются ГОСТ 10242-81, который устанавливает 12 (1 – 12) классов точности. В зависимости от степени точности передачи стандарт предусматривает нормы кинематической точности, плавности работы и нормы контакта. Степень точности зубчатой рейки выбирается в зависимости от назначения передачи (силовая или кинематическая) и скорости вращения зубчатого колеса. Независимо от степени точности передачи боковой зазор между зубьями рассчитывается в зависимости от условий ее работы и накладываемых ограничений, а затем выбирается его наиболее близкая величина по ГОСТ 10242-81, который предусматривает шесть видов сопряжения зубьев: A, B, C, D, Е, Н. Выбор вида сопряжения реечной передачи, определяющего боковой зазор между зубьями колеса и рейки j, который должен обеспечить нормальные условия работы, осуществляется расчетным путем или на основании опыта проектирования передач аналогичного назначения.

       Боковой зазор в реечной передаче обеспечивается за счет уменьшения толщины зубьев колеса и рейки путем дополнительного смещения исходного контура или другими словами зуборезного инструмента при нарезании зубьев.

Рис 6 Чертеж зубчатой рейки.

             На размеры рейки, показанные на Рис 6 устанавливаются следующие требования по точности:
– b, ширина рейки выполняется по h22,
– h, высота рейки выполняется по h21,
– d, допуск на диаметр ролика устанавливается согласно ГОСТ 2475 – 81,        неперпендикулярность привалочной плоскости рейки к базовой плоскости А устанавливается по 8 – 9 степени точности ГОСТ 24643 – 81,
– L, длина нарезанной части рейки (справочный размер)
Для обеспечения нормальной работы зубчатых колес и рейки их рабочие и базовые поверхности должны быть выполнены с определенной шераховатостью. Требования к шераховатости поверхностей рейки установленные ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73, приведены в таблице 1.

                                                                                               Таблица 1

4. Прочностной расчет реечной передачи.

Прочностной расчет реечной передачи ведется по ведущей шестерни в соответствии с ГОСТ 21354-87.

5. Расчет привода поступательного перемещения
с зубчато – реечной передачей.

          В качестве примера для рассмотрения последовательности расчета используем привод каретки для подачи заготовки из углового проката по роликам подающего стола в рабочую зону технологического оборудования, поступательное перемещение которой осуществляется посредствам зубчато – реечной подачи. Конструктивная схема каретки с зубчато – реечным приводом показана на Рис 7.

Рис 7 Конструктивная схема поступательно перемещающейся каретки

      Она состоит из корпуса, установленного по-средствам роликов на цилиндрических направляющих рамы подающего стола, на котором закреплен приводной двигатель, понижающий редуктор, выходная шестерня которого зацепляется с неподвижно закрепленной на раме стола зубчатой рейкой. Кроме того, на корпусе каретки установлен механизм зажима, подаваемой по роликам подающего стола, исходной заготовки.
Для разработки конструкторской документации рассмотренного агрегата необходимо выполнить следующие расчеты:
– силовой расчет привода,
– расчет потребной мощности,
– кинематический расчет привода,
– прочностной расчет зубчатых передач, валов и подшипников привода
– геометрический расчет зубчатых колес.
В результате проведения силового расчета привода каретки определяется потребное усилие Q (см. Рис. 7), которое необходимо создать в зацеплении ведущей шестерни с рейкой, обеспечивающее перемещение каретки с исходной заготовки по роликам подающего стола с требуемой скоростью.

В данном разделе полной версии статьи приводятся формулы
для расчета потребного усилия Q.

       Прочностной расчет зубчатых передач понижающего редуктора выполняется в соответствии с ГОСТ21354 – 87. Прочностной расчет валов понижающего редуктора выполняется исходя из передаваемой мощности и делительного диаметра зубчатых колес. Опорные подшипники выходного вала привода предварительно выбираются исходя из действующих на них нагрузок ,величины которых рассчитываются при выполнении прочностного расчета вала, и рассчитанных на предыдущем этапе диаметров опорных цапф вала. После этого в соответствии с ГОСТ 18855 – 94 выполняется расчет долговечности выбранных подшипников, в результате которого возможно изменение типа и типоразмера подшипников. Расчет геометрических параметров зубчатых колес привода каретки выполняется в соответствии с ГОСТ 16532 – 70, а рейки в соответствии с рекомендациями раздела 2.

5. Материалы для изготовления зубчатого колеса и рейки

            Для изготовления зубчатого колеса и рейки используются различные конструкционные и лигированные стали, которые для повышения нагрузочной способности, как правило, упрочняются термическим и химико – термическими методами. При этом необходимо помнить основное правило выбора материала и назначения термообработки зубчатого колеса и рейки работающих в паре, согласно которого твердость боковой поверхности зубьев шестерни должна быть на 30-50 ед HB или на 3-5ед HRC больше, чем у рейки, что обеспечивает их хорошую приработку, позволяющую получить требуемое пятно контакта в передаче.

       Для изготовления зубчатого колеса и рейки, которые работают в условиях невысоких нагрузок и скоростей применяются качественные углеродистые стали: Сталь 35, 45, 50, стали с повышенным содержанием марганца: Сталь 40Г2, 50Г и низколигированные стали типа: 40Х, 40ХН, 40ХНТ, 35ХГС.

В данном разделе статьи приводятся рекомендации по назначению твердости боковой поверхности зубьев и методы термической обработки зубчатых колес для ее получения

6. Технология изготовления зубчатых реек.

            В машиностроении изготавливаются незакаливаемые рейки 8 – 9 степени точности и объемно закаливаемые и цементуемые рейки 5 – 7 степени точности по ГОСТ 10242 – 81, длиной до 800 мм.

       В данном разделе полной версии статьи приводится последовательность изготовления обеих типов реек

7. Сборка зубчато – реечной передачи

        Работоспособность реечной передачи в значительной степени зависит от взаимного расположения боковых поверхностей зубьев колеса и зубчатой рейки, которое определяется двумя показателями: боковым зазором и пятном контакта, обеспечиваемыми при сборке и зависящими от точности как зубчатого колеса и рейки, так и деталей входящих в привод (корпус, валы, подшипники). Боковой зазор jn между зубьями колеса и зубчатой рейки определяемый по формуле, приведенной в разделе 3 для точных передач уточняется при расчете размерных цепей А и В, при этом предельное отклонение монтажного расстояния fa заменяется на AΔ, допуск непаралельности осей fx заменяется на ВΔ, допуск на перекос осей fy заменяется на тΔ (см. Рис. 8).

Рис 8 Размерные цепи определяющие собираемость
реечной передачи.

В данном разделе статьи подробно рассматриваются звенья размерных цепей определяющие выходные параметры зубчато – реечной передачи

      8. Основные конструктивные элементы реечной передачи

Реечная передача содержит следующие конструктивные элементы:
– рейку, закрепленную на станине или на каретке (в зависимости от того, что перемещается: рейка вместе со столом, приводимая шестерней, или шестерня перекатывающаяся по рейке вместе с кареткой ),
– шестерню, установленную на валу двигателя, или закрепленную на валу который на подшипниках расположен в расточке каретки, или корпуса понижающего редуктора, закрепленного на станине,
– возвратно – поступательно перемещающийся посредствам направляющих скольжения или качения стол, или каретка,
– устройства для выбора бокового зазора в передаче.

8.1 Конструкция зубчатой рейки

В машиностроении обычно используются два типа реек, рейки прямоугольного сечения и рейки круглого сечения, при этом рейка первого типа используется в приводе столов и кареток , поэтому неподвижно крепится к станине или раме (см. Рис. 9а), а рейка второго типа используется в механизмах преобразования поступательного движения во вращательное (например в пневматических и гидравлических поворотниках) и поэтому располагается в цилиндрических направляющих с возможностью осевого перемещения (см. Рис. 9б)

Рис. 9 Типы конструктивного исполнения рейки

         В отдельных случаях рейка может изготавливаться с двухсторонней нарезкой, либо с дополнительными направляющими поверхностями, а также иметь дополнительные конструктивные элементы, но при проектировании реечной передачи усложнения формы рейки желательно избегать, поскольку это существенным образом увеличивает трудоемкость ее изготовления. При создании беззазорной реечной передачи, например в приводе станков с ЧПУ, в конструкцию рейки может включаться устройство для выбора бокового зазора в передаче.

В данном разделе полной версии статьи приведено 5 примеров
конструктивного исполнения зубчатой рейки (см. Рис. в таб.)

8.2 Конструкция шестерни сопряженной с рейкой

Шестерня, сопряженная с рейкой, как правило, имеет традиционную конструкцию, реечные передачи в этой части отличаются только местом расположения шестерни на приводном валу. В приводах кареток шестерни располагаются консольно, либо на валу двигателя (см. Рис. 13а), или на выходном валу понижающей передачи (см. Рис. 13б), при этом, обычно, подшипник большего типоразмера устанавливается в ближайшей к шестерне опоре вала, а промежуточное зубчатое колесо может быть выполнено за одно целое с шестерней в виде зубчатого блока. В приводах столов и поворотных механизмах с подвижной рейкой шестерня, чаще всего, располагается между подшипниковыми опорами приводного вала .

Рис 13 Варианты консольного расположения шестерен реечной передачи в приводе каретки

В данном разделе полной версии статьи приведено 8 примеров
конструктивного исполнения конструкции
зубчато – реечной передачи (см. Рис. в таб.)

9. Зубчато – реечная передача с наклонной осью вращения
ведущей шестерни к направлению движения рейки.

          Основным недостатком ортогональной зубчато – реечной передачи, является низкая редукция, что требует введения в состав привода поступательно перемещаемого агрегата дополнительного редуктора с большим передаточным отношением, и невысокая нагрузочная способность, делающая невозможным ее применение в приводе тяжело нагруженного оборудования с большим перемещением стола. Поэтому на определенном этане развития машиностроения на смену ортогональной зубчато – реечной передаче пришла зубчато – реечная передача с наклонным осью вращения ведущей шестерни к направлению движения рейки, обладающая, прежде всего, повышенной нагрузочной способностью.

Рис. 20. Зубчато – реечная передача с наклонной осью вращения ведущей шестерни к направлению движения рейки

            В этой передачи ось вращения ведущей шестерни и направление движения рейки располагаются под углом приблизительно равным β= 45 град, поэтому шестерню можно считать многозаходным червяком углом наклона винтовой линии которого равен γ = 45 град
На Рис 20 показана конструкция привода поперечно – строгального станка с зубчато – реечной передаче пришла зубчато – реечная передача с наклонным по отношению к рейке приводом с косозубой шестерней. Он содержит приводной электродвигатель 1, соединенный посредствам муфты 2 с ведущим валом понижающего редуктора 3, выходной вал которого посредствам муфты 4 соединен с валом 6, одна цапфа которого установлена в подшипнике 5, а вторая посредствам карданной муфты 7 соединена с валом косозубой шестерни 9 установленной на подшипниках качения в корпусе 8 закрепленным на станине 14, при этом шестерня 9 зацепляется с рейкой 10, закрепленной на столе 11, который на направляющих 12 и 13 установлен в ответных направляющих станины 14. Основными недостатками данной передачи является низкая крутильная жесткость вала соединяющего шестерню с редуктором, и значительные осевые нагрузки на подшипники ведущей шестерни и поперечные нагрузки на направляющие стола и станины, вызываемые значительным наклоном зубьев шестерни и рейки.

10. Червячно – реечная передача.

Червячно – реечная передача (см. Рис.21б) в отличие от зубчато – реечной передачи (см. Рис. 21а) состоит из ведущего червяка являющегося коротким ходовым винтом с трапецеидальным профилем и червячной рейки являющейся неполнообхватной гайкой, при этом для снижения распорных сил в зацеплении применяют уменьшенную величину угла профиля резьбы ( вместо 30 град для стандартной трапецеидальной резьбы – =15 град)

Рис 21 Схемы зубчато – реечной и червячно – реечной передач

           Основным преимуществом червячно – реечной передачи является увеличенная редукция по сравнению с зубчато – реечной передачей. Так, например, при повороте ведущей шестерни зубчато реечной передачи на угол 360 град перемещение рейки составит : L = πmz ( где: m, z – модуль и число зубьев шестерни), а при повороте червяка червячно – реечной передачи перемещение рейки составит: L = πm (где m – модуль червячной передачи). Таком образом, редукция червячно – реечной передачи в z раз больше чем у зубчато – реечной (например, при числе зубьев ведущей шестерни z = 15 соответственно в 15раз больше). Кроме того червячно – реечная передача за счет многопарности зацепления обладает гораздо – большей нагрузочной способностью

Рис 23 Конструкция червяно – реечной передачи с устройством для выбора бокового зазора, содержащим дополнительный червяк

           На Рис 23 показана конструкция червяно – реечной передачи с устройством для выбора бокового зазора основанная на этом приеме. Она содержит ведущую вал – шестерню вал 1, который на роликовых подшипниках 2 и упорных шарикоодшипниках 4 поджатых гайкой 5 установлен в наклонной расточке корпуса 3 и своим коническим зубчатым венцом 6 , зацепляется с конической шестерней 7 закрепленной посредствам шлицевого соединения на валу 8, установленным в горизонтальной расточке корпуса 3 на роликоподшипниках 9, 10 и упорных шарикоподшипниках 11, 12 поджатых в соевом на-правлении гайкой 13. Также на валу 8 посредствам шлицевых соединений закреплены основной 14 и дополнительный 15 червяки зацепляющиеся с рейкой, закрепленной на столе станка (рейка на Рис 19 не показана), а между ними установлен плунжерный гидроцилиндр 16, с плунжером 17 расположенным в его рабочей полости 18. Для регулировки бокового зазора в зацеплении конической шестерни 7 и зубчатого венца 6 ведущего вала – шестерни 1 между упорным шарикоподшипником 12 и торцем конической шестерни 7 установлено разрезное регулировочное кольцо 22.
Выбор зазора в червячно – реечной передаче осуществляется следующим образом. Масло из системы под давлением подается в рабочую полость 18 гидроцилиндра 16, в результате чего, корпус гидроцилиндра 16 вместе с основным червяком 14 смещается вправо, а плунжер 14 вместе с дополнительным червяком 15 смещается влево, выбирая таким образом боковой зазор между противоположными поверхностями зубьев обоих червяков и рейки. При этом смещение обоих червяков происходит за счет их движения по соответствующим щлицевым поверхностям вала 8.

В данном разделе статьи приводится 9 примеров конструктивного исполнения зубчато – реечной передачи с повышенной нагрузочной способностью и увеличенным КПД (см. Рис. в таб.)

11. Примеры использования зубчато – реечной передачи для преобразования
вращательного движения в поступательное и наоборот

         Наравне с кривошипно – шатунным механизмом зубчато – реечная передача являются основными устройствами для преобразования возврвтно – поступательного движения во вращательное и наоборот. Но если кривошипно – шатунный механизм в основном используется в двигателях внутреннего сгорания, то зубчато – реечная передача используется для преобразования движения практически во всех областях техники, прежде всего благодаря своей компактности, простоте и технологичности. Рассмотрим примеры использования зубчато – реечной передачи для преобразования движения.

Рис 31 Конструкция механизма с промежуточной кареткой преобразующего вращательное движение в возвратно поступательное.

             На Рис 31 показана конструкция механизма с промежуточной кареткой преобразующего вращательное движение в возвратно поступательное. Он содержит корпуса 1коробчатой формы, в расточке которого на роликовых подшипниках 4 и 5 установлен ведущий вал 2 с закрепленной на нем посредствам шпоночного соединения шестерней 3, обойму 6 с жестко закрепленными на ней направляющими 7, которые имеют возможность вертикального перемещения по роликам 8, шарнирно закрепленных в корпусе 1. В обойме 6 перпендикулярно направляющим 7 выполнены две дорожки, по которым имеет возможность перемещения на роликах 10 каретка 9, внутри которой выполнен замкнутый овальный паз 11 по периметру которого нарезаны зубья, таким образом, что образуют четыре участка, два прямолинейных и два полукруглых, которые замкнуты в единый профиль зубчатой рейки. Зубья замкнутого овального паза 11 находятся в постоянном зацеплении с ведущей шестерней 3.

         Работает механизм следующим образом. При вращении ведущего вала 2, закрепленная на нем шестерня 3 за счет зацепления с зубьями замкнутой рейки 3 приводит в движение каретку 9, направление которого зависит от того с каким участком рейки 3 (прямолинейным или полукруглым) взаимодействует шестерня 3. При нахождении каретки 6 в положении показанном на Рис. 31, и вращении шестерни 3 по часовой стрелке каретка 6 совершает плоско – параллельное движение, перемещаясь вверх и вправо. При переходе шестерни 3 на правый прямолинейный участок рейки 11 каретка 6 начинает двигаться только вертикально, а при переходе шестерни 3 на нижний полукруглый участок каретка снова начинает совершать плоско – параллельное движение, перемещаясь вверх и влево. Все это время вертикальное движение каретки передается корпусу 1 механизма, который перемещается вверх, а горизонтальное движение каретки при зацеплении шестерни с верхним и нижнем полукруглыми участками рейки 11 корпусу 1 не передается, поскольку каретка 9 скользит по пазам корпуса на роликах 10. Далее шестерня 3, последовательно зацепляясь с нижним полукруглым, левым прямолинейным и верхним полукруглыми участками рейки 11, заставляет каретку перемешаться плоско – параллельно на первом и третьем участках рейки 11и поступательно вниз на втором участке, что приводит к перемещению корпуса 1 вниз и возврату в исходное положение.

В данном разделе полной версии статьи приведено 5 примеров конструктивного исполнения устройств, в которых зубчато – реечная передача используется для преобразования поступательного движения во вращательное (см.Рис. в таб.)

12. Примеры использования зубчато – реечной передачи в приводе
технологической оснастки

            В технологической оснастке зубчато реечная передача чаще всего применяется для обеспечения поступательного перемещения зажимных, базирующих или транспортирующих элементов, но в отличии от рассмотренных ранее зубчато – реечных приводов техно-логического оборудования, эти перемещения намного меньше по величине, а сама передача испытывает намного меньшие нагрузки. Все это в значительной степени в целом упрощает конструкцию привода или механизма в который входит зубчато – реечная передача. Рассмотрим примеры использования зубчато – речной передачи в составе технологической оснастки.

Рис 36 Конструкция зубчато – реечного привода приспособления для ориентации и зажима детали имеющей прямоугольную форму.

           На Рис 36 показана конструкция зубчато – реечного привода приспособления для ориентации и зажима детали имеющей прямоугольную форму. Он содержит корпус 1 с базовой плоскостью, ведущий вал 2 приводимый в движение электроприводом станка, на конце которого установлена гайка 3, шарнирно соединенная с коромыслом 4, концы которого размещены в опорах 5 и 6 с возможностью осевого перемещения относительно них. К опорам 5 и 6 шарнирно прикреплены зубчатые рейки 7 и 8, на горизонтальных и вертикальных поверхностях которых нарезаны зубья. С рейками 7 и 8 находятся в зацеплении шестерни 9 – 12, взаимодействующие с рейками 13 – 16. Рейки 13 и 15, расположенные вертикально, выполнены за одно целое с зажимными прихватами 17 и 18. Рейки 14 и 16, расположенные горизонтально, находятся в постоянном контакте посредствам пружин 21 и 22 с ориентирующими прижимами 19 и 20. Напротив ориентирующих прижимов 19 и 20 установлены неподвижные упоры 23 и 24.
Механизм работает следующим образом. Исходное положение реек 14 и 16 относительно шестерен 10 и 12 регулируется таким образом, чтобы рабочий ход ориентирующих прижимов 19 и 20 был короче, чем рабочий ход зажимных прихватов 17 и 18. Зажимаемая заготовка устанавливается на базовую плоскость 1 корпуса механизма зажима. После этого включается электропривод станка, приводящий во вращение ведущий вал 2 механизма, который получив вращение, при помощи гайки 3, перемещает коромысло 4, которое с помощью опор 5 и 6 сообщает поступательное перемещение рейкам 7 и 8, а последние при этом начинают вращать шестерни 9 – 12, передающие движение рейкам 13 – 16. При этом, ориентирующие прижимы 19 и 20, перемещая закрепляемую заготовку по базовой плоскости 1, доводят ее до контакта с неподвижными упорами 23 и 24, после чего пружины 21 и 22 начинают сжиматься, прижимая заготовку к упорам, до тех пор, пока зажимные прихваты 17 и 18 не зафиксируют ее. Для разжима обработанной заготовки электропривод станка вращает ведущий вал 2 в противоположную сторону, что приводит к возврату зажимных прихватов 17 и 18, а также ориентирующих прижимов 21 и 22 в исходное положение. После чего готовая деталь снимается со станка, а на ее место устанавливается новая заготовка подлежащая обработке.

В данном разделе полной версии статьи приводится 6 примеров конструктивного исполнения механизмов для преобразования поступательного движения во вращательное выполненных на основе зубчато – реечной передачи (см. Рис. в таб.)

13. Примеры использования – зубчато реечной передачи совместно
с другими передачами и механизмами

              Для решения специфических задач зубчато – реечная передача может быть совмещена с рычажным или кулачковым механизмом, или использоваться в совокупности с другими видами передач. что позволяет создавать механизмы с новыми свойствами и расширенными возможностями. Рассмотрим примеры таких механизмов и приводов.

Рис. 46 Конструкция привода клети для прокатки труб содержащего кривошипно – шатунный механизм и зубчато – реечную передачу

На Рис. 46 показана конструкция привода клети для прокатки труб содержащего кривошипно – шатунный механизм и зубчато – реечную передачу. Он содержит раму 1 с направляющими 2 и кронштейнами 3, корпус 4, в параллельных расточках которого на двухрядных сферических роликоподшипниках 5 расположены прокатные валки нижний 6 и верхний 7 с калибрами 8, 9, а на двухрядных сферических шарикоподшипниках 10 оси 11 с роликами 12, с помощью которых корпус 4 поступательно перемещается по направляющим 13 закрепленным на раме 1, получая привод от двух параллельно расположенных тяг 14 кривошипно – шатунного механизма (кривошипно – шатунный механизм на Рис 41 не показан), шарнирно соединенных с корпусом 4. На кронштейнах 3 закреплены две рейки 15, которыми зацепляются ведущие шестерни 16 нижнего валка 6, а его промежуточные шестерни 17, зацепляются с ведомыми шестернями 18, закрепленными на верхнем прокатном валке 7, сообщая последнему синхронное вращение. Для создание продольной и поперечной устойчивости корпуса 1 при его поступательном перемещении он оснащен дополнительными направляющими 19, взаимодействующими с ответными направляющими кронштейнов 3.

          Движение прокатной клети и вращение прокатных валков осуществляется следующим образом. Тяга 14 кривошипно – шатунного механизма сообщает корпусу 1 поступательное перемещение в результате которого ведущие шестерни 16 зацепляющиеся с рей-кой 15 получают вращение которое они сообщают нижнему прокатному валку 6, а промежуточные шестерни 17 зацепляясь с шестернями 18 передают верхнему валку вращение в противоположном направлении. При этом калибры 8 и 9 установленные на соответствующих валках формируют профиль трубы.

В данном разделе полной версии статьи приводится 5 примеров оригинальных конструкций механизмов совмещенных с зубчато – реечной передачей (см. Рис. в таб.)

ЛИТЕРАТУРА

1 Бушуев В. В. Справочник. Практика конструирования машин М:, Машиностроение 2006г.
2 Игнатьев Н. П. Учебно – методическое пособие. Основы проектирования. Азов 2011г
3 Игнатьев Н . П. Справочно – методическое пособие. Обеспечение точности обеспечение точности при проектировании приводов и механизмов. Азов 2012г.
4 Лимаренко Г. Н. Монография. Методология проектирования реечных передач для машин с автоматизированным приводом. Красноярск. СФУ 2010г
5 Расчет и конструирование гидростатической передачи червяк – рейка. Рекомендации. ЭНИМС Москва 1974
6 Чурин И. Н. Передача червяк – рейка качения с предварительным натягом. Вестник машиностроения 1976г №2

В полной версии статьи, включающей 51 страницу текста и 46 чертежей, содержатся следующие разделы:
− назначение о область применения зубчато – реечной передачи,
− геометрические параметры зубчато – реечной передачи ,
− допуски на геометрические параметры зубчато – реечной передачи,
− прочностной расчет зубчато – реечной передачи,
− расчет привода поступательного перемещения с зубчато – реечной передачей,
− материалы для изготовления деталей зубчато – реечной передачи,
− технология изготовления зубчатых реек,
− сборка зубчато – реечной передачи,
− основные конструктивные элементы зубчато – реечной передачи,
− зубчато – реечная передача с наклонной осью вращения шестерни,
− червячно – реечная передача,
− примеры использования зубчато – реечной передачи для преобразования вращательного движения в поступательное,
− примеры использования зубчато – реечной передачи в качестве привода технологической оснастки,
− примеры использования зубчато – реечной передачи совместно с другими передачами и механизмами,
− рекомендации по проектированию зубчато – реечной передачи

Для приобретения полной версии статьи добавьте ее в корзину

Стоимость полной версии статьи 300 руб

Реечная передача.

Расчет в Excel.

Опубликовано 24 Окт 2015
Рубрика: Механика | 41 комментарий

(Статья полностью обновлена 19.03.2017.)

Небольшой расчет, представленный далее, предназначен для ориентировочного быстрого определения габаритов зубчатой реечной передачи и её основных силовых и кинематических параметров.

Предложенный ниже алгоритм основан на расчете поверхностной прочности зубьев по контактным напряжениям.

Реечная передача может служить для преобразования вращательного движения шестерни в поступательное движение рейки или вала самой шестерни, а может быть использована для преобразования поступательного движения рейки во вращательное движение зубчатого колеса. Расчет реечной передачи, по сути, аналогичен расчету зубчатой цилиндрической передачи. С математической точки зрения рейка – это зубчатое колесо с радиусом равным бесконечности.

Проектировочный расчет в Excel реечной зубчатой передачи.

Для выполнения расчетов будем использовать программу MS Excel или Calc из бесплатных офисных пакетов Apache OpenOffice или LibreOffice.

Заполняя исходные данные для расчета, пользователь может изменять характеристики используемого для передачи материала, относительную ширину и угол наклона зубьев, нагрузку и скорость.

Схема реечной передачи представлена на рисунке чуть ниже.

Уважающих труд автора прошу скачивать файл с расчетной таблицей после подписки на анонсы статей (подписные формы — в конце статьи и наверху страницы).

Ссылка на скачивание файла с программой: reyechnaya-peredacha (xls 59KB).

Исходные данные:

1. Значение модуля упругости материала передачи E в МПа записываем

в ячейку D3: 215000

Для стали E=215000 МПа.

2. Коэффициент Пуассона материала μ вписываем

в D4: 0,3

Для стали μ=0,3.

3. Твердость поверхности зубьев по шкале C Роквелла HRC вводим

в D5: 27

Для различных режимов термообработки стали HRC≈17…65.

К примеру, круг из Стали 45 в состоянии поставки имеет твердость около HRC 22.

4. Величину безразмерного коэффициента ширины зубчатого венца шестерни ψ_bd заносим

в D6: 0,6

ψ_bd=b₂/d=0,6…0,4.

5. Угол наклона зубьев β вводим в градусах

в D7: 15,0000

Если проектируемая реечная передача прямозубая, то β=0°.

Если передача косозубая, то β≈8°…22°.

6. Вращательный момент на валу шестерни T вписываем в Н*м

в D8: 500

Этот момент определяет нагрузочную способность реечной передачи и задается в техническом задании.

7. Скорость центра вала шестерни относительно рейки v в м/с заносим

в D9: 0,050

Скорость определяется из назначения механизма и является одним из пунктов технического задания на проектирование.

Результаты расчетов:

8. Допускаемое контактное напряжение [σ_H] в МПа вычисляем

в ячейке D11: =ЕСЛИ(D5<38;2*127,57*EXP (0,0266*D5)+70; ЕСЛИ(D5<=56;18*D5+150;23*D5))=600,0

При HRC<38  [σ_H]=2*127,57*e^(0,0266*HRC)+70

При 38≤HRC≤56  [σ_H]=18*HRC+150

При HRC≥56  [σ_H]=23*HRC

9. 3 =15,3

z₁=17*(cos (β))³

Число зубьев шестерни определяется из условия отсутствия подрезки ножек зубьев.

13. Назначаем число зубьев шестерни z₁ и записываем его

в D16: 17

Рекомендуется назначить число зубьев таким, чтобы делительный диаметр шестерни был не меньше расчетного делительного диаметра.

14. Делительный диаметр шестерни d в мм вычисляем

в D17: =D14*D16/COS (D7/180*ПИ()) =105,598

d=m*z₁/cos (β)

Если полученное значение делительного диаметра окажется меньше расчетного значения, поле ячейки D15 «подсветится» красным цветом, что заставит пользователя обратить внимание на ошибку и увеличить число зубьев, модуль или угол наклона зубьев. 0,5;0) =68

b₁≈b₂+0,6*b₂^(½)

18. Ширину зубьев рейки b₂ в мм находим

в D21: =ОКРУГЛ(D17*D6;0)=63

b₂≈d*ψ_bd

19. Окружную силу на шестерне F_t в Н рассчитываем

в D22: =2*D8/(D17/1000) =9470

F_t=2*T/d

20. Мощность на валу шестерни P в Вт вычисляем

в D23: =D22*D9 =473

P=F_t*v

21. Частоту вращения вала шестерни n в об/мин определяем

в ячейке D24: =60*D9/ПИ()/(D17/1000) =9,043

n=60*v/(π*d)

Расчет в Excel завершен.

Заключение.

Мы рассмотрели пример, в котором была рассчитана зубчатая реечная передача по упрощенной схеме.

Детальный и полный расчет передачи, учитывающий десяток дополнительных факторов, может позволить на 5%…10% уменьшить габаритные размеры передачи! Это следует понимать и помнить.

Если требуется уменьшить число зубьев шестерни менее 14-и, необходимо спроектировать и изготовить её возможно не только с наклоном зубьев, но и/или с положительным смещением исходного контура. При этом нужно следить за отсутствием заострения вершин зубьев, производя соответствующую проверку.

Важными параметрами, обеспечивающими плавность работы реечной передачи, являются коэффициенты осевого и торцевого перекрытия. Их значения всегда следует контролировать.

О проверке качества зубчатого зацепления по геометрическим показателям читайте в следующих новых статьях на блоге.

Подписаться на анонсы статей можно через специальные окна, расположенные в конце любой статьи или наверху любой страницы сайта.

Можете оставлять ваши комментарии, уважаемые читатели, ниже этого текста в блоке «Отзывы».

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Шестерни, зубчатые рейки Очистка

Зубчатые рейки и шестерни.

Зубчато-реечная передача — частный случай зубчатой передачи, широко используемой в станках и механизмах для передачи вращательного движения и преобразования угловых скоростей и крутящего момента.

Зубчатые передачи выполняются с прямыми зубьями для работ на малых и средних скоростях, с косыми зубьями для использования на средних и высоких скоростях или когда требуется повышенная точность перемещения.

Передачи зубчатая рейка — шестерня получили широкое распространение в машиностроении благодаря удачному сочетанию нагрузочных, динамических и точностных характеристик. Они отличаются надежностью, простотой конструкции и удобством монтажа.

Производитель Chiaravalli поставляет зубчатые передачи с модульным шагом М1-М1,5-М2-М2,5-М3-М4-М5-М6. В качестве дополнительных элементов трансмиссии вместе с передачами рейка-шестерня могут использоваться пары конических шестерней. Зубчатые передачи изготовлены из стали С45 UNI7845. Все поставляемые компоненты отличает традиционно высокий европейский уровень исполнения. Прецизионные шлифованные пары рейка-шестерня подбираются индивидуально и проходят индивидуальную подгонку. Высокоточные конические шестерни со спиральными (паллоидными) зубьями проходят несколько этапов шлифовки и финишной притирки.

Такой вид шестеренок разделяются на несколько видов, различающиеся по форме линии зуба:
Коническая шестерня, например, используется помимо автомобильных дифференциалов, в различных редукторах (коническая шестерня редуктора) для кранов, сушильных барабанов (коническая шестерня сушильного барабана), дробилок (коническая шестерня для дробилки), для привода ленточного транспортера (шестерня ленточного транспортера). Передача вращения на основе конической шестерни с круговым зубом (зубчатое колесо с круговым зубом) имеет высокие ходовые качества, а именно бесшумность работы, большую нагрузочную способность по зацеплению и высокую плавность хода.

Шестерня с прямым зубом (прямозубая шестерня)является самой распространенной из всех видов зубчатых колёс. Зубья шестерни спрямым зубом находятся в радиальных плоскостях, а линия контакта зубьев обеих прямозубых шестерён параллельна оси вращения. Оси первой и второй шестерни с прямым зубом располагаются строго параллельно. Прямозубые зубчатые колеса (прямозубые шестерни) имеют меньший предельный крутящий момент, чем косозубе и шевронные шестерни.

Косозубая шестерня в своем процессе изготовления более трудоемка, чем прямозубая шестерня из-за специфики формы зубьев. Значит, изготовление косозубой шестерни требует еще более тщательного подхода. В принципе, косозубые шестерни можно назвать усовершенствованным видом шестерен с прямыми зубьями.

Конические шестерни с круговым зубом используются в различных машинах и механизмах во многих отраслях промышленности. Изготовлениетакихзубчатых колес с круговым зубом, возможно на предприятиях, которые оборудованы соответствующим технологическим оборудованием и квалифицированным персоналом.

Зубчатая рейка, зубчато-реечная передача

Зубчато-реечная передача представляет собой вариант зубчатой передачи, в котором вместо второго зубчатого колеса используется косозубая либо прямозубая зубчатая рейка.

Устройства такого типа нашли применение в механизмах и станках, где необходима передача вращательного движения с его дальнейшим преобразованием в поступательное (преобразование крутящего момента и угловых скоростей в линейные величины).

Различают два типа зубчатых реек:

• прямозубые зубчатые рейки;
• косозубые зубчатые рейки.

Прямозубые передачи (шестерня-рейка), не только могут 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 высокой температуры или сильной запыленности. Рейка и колесо в этом случае имеют шероховатую поверхность, производят сильный шум при движении. Применяется такая реечная передача, в основном, в металлургии, при этом, рейка устанавливается зубом вниз, а привод и шестерня в специально оборудованной яме.

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 стирания их поверхности межцентровое расстояние необходимо смещать. В противном случае нагрузка при изменении угла смещается, и процесс разрушения зубчатого колеса идет очень быстро.

Для зубчато-реечной передачи основным размерным параметром считается шаг между зубьями рейки. Эта величина может рассчитываться двумя способами: по модульной системе либо по метрической системе.

Для зубчатых передач шестерня-рейка у каждого производителя есть линейка стандартных размеров, но при этом, ООО ККС, предоставляет своим заказчикам возможность изготовления нестандартной реечной передачи как на зубофрезерном станке, так и на электроэрозионном (что существенно улучшает точностные параметры).

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 для проектирования нестандартного оборудования, приспособлений, машин и механизмов.

ООО «ККС» готово сконструировать и изготовить зубчато-реечные передачи с учетом всех требований и пожеланий заказчика.

Все, что вам нужно знать

Марк Уильямсон, Getty Images

Реечная система рулевого управления состоит из шестерни (круговой передачи) с рейкой (линейной передачи). Система работает путем преобразования вращательного движения в поступательное. Большинство легковых автомобилей, небольших грузовиков и внедорожников оснащены системой реечной передачи, а не системой рулевого управления с рециркуляцией шариков, как в больших грузовиках, больших внедорожниках и других тяжелых транспортных средствах.

Рейка и шестерня

При рулевом управлении с реечной передачей вращение шестерни вызывает линейное движение рейки, которая поворачивает колеса автомобиля влево или вправо.Реечные и шестеренные системы являются обычным компонентом на железных дорогах. Между железнодорожными рельсами находятся стойки, которые взаимодействуют с шестернями, прикрепленными к локомотивам, и вагонам поезда, чтобы помочь поездам двигаться вверх по крутым склонам.

Хотя система зубчатой ​​рейки может показаться сложной, согласно Advance Autoparts, это просто шестерня, прикрепленная к зубчатой ​​балке. Штанга крепится к комплекту рулевых тяг. Генераторная рейка — это контур зубчатой ​​рейки, используемый в конструкции генерирующего инструмента, такого как червячная фреза или зуборезный станок, для обозначения деталей и размеров зубьев.Простые линейные приводы часто состоят из некоторой комбинации рейки и шестерни. Вращение вала шестерни приводится в действие вручную или от двигателя для создания линейного движения.

В то время как реечная система рулевого управления используется производителями автомобилей в США менее 50 лет, в других странах этой концепции уже почти сто лет. Hemmings Motor News сообщает, что в 1930-х годах компания BMW выпустила первую реечную коробку передач. Первым американским производителем автомобилей, который использовал реечное рулевое управление в производстве, был Ford, который использовал его для Mustang II 1974 года и Pinto 1974 года. Вскоре после этого AMC применила эту систему для Pacer 1975 года, однако GM и Chrysler не стали производить автомобили с реечным рулевым управлением до 1980-х годов.

Хотя американским производителям потребовалось некоторое время, чтобы начать производство реечных рулевых систем, они вскоре осознали то, что европейские и азиатские автомобильные компании знали на протяжении десятилетий. Реечное рулевое управление представляет собой более простую конструкцию по сравнению с предыдущей системой рулевого управления с рециркуляцией шариков. Эта более простая конструкция делает системы реечного рулевого управления более рентабельными.

Хеммингс также отмечает, что реечная система рулевого управления весит меньше, чем коробка передач с рециркуляцией шаров, что помогает сократить расход топлива. Системы реек и шестерен легче, поскольку для них не требуются промежуточные рычаги, рычаги Питмана, центральные звенья и втулки рулевых тяг, которые присутствуют в обычных системах рулевого управления. Размер и вес реечной системы делают ее более подходящей для приводов на передние колеса, поскольку производители могут устанавливать ее рядом с поперечной трансмиссией.Производителям проще адаптировать редукторы с реечной передачей к конкретным колесным базам и погрузочно-разгрузочным устройствам.

Рейка и шестерня: приложения

Хотя большинство потребителей знакомы с системами реечной передачи для рулевого управления легковых автомобилей и небольших грузовиков, комбинации зубчатой ​​рейки и шестерни имеют несколько других применений. Реечные системы не только помогают поездам преодолевать крутые уклоны, но и обеспечивают лучший контроль торможения, особенно в снежных и обледенелых условиях. Подъемник.com заявляет, что реечные системы являются стандартными компонентами большинства лестничных лифтов. Реечный механизм часто работает с использованием гидравлической или электрической энергии.

В 1970-х годах Артур Эрнест Бишоп изобрел регулируемую стойку. Его регулируемая стойка в сочетании со стандартной шестерней использовалась для улучшения управляемости автомобиля.

Как работает реечное рулевое управление?

Согласно статье Moog Parts, реечное рулевое управление работает с использованием зубчатой ​​передачи, которая преобразует круговое движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес.В металлической трубе находится зубчатая передача. На каждом конце трубки есть отверстия, позволяющие прикрепить стойку к осевому стержню. Ведущая шестерня соединяется с рулевым валом, так что шестерня будет вращаться и перемещать рейку при повороте рулевого колеса. Осевые стержни соединяются с концом рулевой тяги, который крепится к шпинделю.

Реечная шестерня выполняет две основные функции:

• Преобразование вращательного движения рулевого колеса в линейное движение, необходимое для вращения колес автомобиля
• Уменьшение передач, что облегчает поворот рулевого колеса колеса

Передаточное число рулевого управления со стойкой и шестерней

Компания Moog Parts определяет «передаточное число» как отношение расстояния поворота рулевого колеса к величине поворота колес. Например, если поворот рулевого колеса на 360 градусов приводит к тому, что колеса автомобиля поворачиваются на 20 градусов, то передаточное отношение этого автомобиля составляет 18: 1 (360, деленное на 20). Более высокое передаточное число требует большего количества оборотов рулевого колеса для поворота колес. Желательно более низкое передаточное отношение рулевого управления, поскольку оно указывает на более отзывчивое рулевое управление.

Легкие спортивные автомобили, как правило, имеют более низкое передаточное число по сравнению с большими легковыми и грузовыми автомобилями. Благодаря усилителю рулевого управления все легковые автомобили имеют улучшенное передаточное отношение.

Стойка и шестерня с усилителем

Hemmings Motor News отмечает, что автомобили с усилителем рулевого управления имеют немного другую конструкцию зубчатой ​​рейки и шестерни. По бокам силовой стойки расположены две стальные трубы, которые выполняют функцию левого и правого поворота, одновременно выступая в качестве напорных и обратных линий. Цилиндр, содержащий поршень с двумя отверстиями для жидкости, соединяется с силовой стойкой. Жидкость под высоким давлением перемещает поршень, который затем приводит в движение рейку. В электрических системах используется электронасос.

Общие проблемы рулевого управления с зубчатой ​​рейкой и шестерней

Поскольку невозможно управлять автомобилем без рулевого управления, важно внимательно следить за любыми проблемами, чтобы вы могли их отремонтировать как можно скорее.По сообщениям Moog и Sunglass, распространенные проблемы с рулевым управлением включают:

• Жесткое рулевое колесо: Если кажется, что рулевое колесо поворачивается труднее, это может указывать на проблему с рулевой рейкой или недостаточное давление в усилителе рулевая система. Эта проблема обычно решается добавлением большего количества жидкости для гидроусилителя руля.
• Утечка жидкости для гидроусилителя руля: Если в вашем автомобиле течет жидкость для гидроусилителя руля, вам следует отремонтировать ее, прежде чем она приведет к перегреву коробки передач или поломке шестерен.
• Шумы при шлифовании: Шумы при шлифовании обычно указывают на недостаточную смазку в редукторе рулевого управления. Возможно, необходимо заменить коробку передач.
• Горящее масло: Жидкость для гидроусилителя руля имеет запах, похожий на запах горящего масла. Если вы заметили этот запах во время вождения, остановитесь, как только это станет безопасным. Ваша коробка передач может перегреться и загореться.

Реечная система рулевого управления позволила повысить рентабельность производства автомобилей, сократить расход топлива и упростить управление транспортными средствами.Это, безусловно, революционный прорыв в автомобильной промышленности.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE техническим специалистом Дуэйн Саялун из YourMechanic.com . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону research@caranddriver. com .

Источники:

The Stairlift.com

Hemmings

Автомобиль и водитель

Moog

Автомобиль и водитель

Sunglass.io

Advance Autoparts

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Реечная система с гидроусилителем

Несмотря на то, что на рынке используется несколько типов систем рулевого управления, два основных — это рулевое управление с рециркуляцией шариков, которое в основном используется для тяжелых автомобилей, грузовиков и больших внедорожников, а также реечное рулевое управление, которое обычно встречается на легковых автомобилях. грузовики и внедорожники.

Как работает реечное рулевое управление?

Реечное рулевое управление использует зубчатую передачу для преобразования кругового движения рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес. Он также обеспечивает пониженную передачу, поэтому колеса легче поворачивать.

Он работает путем заключения зубчатой ​​рейки и шестерни в металлическую трубку, причем каждый конец рейки выступает из трубки и соединен с осевым стержнем. Ведущая шестерня прикреплена к рулевому валу так, что при повороте рулевого колеса шестерня вращается, перемещая рейку.Осевой стержень на каждом конце стойки соединяется с концом рулевой тяги, который прикреплен к шпинделю.

Реечные передаточные числа рулевого управления

Большинству автомобилей требуется от трех до четырех полных оборотов рулевого колеса от упора до упора (от крайнего правого угла к крайнему левому). Передаточное отношение рулевого управления показывает, насколько повернуть рулевое колесо, чтобы колеса повернулись на определенную величину. Более высокое передаточное число означает, что вам нужно больше поворачивать рулевое колесо, чтобы повернуть колеса на определенную величину, а более низкие передаточные числа обеспечивают более быструю реакцию рулевого управления.

В некоторых автомобилях используется рулевое управление с переменным передаточным числом. В этой реечной системе рулевого управления используется другое количество зубьев на см (шаг зуба) в центре, чем на концах. В результате рулевое управление более чувствительно, когда оно повернуто в сторону блокировки, чем когда оно находится близко к своему центральному положению, что делает автомобиль более маневренным.

Существует два основных типа реечной системы рулевого управления:

• Торцевой отбор — тяги крепятся к концу рулевой рейки через внутренние осевые тяги.
• Центр взлета — болты прикрепляют рулевые тяги к центру рулевой рейки.

Как реечное рулевое управление работает с гидроусилителем?

При подключении реечной системы к системе рулевого управления с гидроусилителем конструкция незначительно меняется. В стойку помещается цилиндр с поршнем посередине. По обеим сторонам поршня находится жидкость. Когда давление оказывается на жидкость с одной стороны поршня, это заставляет поршень двигаться, что поворачивает рейку и помогает рулевому управлению.

Распространенные проблемы рулевого управления с реечной передачей

Поскольку рулевое управление имеет важное значение для управления автомобилем, важно как можно быстрее диагностировать и устранять любые проблемы с рулевым управлением. Типичные проблемы с рулевым управлением включают:

• Очень тугое рулевое колесо
  Если становится все труднее повернуть рулевое колесо, это признак того, что, вероятно, возникла проблема либо с рулевой рейкой, либо с недостаточным давлением в гидроусилителе рулевого управления. Решением может быть простое добавление жидкости для гидроусилителя руля, но лучше всего проверить это.
• Утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем
  Уровни жидкости рулевого управления с гидроусилителем только уменьшаются, и в случае утечки рулевое управление будет жестким. Это не большая проблема, однако к последствиям, если оставить его слишком долго, можно привести перегрев рулевого редуктора и рулевой рейки или поломку шестерен. Рекомендуется исправить это, если это простая (и дешевая) задача. Щелкните здесь для получения дополнительной информации о причинах этих утечек
• Скрежет при рулевом управлении
  Скрежет от рулевого редуктора возникает из-за контакта металла с металлом, что свидетельствует об отсутствии смазки.Вы сможете отчетливо слышать это, когда повернете налево или направо. Попросите своего механика взглянуть на проблему, так как ваш рулевой редуктор может нуждаться в замене.
• Запах горящего масла
  Жидкость для гидроусилителя руля пахнет горящим маслом, поэтому, если вы чувствуете ее запах во время вождения, это признак того, что рулевой редуктор слишком горячий. Лучше остановить машину как можно скорее и разобраться с проблемой. Движение с перегретым рулевым механизмом может привести к возгоранию.

Подробнее

Хотите узнать больше о рулевом управлении и подвеске вашего автомобиля? Взгляните на MOOG TV.MOOG TV, полный интересных видеороликов, полезных советов и четких инструкций, — идеальное место, чтобы узнать больше о вашем автомобиле.

Посетите MOOG TV

Реечное рулевое управление — как работает рулевое управление автомобиля

Реечное рулевое управление быстро становится наиболее распространенным типом рулевого управления на легковых автомобилях, небольших грузовиках и внедорожниках. На самом деле это довольно простой механизм. Зубчатая передача с реечной передачей заключена в металлическую трубу, причем каждый конец рейки выступает из трубы. Стержень, называемый стяжкой , соединяется с каждым концом стойки.

Ведущая шестерня прикреплена к рулевому валу . При повороте руля шестеренка крутится, сдвигая рейку. Тяга на каждом конце рейки соединяется с рулевым рычагом на шпинделе (см. Схему выше).

Реечная передача выполняет две функции:

• Она преобразует вращательное движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес.
• Обеспечивает понижающую передачу, облегчая поворот колес.

На большинстве автомобилей требуется от трех до четырех полных оборотов рулевого колеса, чтобы колеса повернулись от упора к упору (от крайнего левого угла к крайнему правому).

Передаточное отношение рулевого колеса — это отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота колес. Например, если один полный оборот (360 градусов) рулевого колеса приводит к тому, что колеса автомобиля поворачиваются на 20 градусов, то передаточное число рулевого управления равно 360, разделенному на 20, или 18: 1. Более высокое передаточное число означает, что вам нужно больше поворачивать рулевое колесо, чтобы колеса повернули на заданное расстояние.Однако требуется меньше усилий из-за более высокого передаточного числа.

Как правило, более легкие и спортивные автомобили имеют более низкое передаточное число рулевого управления, чем более крупные автомобили и грузовики. Более низкое передаточное число обеспечивает более быструю реакцию рулевого управления — вам не нужно так сильно поворачивать рулевое колесо, чтобы колеса повернули на заданное расстояние — что является желательной чертой для спортивных автомобилей. Эти автомобили меньшего размера достаточно легкие, поэтому даже при более низком передаточном числе усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, не является чрезмерным.

У некоторых автомобилей есть рулевое управление с переменным передаточным числом , в котором используется зубчатая рейка с зубчатым колесом, который имеет другой шаг зубьев (количество зубьев на дюйм) в центре, чем снаружи.Это заставляет автомобиль быстро реагировать при начале поворота (стойка находится ближе к центру), а также снижает усилие вблизи пределов поворота колеса.

Реечный механизм

Когда реечный механизм находится в системе рулевого управления с усилителем, конструкция стойки немного отличается.

Часть стойки содержит цилиндр с поршнем посередине. Поршень соединен со стойкой. Есть два порта для жидкости, по одному с каждой стороны поршня. Подача жидкости под более высоким давлением к одной стороне поршня заставляет поршень двигаться, который, в свою очередь, перемещает рейку, обеспечивая усиление.

Далее в статье мы проверим компоненты, обеспечивающие подачу жидкости под высоким давлением, а также решим, с какой стороны стойки ее подавать. Во-первых, давайте взглянем на другой тип рулевого управления.

❤️ Замена зубчатой ​​рейки и шестерни ❤️ Сколько это будет вам стоить?

Когда вы садитесь за руль своей машины и начинаете ездить на ней, вы тратите много времени, поворачивая руль, чтобы ваша машина двигалась в нужном вам направлении. Но вы, вероятно, не особо задумываетесь о том, что должна делать ваша машина, чтобы вы могли совершать повороты, переключаться между полосами движения и т. Д.Однако есть ряд деталей, которые работают в тандеме, чтобы вы могли поворачивать рулевое колесо и управлять им колесами автомобиля. Реечный рулевой механизм — одна из самых важных частей в этом процессе. Вот почему вам следует обратить внимание на признаки неисправности системы зубчатой ​​рейки и при необходимости запланировать замену зубчатой ​​рейки и зубчатой ​​передачи. Узнайте больше о том, что делает зубчатая рейка и сколько будет стоить ее замена, ниже.

Авторемонт стоит ДОРОГОЙ


Что такое рейка и шестерня?

Перво-наперво: прежде чем мы сможем поговорить о том, как именно работает зубчатая рейка и сколько стоит замена зубчатой ​​рейки и шестерни, вам важно знать, что это такое.Возможно, вы слышали об этом раньше, но есть большая вероятность, что вы ничего не знаете об этом. Мы собираемся начать с этого, когда дойдет до обсуждения зубчатой ​​рейки.

Реечная шестерня в вашем автомобиле — это рулевое устройство, которое предназначено для того, чтобы толкать или тянуть колеса в правильном направлении в зависимости от того, в какую сторону вы поворачиваете рулевое колесо. Это относительно новая автомобильная деталь в общем плане вещей, она легче и универсальнее, чем многие из ее предшественников.Он может иметь гидравлический или электрический привод. Его можно найти в большинстве автомобилей, грузовиков и внедорожников, которые сегодня ездят по дорогам.

Как работает зубчатая рейка?

Теперь, когда вы немного больше знаете о том, что такое зубчатая рейка, пришло время поговорить подробнее о том, как она работает. Как мы упоминали ранее, он играет очень важную роль в вашем автомобиле и позволяет вам вести машину в правильном направлении, когда вы находитесь за рулем. Без полностью функционирующей стойки и шестерни вам будет сложно заставить машину поворачивать так, как вы хотите.

Реечный рулевой механизм вашего автомобиля расположен в передней части автомобиля между двумя передними колесами. Он служит мостом между этими двумя колесами и вашим рулевым колесом. Есть внутренние и внешние рулевые тяги, которые являются частью вашей реечной системы, которая соединяет ее с шинами вашего автомобиля. Когда вы перемещаете рулевое колесо в одну или другую сторону, зубчатая рейка перемещает различные компоненты внутри нее в одну или другую сторону, чтобы толкать или тянуть колеса.Таким образом вы сможете сохранить контроль над автомобилем.

Каков срок службы зубчатой ​​рейки и шестерни?

В отличие от некоторых других частей вашего автомобиля, ваша зубчатая рейка рассчитана на длительный срок службы. Чаще всего вы сможете выжать из него до 100000 миль, если не больше, прежде чем его потребуется заменить. Это система высокого давления, которая будет регулярно подвергаться значительному износу, но, тем не менее, вам не нужно думать о замене зубчатой ​​рейки и шестерни, когда вы преодолеете отметку в 100000 миль.

При этом вы захотите сохранить зубчатую рейку и систему рулевого управления с гидроусилителем в целом, чтобы вам не приходилось производить замену зубчатой ​​рейки раньше срока. Вы можете сделать это, следя за тем, чтобы в вашем автомобиле всегда была свежая жидкость для гидроусилителя руля. Вы также можете сделать это, удалив загрязняющие вещества из вашей системы рулевого управления с гидроусилителем. Вам следует проконсультироваться с руководством по эксплуатации вашего автомобиля и следовать графику технического обслуживания, который предлагает производитель вашего автомобиля, чтобы ваша зубчатая рейка и шестерня оставались в идеальном состоянии.

Как узнать, нужна ли вам новая рейка и шестерня?

Очевидно, что ваша зубчатая рейка и шестерня не прослужат вечно, как бы вы ни старались ее поддерживать. Придет время, когда ваша система зубчатой ​​рейки обернется для вас, и замена зубчатой ​​рейки будет вашим единственным вариантом. Вам следует обратить внимание на любые признаки неисправности вашей зубчатой ​​рейки и шестерни, чтобы знать, когда вам нужно серьезно подумать о ее замене.

Одна из первых вещей, которую вы заметите, когда вам потребуется заменить зубчатую рейку и шестерню, — это то, что жидкость усилителя рулевого управления начнет вытекать на вас.Для тех из вас, кто никогда не видел утечки жидкости рулевого управления с гидроусилителем, жидкость, которая выходит из вашего автомобиля, обычно будет красной. Это отличает его от многих других жидкостей, имеющихся в вашем автомобиле, и делает невозможным пропустить его.

Есть и другие признаки, которые покажут вам, что пришло время заменить зубчатую рейку и шестерню. Если, например, ваша машина начинает издавать лязгающий звук почти каждый раз, когда вы поворачиваете рулевое колесо, это обычно явный признак того, что замена зубчатой ​​рейки будет на горизонте.А в худшем случае вы обнаружите, что вам будет трудно управлять автомобилем, когда вы ведете его на низких скоростях, когда ваша зубчатая рейка выходит из строя и требует замены.

Вообще говоря, вы всегда должны сдавать свой автомобиль в сервис, если у вас возникнут проблемы с управлением. Возможно, вам потребуется заменить зубчатую рейку и шестерню, или у вас может возникнуть другая проблема с вашей системой рулевого управления с усилителем, которую необходимо решить немедленно.

Можете ли вы водить машину с проблемой зубчатой ​​рейки?

Когда вы впервые узнаете, что вам, возможно, потребуется запланировать замену зубчатой ​​рейки и шестерни, у вас может возникнуть соблазн продолжить ездить на машине.В конце концов, какой ущерб может нанести вашему автомобилю неисправная зубчатая рейка и шестерня? В некоторых случаях он вообще не нанесет большого урона. Если у вас небольшая утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем, это не станет проблемой сразу.

Но если у вас более крупная утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем, тогда вам нужно беспокоиться. Вы можете попробовать долить жидкость для гидроусилителя руля самостоятельно, но большая утечка приведет к тому, что в вашей системе останется очень мало жидкости. В конечном итоге это может привести к повреждению зубчатой ​​рейки и шестерни.Это также может привести к повреждению топливного насоса, если вы не будете осторожны.

Вы также можете подвергнуть риску себя и других водителей, если не можете правильно управлять автомобилем из-за неисправной стойки и шестерни. Если у вас проблемы с рулевым управлением, вам следует медленно остановить автомобиль и отбуксировать его в ближайшую автомастерскую, чтобы узнать, нужна ли вам замена зубчатой ​​рейки и шестерни.

Что делать, если у вас неисправная зубчатая рейка и шестерня?

Если вы подозреваете, что у вас неисправная зубчатая рейка и шестерня, вам следует, как мы только что упоминали, отбуксировать вашу машину в мастерскую, чтобы ее можно было осмотреть.Вам следует либо использовать механика, который работал с вашей машиной в прошлом, либо искать механика, который специализируется на работе с системами зубчатой ​​рейки и шестерни. Это увеличит ваши шансы получить надлежащую диагностику вашего автомобиля, чтобы вы могли при необходимости произвести замену зубчатой ​​рейки и шестерни.

Когда механик осматривает зубчатую рейку вашего автомобиля, он может предложить несколько вариантов ремонта. Они могут сказать вам, что вам нужно полностью заменить зубчатую рейку и шестерню.Они также могут порекомендовать взять на себя более мелкую работу, например, замену рулевой тяги или рулевого механизма. Все зависит от того, в каком состоянии находится зубчатая рейка вашего автомобиля.

Вам будет полезно знать, что может порекомендовать ваш механик, чтобы вы не испытали никакого шока от наклеек, когда они скажут вам, что вам нужно заменить зубчатую рейку и шестерню. Это может оказаться довольно дорогостоящим ремонтом, который может немного обойтись вам, пока вы ремонтируете машину.Но это ремонт, который необходимо будет сделать, если вы планируете продолжать водить машину как обычно.

Сколько стоит замена зубчатой ​​рейки и шестерни?

Поскольку многие люди не очень хорошо знакомы с системой зубчатой ​​рейки и ее функциями, они не имеют ни малейшего представления о том, сколько им придется заплатить при замене зубчатой ​​рейки и шестерни. К сожалению, это может вызвать разочарование у некоторых людей, потому что замена зубчатой ​​рейки и шестерни — одна из более дорогостоящих работ по ремонту автомобилей, с которой вы столкнетесь, если вам когда-нибудь понадобится это сделать.

Точная цена, которую вы заплатите за замену зубчатой ​​рейки и шестерни, будет зависеть от марки и модели вашего автомобиля, системы зубчатой ​​рейки, которую устанавливает ваш механик, и многого другого. Но в среднем владельцы автомобилей обычно платят от 1530 до 1860 долларов за замену зубчатой ​​рейки. И не так уж много гибкости в цене, если учесть, что отдельные части могут стоить в некоторых случаях до 1500 долларов. Работа также может принести вам до 400 долларов в зависимости от того, какого механика вы нанимаете для выполнения работы.

Кроме того, замена зубчатой ​​рейки и шестерни часто выполняется одновременно с другим ремонтом. Это означает, что вы можете в конечном итоге заплатить за замену зубчатой ​​рейки и шестерни и многое другое, когда все будет сказано и сделано. Мы говорим это не для того, чтобы напугать вас, но мы говорим это для того, чтобы сообщить вам о потенциальной цене, связанной с заменой зубчатой ​​рейки и шестерни, чтобы она не застала вас врасплох. Это не ремонт автомобилей, к которому следует относиться легкомысленно.

Стоит ли того, чтобы заменить зубчатую рейку и шестерню?

Теперь вы знаете, во что обойдется замена зубчатой ​​рейки и шестерни.И вы можете спросить себя, стоит ли платить чуть меньше 2000 долларов за установку новой зубчатой ​​рейки и шестерни в вашу машину. Это вопрос, на который можете ответить только вы, но вам следует подумать о некоторых вещах, прежде чем вы решитесь на это.

Прежде чем планировать замену зубчатой ​​рейки и шестерни, вам следует выяснить стоимость вашего автомобиля и узнать, сколько он стоит на данный момент. Если он стоит не более нескольких сотен долларов, возможно, не стоит тратить тысячи долларов на его устранение, особенно если что-то еще может пойти не так на следующей неделе.Также может не стоить чинить это, если вы знаете, что у вас не будет машина надолго. Стоимость замены зубчатой ​​рейки и шестерни никак не повлияет на стоимость вашего автомобиля.

Однако стоит заменить зубчатую рейку, если у вас есть более новый автомобиль, который вы планируете оставить в эксплуатации на какое-то время. После того, как вы выполните замену зубчатой ​​рейки и шестерни, вам не придется беспокоиться о том, чтобы делать это снова в ближайшее время. Заменив зубчатую рейку и шестерню, вы снова сделаете свой автомобиль безопасным и вернете ему немного жизни.

Что делать, если вы не можете позволить себе оплатить замену стойки и шестерни?

Если вы решите, что платить за замену зубчатой ​​рейки не имеет смысла или если вы просто не можете позволить себе выложить за это тысячи долларов, вы можете задаться вопросом, что вообще можно сделать с автомобилем с неисправной стойкой и шестерня. Решение простое. Вы можете продать его покупателям старых автомобилей за большие деньги.

Cash Cars Buyer поможет вам избежать необходимости замены зубчатой ​​рейки, заплатив вам за машину наличными.Нам все равно, есть ли в вашем автомобиле неисправная зубчатая рейка или другие проблемы. Мы положим вам деньги в карман и уберем их от ваших рук. Позвоните нам сегодня, чтобы получить предложение для вашего автомобиля.

Ремонт автомобильной стойки и шестерни рулевого управления Orozco

Система рулевого управления большинства автомобилей работает с помощью системы, называемой реечной передачей. Рейка и шестерня — это часть, которая преобразует вращательное движение вашего рулевого колеса в левое и правое движение передних колес вашего автомобиля.Он работает за счет ведущей шестерни на конце рулевого вала, который движется по зубьям на горизонтальной рейке. Системы зубчатой ​​рейки и шестерни имеют простую конструкцию, и, как правило, их несложно отремонтировать в случае возникновения каких-либо проблем.

Однако, как и любая другая часть вашего автомобиля, система зубчатой ​​рейки со временем изнашивается, пока ее не потребуется отремонтировать или заменить. Самое важное, что вы можете сделать, чтобы продлить срок службы зубчатой ​​рейки вашего автомобиля, — это поддерживать жидкость в гидроусилителе рулевого управления, наполненную до надлежащего уровня.Это предотвратит блокировку движущихся частей в зубчатой ​​рейке и шестерне, из-за чего колеса будут тяжело или даже невозможно поворачивать. Это также предотвратит быстрый износ зубьев ведущей шестерни и рейки за счет уменьшения трения между ними. Вы не хотите, чтобы ваше рулевое колесо блокировалось при движении по Лонг-Бич — это может привести к потере управления и попаданию в аварию!

Первым признаком неисправности системы реечной передачи часто является изменение ощущений, которые испытывает ваш автомобиль во время вождения.При повороте рулевое колесо может расшататься или начать заклинивать в определенных местах, или рулевое колесо может тянуться в сторону, даже когда вы едете по прямой ровной дороге. Есть несколько частей вашей системы рулевого управления, которые могут изнашиваться и вызывать проблемы с вашей рейкой и шестерней, включая шаровые опоры, рычаги управления, рулевые тяги, муфту, поворотный кулак и насос.

Если ваша система зубчатой ​​рейки повреждена, возможно, потребуется заменить всю систему новыми деталями. Также рекомендуется одновременно заменить трубопроводы для жидкости, чтобы система оставалась хорошо смазанной.

Если вы чувствуете, что есть проблема с системой рулевого управления вашего автомобиля, не стесняйтесь позвонить сотрудникам Orozco’s Auto Service Long Beach сегодня по телефону (562) 427-4256. Наши сертифицированные специалисты ASE гарантированно диагностируют и устраняют любые проблемы с зубчатой ​​рейкой!

Что такое реечное рулевое управление?

Реечное рулевое управление — невероятно популярное устройство в современных автомобилях, но как оно на самом деле работает?

Скорее всего, у вашего автомобиля реечное рулевое управление.Это был невероятно популярный инженерный выбор в течение многих лет, но вы когда-нибудь задумывались, как именно он работает?

К счастью, основы совсем несложны: все дело в превращении вращательного движения в линейное. Когда вы поворачиваете рулевое колесо, это поворачивает рулевую колонку, которая вращает прикрепленный рулевой вал и червячную передачу, известную как шестерня. Эта шестерня находится на «стойке» — отрезке металла с врезанными в него зубьями. Таким образом, при вращении шестерни рейка перемещается влево или вправо, в зависимости от вашего рулевого управления.

Упрощенная схема рулевого управления с реечной передачей, на которой показаны колонка (2), рейка и шестерня (3) и рулевая тяга (4) — Изображение с Wikimedia Commons / LaurensvanLieshout

Тяга соединяет стойку с шкворнем, выступая в качестве последнего элемента головоломки.Это простой и эффективный дизайн, который не имеет недостатков, связанных с настройками рециркуляционных шаров (они обычно увеличивают вес автомобиля, требуют больше усилий и часто имеют « мертвую зону » посередине), которые в наши дни, как правило, зарезервированы. для больших автомобилей.

Рулевое управление с гидроусилителем добавляет устройство с одной стороны стойки с поршнем с гидравлическим приводом внутри. Поворотный клапан направляет гидравлическую жидкость к правой или левой стороне поршня — в зависимости от направления рулевого управления — который оказывает давление на поршень и снижает усилие, необходимое для перемещения рейки.Системы рулевого управления с электроусилителем, которые постепенно заменяют гидравлические системы, заменяют насос, клапан и поршневую систему двигателями.

Изображение предоставлено епископом Рулевым

Передаточное отношение рулевого управления определяется расстоянием между зубьями рейки, хотя это передаточное число можно изменять.Некоторые стойки имеют зубцы, расположенные ближе к середине, и раздвигаются дальше по обеим сторонам стойки. Это обеспечивает комфортную скорость поворота вокруг центральной точки, которая становится тем быстрее, чем больше вы поворачиваете колесо.

Существуют более сложные механические системы с переменным передаточным числом, добавляющие отдельные устройства между рулевым валом и шестерней, а некоторые активные системы включают двигатели, позволяя постоянно изменять передаточное отношение. Мы поговорим об этом в другой раз.

Если вам нужно что-то более прямое, можно модернизировать настройки реечного рулевого управления. OEM-стойки иногда взаимозаменяемы между разными моделями, хотя, поскольку системы ESP часто связаны с системами рулевого управления на новых автомобилях, замена не всегда будет простой.Между тем стойки для вторичного рынка от таких компаний, как Quaife и Bilstein, популярны в автоспорте, где скорость рулевого управления часто не снижает ее.

Теперь, когда вы в следующий раз повернете колесо в машине, вы должны знать, что происходит.Возможно, это не самая привлекательная область в автомобилестроении, но все мы, несомненно, можем оценить простой, но умный дизайн — особенно тот, который зарекомендовал себя достаточно, чтобы получить такое широкое распространение.

Как обнаружить утечку в стойке и шестерне

Сегодня большинство транспортных средств, грузовых или легковых, оборудовано реечной системой рулевого управления. У более старых автомобилей была установка рулевого механизма, которая включала штангу, которая поворачивалась при повороте рулевого колеса, и сложный набор рычагов и рычагов, которые доходили до колес.Реечная шестерня имеет меньше соединений, которые могут выйти из строя, и ее можно расположить в самых разных местах вашего автомобиля. Утечку из зубчатой ​​рейки и шестерни также относительно легко обнаружить, поскольку возможных мест утечки относительно немного.

Возможные места утечки в стойке и шестерне

• Трубопровод высокого давления
• Вход рулевой колонки
• Выходные уплотнения

Трубопровод высокого давления

Ваша рулевая рейка с гидроусилителем получает энергию от насоса гидроусилителя рулевого управления и жидкости под давлением, которую он закачивает по линии высокого давления.Если эта линия неправильно прикреплена к рейке и шестерне или повреждена, она может начать протекать из-за чрезвычайно высокого давления жидкости. Если у вас есть утечка из линии высокого давления, единственное, что вы можете сделать, это заменить ее, чтобы устранить утечку. Обычно эти линии не слишком дороги, но их установка может быть сложной задачей из-за их местоположения, поэтому может быть хорошей идеей отнести их к механику.

Вход рулевой колонки

Рулевое колесо прикреплено к рулевой колонке, которая вращается при повороте рулевого колеса.Эта колонка соединяется с зубчатой ​​рейкой и шестерней и заставляет ее вращать ваши колеса. Здесь имеется уплотнение вокруг входного вала, которое удерживает жидкость под высоким давлением для гидроусилителя рулевого управления даже при вращении рулевой колонки. Это уплотнение может со временем изнашиваться в результате использования или грязной жидкости для гидроусилителя руля. К сожалению, вы обычно не можете заменить это уплотнение, поэтому единственный вариант — заменить всю рейку рулевого управления с гидроусилителем или использовать BlueDevil Power Steering Stop Leak, чтобы восстановить уплотнение и остановить утечку.

Выходные уплотнения

Рейка и шестерня воспринимают вращательное движение вашего рулевого колеса и превращают его в поступательное движение гидроцилиндров, которые перемещают рулевую тягу и, следовательно, поворачивают ваши колеса. Гидравлические цилиндры по обеим сторонам рулевой рейки наиболее подвержены утечкам, поскольку уплотнения должны уплотнять линейное движение, а не вращательное движение. На эти гидроцилиндры надеты сапоги в стиле гармошки, чтобы запечатать пыль и защитить гидроцилиндр и уплотнение, но в любом случае эти уплотнения нередко протекают.Если вы заметили, что жидкость капает с концов чехла-гармошки, то, скорее всего, у вас есть относительно большая утечка внутри чехла у выходного уплотнения. Как и входное уплотнение, выходные уплотнения редко могут быть заменены, поэтому, чтобы остановить утечку вашей зубчатой ​​рейки и шестерни, вам придется либо заменить всю стойку, либо восстановить уплотнения в стойке, которая у вас есть.

Вы можете найти утечку ограничителя гидроусилителя руля BlueDevil в любом из наших партнерских местных магазинов автозапчастей, например:

• AutoZone
• Advance Автозапчасти
• Bennett Автоматическая поставка
• CarQuest Автозапчасти
• НАПА Автозапчасти
• Автозапчасти O’Reilly
• Пеп Мальчики
• Fast Track
• Бампер к специалистам по автозапчастям бампера
• Дистрибьютор S&E Quick Lube
• DYK Automotive
• Магазин автозапчастей Fisher
• Auto Plus Магазины автозапчастей
• Магазин Hovis Auto & Truck Supply
• Salvo Автозапчасти
• Автосалоны Advantage
• Магазины оригинальных автозапчастей
• Магазин автозапчастей Bond
• Снабжение флота Tidewater
• Бампер для автозапчастей бампера
• Любые запчасти Автозапчасти
• Бытовые автозапчасти

Фотографии предоставлены:

Rack_and_pinion_leak.