齿轮齿条计算设计（赢在总结----齿轮齿条的传动设计选型篇）

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赢在总结----齿轮齿条知识的基础篇 1

赢在总结----齿轮齿条知识的基础篇 2

给大家大概科普了一下齿轮的基本常识。

今天我们来介绍齿轮齿条的运用：一种将旋转运动转换为直线运动的机构----齿轮齿条传动机构 。

电机的轴伸与齿轮连接，电机轴与齿轮同步转动，此时，会有两种情况：

1、当电机、滑块固定在机架上，齿条与导轨安装在某安装板上，齿条实现直线运动 ；

如下图所示：Z轴的上下运动，则为齿条的上下直线运动：

图1 齿轮旋转运动带动齿条的直线运动示图

2、当齿条、导轨固定在机架上，电机 齿轮及滑块安装在某板上组成一套机构，齿轮转动的同时整套机构直线运动；

如下图所示：Z轴的左右运动，则为齿轮的旋转运动 直线运动：

图2 齿轮的旋转运动 直线运动示图

齿轮齿条的选型步骤如下：

1.求负载：

我们要先把要移动的机构的整体重量求出来：如下图，要对Z轴的整体移动的机构的重量以及产品重量计算出来，求出负载是多少！！

如上图，模拟负载为44KG；

由于我们一般设计时，要留一些余量，并考虑有一些小元件没有画进去的，所以按：

总重量：m=44*110%=48.5KG

然后求总负载： Fu

2、根据扭矩M，选择合适的齿轮模数及其分度圆直径：

模数是表示齿轮的齿形形状大小的数值，只有当两个齿轮的模数和压力角相同时才能进行黏合传动。

m=d/z 其中d为基准圆直径；z为齿数 模数越大，负载能力越强。

根据实际应用情况，负载力*基准圆半径*安全系数要小于容许传递力。

通过齿条的受力分析和计算，确认你所需要选择的齿条的模数，模数对应的扭矩有如下的参考。

我们可以根据上面的表格和你计算的齿条载荷以及设计的齿轮的大小来确认齿条的受力，从而确认齿条的模数，然后根据齿条的模数我们在选择其它的重要参数。

3、除了模数的选择，还有几个参数也是非常重要的。

（1）精度等级：选择什么样的精度等级就意味着机械手的运行有多精确，特别是定位精度和重复定位精度上有很大的体现。

（2）材料：材料的选择跟齿条的受力有很大的关系，当然也跟齿条的使用寿命有很的关系，我的建议是尽量选择得保守一点，在一些参数上浪费一点总比最后不足的要好，尤其是自动线的设计，因为都是定制化设计，很少有批量的说法，所以为了将售后成本将到最低，我们要尽量把安全系统提高一点，否则后续的维护和维修费用会让你生不如死。

（3）齿形：通常有两种齿形选择，一种是直齿，一种是斜齿，在这里说一下这两种齿形的区别。

①直齿，其设计简单、制造方便、检验容易操作、装配也相对容易，因为这种类型的齿条啮合度小，噪音大，传递的载荷小，所以一般用于传递中、低载荷的高、中、低速运行场合。

②斜齿，其设计、制造、检验和装配都较直齿相对复杂，因其啮合的重合度较大，噪音小，且传递的载荷大，所以更多实用在中低速大扭矩传动的场合。如果选用这种类型的齿条一定要注意一个事项，与之相配的齿轮在运行过程中会产生轴向力，所以在设计时齿轮的轴向固定一定要有相应的设计预案。

③齿面处理：通常有精铣和精磨两种，具体的差别也体现在精度上。

④硬度处理：可以根据你的使用环境、载荷和使用寿命要求来确认齿条的硬度，对应着来选择就可以了。

其它的参数可以根据设计者的选择自行决定，没有太多的注意事项，很多东西只有在设计过程中才会有更深的体会。所谓纸上得来终觉浅，预知此事需躬行。

最后 ，附两个齿轮齿条设计实例及齿轮计算表供大家参考使用：(关注公众号Smart智造舍即可获得)

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