齿条

齿条是与齿轮配合，用于传动的一种机械零件。分为直齿齿条和斜齿齿条，分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮配对使用[1]。齿轮齿条传动是齿轮与齿条配合的传动方式。当齿轮主动时，可以将旋转运动变成直线运动；当齿条主动时，可以将直线运动变成旋转运动[2]。齿轮齿条传动可以应用在升降机、轨道系统、汽车转向系统、机床和执行器的进给机构等领域[3][4][5]。

齿轮齿条传动的模拟动画

形状

齿条相当于分度圆无穷大圆柱齿轮。这时，齿轮的分度圆、齿顶圆和齿根圆都变成了直线，齿轮就变成了齿条[6]。齿条的齿廓为直线（对齿面而言则为平面）而非像齿轮一样为渐开线。齿廓的倾斜角称为齿形角，标准值为20°[7]。齿条主要参数有齿槽宽、齿高、齿厚、齿根圆半径等。齿条的齿厚与槽宽相等。[8]

齿条的加工方法与齿轮类似，有滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等。[9]

齿条与齿轮配合。

齿条的齿面是平的。

圆柱形的齿条

齿条与齿轮轴

應用
齒條傳動原理
齒條傳動用於轉向系統

齒輪和齒條嚙合時，齒輪旋轉的同時，齒條作直線運動。當直線運動的行程超過2米，考慮到經濟性，就可以選用齒輪齒條傳動。齒輪齒條可以在較髒的環境中使用，傳遞較大的軸向力。齒條能夠傳遞的軸向力的大小與潤滑是否充分、受力是否均勻、運動速度大小以及安全係數有關。[10]

與螺桿相比，齒輪齒條傳動的效率較高，但製造精度不高時，傳動平穩性和準確性較差。[11]

轉向機構

在汽車轉向機構中，方向盤轉動時可帶動小齒輪轉動，這個小齒輪與一條齒條相嚙合，帶動齒條左右直線運動，從而推動轉向輪左右擺動，從而實現轉向功能。與行星輪轉向相比，齒輪齒條轉向結構簡單、成本低，轉向力和路感傳遞直接[12]。因此，轎車上基本都採用齒輪齒條轉向，而只有在運動型多用途車上才可看到迴圈球式轉向[13] 。

升降機構
参见：船閘

齒輪齒條傳動可以應用於升降機構[14]。與液壓傳動相比，不僅行程長，而且還有節能、結構簡單、維修方便等優點[15]。Schneeberger公司可以生產單根長度為3米的齒條，齒條可以對接使用，以達到更長的行程[16]。當對接使用時，為保證相鄰齒條結合處的齒距精度，需要在齒條結合面之前留有0.5毫米左右的間隙[17]。

齒輪齒條可以在較髒的環境中使用。

齒輪齒條傳動中的鎖緊機構

齒條傳動用於船閘的開合。

齒軌鐵路
主条目：齒軌鐵路

齒軌鐵路在普通路軌中間的軌枕上，另外放置一條特別的齒軌；機車則配備了一個或多個齒輪，跟齒軌嚙合。這樣機車便能克服黏著力不足的問題，把列車拉上達坡度達48%的陡峭斜坡。[18]

参考文献
  1. . American Gear Manufacturers Association. : 72. ISBN 1-55589-846-7. OCLC 65562739. ANSI/AGMA 1012-G05.
  2. 罗丽萍, 京玉海 (编). . 清华大学出版社有限公司. 2004: 第32页. ISBN 7302099146.
  3. 苏春堂; 张洛平. . 《河南科技大学学报：自然科学版》. 2008年, (第4期).
  4. . Valve Magazine (Valve Manufacturers Association).
  5. (PDF). Flowserve Corporation. [2017-02-03].
  6. 窦墨林. . 清华大学出版社有限公司. 2001: 第166页. ISBN 7302044929.
  7. 《齒輪簡易設計》，郭蘅譯，徐氏基金會，1979年1月
  8. 申永胜 (编). . 清华大学出版社有限公司. 2005: 第132页. ISBN 7302119457.
  9. 刘颖; 马春荣. . 清华大学出版社有限公司. 2005: 第43页. ISBN 7810824945.
  10. 《機械設計製造手冊》，全華圖書股份有限公司，ISBN 978-957-21-4069-7
  11. 郭愛榮; 封逸彬. 李文，林若森 , 编. . 清華大學出版社有限公司. 2004: 第188頁. ISBN 7302092214.
  12. . Google Patent Search. [2007-03-22].
  13. Nice, Karem "How Car Steering Works", "HowStuffWorks", Accessed August 13, 2007
  14. Heinrich Martin,; Peter Römisch, Andreas Weidlich. . . Vieweg. 2004: 第104頁 [2017-02-03]. ISBN 3528740612.
  15. 石韶敏, 李宗亨. . 天津市正耀機械有限公司. 2014-06-18 [2017-02-03].
  16. . SCHNEEBERGER AG. [2017-02-03].
  17. 魏崢. . 清華大學出版社有限公司. 2004: 第185頁. ISBN 7302093539.
  18. Jehan, David. 2nd. Illawarra Light Railway Museum Society. 2003. ISBN 0-9750452-0-2.

外部链接
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