Зубчатые рейки и шестерни

Зубчатая передача – один из способов преобразования вращательного движения вала шагового двигателя в поступательное движение стола, портала, шпинделя. Применяется в широкоформатных станках, к которым не предъявляется высоких требований в плане точности позиционирования. Примеры: деревообработка, резьба по каменным плитам (для нанесения рисунка на поверхность плиты памятника хватает точности 0,2-0,3 мм), раскрой тонколистового металла на отдельные заготовки для последующей обработки в цехах, где нет оборудования плазменной или газовой резки.

Элементы зубчатых передач для простых механизмов делаются из конструкционных высокоуглеродистых сталей, термообработка – улучшение. Но рейки и шестерни, применяющиеся в кинематических схемах станков с ЧПУ, изготавливаются из легированных инструментальных сталей. Поверхность цементируется, поэтому они прочнее изделий массового применения и отличаются большей износостойкостью.

Достоинства и недостатки

Этот тип передачи не относится к прецизионным, поэтому в высокоточном оборудовании не используется. К недостаткам относится и повышенный уровень шума, но у прямозубых передач он ниже, чем у косозубых.

Зубчатые рейки и шестерни характеризуются рядом преимуществ, которые, несмотря на сравнительно низкую точность перемещений, обуславливают их широкое применение в бюджетных портальных станках:

  • ценовая доступность;
  • легкость монтажа – рейка прикручивается напрямую к столу или раме портала, ей не нужны дополнительные опоры. Монтажные отверстия выполняются по месту, это предоставляет свободу выбора подходящего способа крепления;
  • степень ремонтопригодности выше, чем у ШВП – не обязательно подбирать гайку, сделанную производителем ходового винта. Отдельные элементы (рейки и шестерни) зубчатых передач разных фирм взаимозаменяемы;
  • скорость перемещения на холостых ходах выше, чем при использовании ШВП;
  • меньшая чувствительность к пыли и стружке (но при этом желательно предохранять передачу от попадания крупных производственных отходов).

Еще одно достоинство – легкость выбора. Для подбора шестерни достаточно знать делительный диаметр окружности (это последние две цифры в маркировке шестерен) и модуль. Для нагруженных передач подбираются пары рейка-шестерня с модулем не менее 1.5, для ненагруженных и высокоскоростных – 1 и меньше.