Що таке рейкова передача
Рейкова передача складається із зубчастої рейки і шестірні. Рейку кріплять до рами верстата вздовж напрямної, шестірню ставлять на вал двигуна, закріпленого на порталі або каретці. Двигун обертає шестірню, вона котиться по рейці й переміщує рухому частину верстата. Напрямок і довжину переміщення задає контролер через кількість кроків або імпульсів двигуна.
З чого складається передача
- Зубчаста рейка. Сталевий брус прямокутного перерізу із зубами на одній грані. Відрізки рейки ставлять один за одним, і довжина ходу не обмежена довжиною однієї деталі.
- Шестірня. Зубчасте колесо з маточиною. Маточину фіксують на валу стопорними гвинтами.
- Привод. Кроковий двигун або серводвигун. Шестірню ставлять на його вал безпосередньо або на вихідний вал редуктора: редуктор зменшує крок переміщення і збільшує тягове зусилля.
- Притискання. Плита двигуна з регулюванням або пружиною притискає шестірню до рейки і вибирає зазор у зачепленні.
Що таке модуль зуба
Модуль m дорівнює ділильному діаметру шестірні, поділеному на кількість зубів. Від модуля залежить крок зубів: він дорівнює 3,1416 × m, у модуля 1 це 3,14 мм. Рейка і шестірня входять у зачеплення лише за однакового модуля і однакового кута профілю зуба.
Як розрахувати переміщення і зусилля
- Шлях за оберт. За один оберт шестірня проходить по рейці 3,1416 × m × z. Наприклад, шестірня модуля 1 на 20 зубів проходить 62,83 мм.
- Кроків на міліметр. Кроковий двигун робить 200 кроків на оберт. За дроблення 1/8 це 1600 кроків, і для шестірні з прикладу виходить 1600 / 62,83 = 25,465 кроку на мм.
- Тягове зусилля. F = 2 × T / d, де T момент на валу, d ділильний діаметр. Момент 1 Н·м на шестірні з ділильним діаметром 20 мм дає 100 Н.
- Вибір кількості зубів. Шестірня з меншою кількістю зубів дає більше зусилля і дрібніший крок переміщення, з більшою кількістю зубів дає більшу швидкість осі за тієї самої частоти обертання двигуна.
Рейка, гвинт чи пас
- Ходовий гвинт. Дає високу точність і жорсткість на коротких осях. Довгий гвинт прогинається під власною вагою, і допустима частота обертання падає зі зростанням довжини.
- Зубчастий пас. Простий і легкий привод, але довгий пас розтягується під навантаженням, і вісь втрачає точність позиціювання.
- Зубчаста рейка. Жорсткість передачі не залежить від довжини осі, рейку нарощують відрізками. Зазор у зачепленні вибирають притисканням шестірні, зуби потребують змащення і захисту від стружки.
Монтаж і обслуговування
- Кріпіть рейку до рами по всій довжині і виставляйте паралельно напрямній за висотою і вбік, перевіряючи індикатором по всій довжині ходу.
- Висоту осі шестірні над основою рейки рахуйте за кресленням рейки: до половини ділильного діаметра шестірні додайте висоту ділильної лінії рейки над її основою.
- На стику двох відрізків вкладіть у зуби обох відрізків короткий шматок рейки як шаблон і затягніть кріплення: так крок зубів на стику збігатиметься.
- Зробіть на валу лиску під стопорний гвинт шестірні, щоб вона не проверталася під навантаженням.
- Притискайте шестірню до рейки без закушування: вісь має проходити всю довжину ходу плавно.
- Змащуйте зуби і очищайте рейку від стружки та пилу, абразив у зачепленні прискорює знос пари.
