[go: up one dir, main page]

RU2707156C1 - Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation - Google Patents

Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2707156C1
RU2707156C1 RU2018146431A RU2018146431A RU2707156C1 RU 2707156 C1 RU2707156 C1 RU 2707156C1 RU 2018146431 A RU2018146431 A RU 2018146431A RU 2018146431 A RU2018146431 A RU 2018146431A RU 2707156 C1 RU2707156 C1 RU 2707156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fixed
rack
gear
linear guide
passed
Prior art date
Application number
RU2018146431A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Робертович Агамиров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "БИГПРИНТЕР ЦИФРОВЫЕ ИННОВАЦИИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "БИГПРИНТЕР ЦИФРОВЫЕ ИННОВАЦИИ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "БИГПРИНТЕР ЦИФРОВЫЕ ИННОВАЦИИ"
Priority to RU2018146431A priority Critical patent/RU2707156C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707156C1 publication Critical patent/RU2707156C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: printing industry.SUBSTANCE: invention relates to equipment in which toothed rack motion is used and can be used in printing devices on large-format industrial printers. In method of stabilization of movement along gear rack, rack and linear guide are fixed on fixed part, and for movement along rack there is used motor, which rotates gear wheel located on movable part, note here that at least two movable carriages are arranged on linear guide to be fastened to moving part. Linear guide is attached in parallel along the rack on the fixed part, and to the linear perpendicularly linear part of the movable part, a vertical linear guide is attached, on which the stabilizing carriage is vertically displaced up and down, a plate is attached to the stabilizing carriage, through which the shaft of the motor rotating the gear wheel is passed, wherein in the zone located above the engine shaft to the movable part the bracket is attached, through the hole in which the spring tensioner is passed, which by the other end is connected to the ledge fixed on the plate.EFFECT: higher reliability of the device and higher accuracy of operation.6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию, в котором используется движение по зубчатой рейке и может найти применение в устройствах печати на широкоформатных промышленных принтерах (плоттерах), роботах и станках с программным управлением.The invention relates to equipment that uses movement along a rack and can find application in printing devices for large-format industrial printers (plotters), robots and machine tools with programmed control.

При осуществлении прямолинейного движения (по линейным направляющим) в принтерах, станках с программным управлением и роботизированных системах используются преобразование вращения зубчатого колеса двигателя в его линейное перемещение относительно зубчатой рейки. Величина перемещения задается шаговыми или серводвигателями. Точность перемещения вдоль длины рейки зависит, в немалой степени, от взаимного положения зубчатого колеса и зубчатой рейки.When carrying out rectilinear motion (along linear guides) in printers, computer-controlled machines and robotic systems, conversion of the rotation of the engine gear into its linear movement relative to the gear rack is used. The amount of movement is set by stepper or servomotors. The accuracy of movement along the length of the rack depends, to a large extent, on the relative position of the gear and the gear rack.

Технической проблемой известных станков и оборудования, а особенно широкоформатных принтеров, является изменение взаимного положения зубчатого колеса и зубчатой рейки при смещениях в горизонтальной плоскости, которое меняется в зависимости от кривизны опорной поверхности рейки и усилий, которые прикладываются к зубчатому колесу. Для стабилизации точности перемещения вдоль рейки к зубчатому колесу прикладываются предварительные усилия, которые прижимают колесо к рейке. Зубчатое колесо и рейка имеют следующие важнейшие особенности:The technical problem of known machines and equipment, and especially large-format printers, is the change in the relative position of the gear and the gear rack at horizontal displacements, which varies depending on the curvature of the bearing surface of the rack and the forces that are applied to the gear wheel. To stabilize the accuracy of movement along the rack to the gear wheel, preliminary forces are applied that press the wheel to the rack. The gear and rack have the following key features:

1. Большое передаточное отношение - за один оборот зубчатого колеса рейка перемещается на длину начальной окружности этого колеса. Поэтому пару зубчатое колесо-рейка удобно использовать в приводе главного движения и в приводе различных вспомогательных перемещений.1. A large gear ratio - for one revolution of the gear wheel, the rack moves to the length of the initial circumference of this wheel. Therefore, a pair of gear-rack is convenient to use in the drive of the main movement and in the drive of various auxiliary movements.

2. Неравномерность передаточного отношения, обусловленная большим влиянием ошибок зубчатого зацепления на скорость перемещения рейки. Особенно сложно обеспечить парой зубчатое колесо-рейка равномерность медленных движений в приводе подач высокоточных станков и станков с ЧПУ.2. The unevenness of the gear ratio due to the large influence of gear errors on the speed of the rack. It is especially difficult to provide a pair of gear-rack uniformity of slow movements in the feed drive of high-precision machine tools and CNC machines.

3. Отсутствие самоторможения затрудняет использование передачи зубчатое колесо-рейка для вертикального перемещения узлов станка.3. The lack of self-braking makes it difficult to use a gear gear-rack for the vertical movement of machine components.

4. Малые потери на трение и высокий КПД передачи оправдывает ее применение в приводе главного движения продольно-строгальных и долбежных станков при передаче значительной мощности.4. Low friction losses and high transmission efficiency justify its use in the drive of the main movement of longitudinal planing and mortising machines when transmitting significant power.

5. Технологичность изготовления и сборки пары зубчатое колесо-рейка определяет ее низкую стоимость, что приводит к довольно широкому использованию этой пары во вспомогательных устройствах при невысоких требованиях к точности движения. Реечная зубчатая передача состоит из зубчатого колеса и рейки. Передача выполняется с прямыми, косыми и шевронными зубьями и служит для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. При неподвижной рейке зубчатое колесо катится по рейке, т.е. совершает вращательное и поступательное движение.5. The manufacturability of the manufacture and assembly of a pair of gear wheels-racks determines its low cost, which leads to a fairly widespread use of this pair in auxiliary devices with low requirements for accuracy. The rack and pinion gear consists of a gear and a rack. The transmission is carried out with straight, oblique and chevron teeth and serves to convert the rotational motion to translational and vice versa. When the rack is stationary, the gear wheel rolls along the rack, i.e. makes rotational and translational motion.

Известные в технике широкоформатных принтеров системы прижима колеса к рейке технически сложны, имеют множество электронных компонентов. Это чревато тем, что выход из строя любого микроузла или сбой юстировки одной из настроек приводит к нарушению стабильной работы системы и снижению качества печати.The wheel-to-rail systems known in the technology of large format printers are technically complex and have many electronic components. This is fraught with the fact that the failure of any micro-node or the failure of the alignment of one of the settings leads to a violation of the stable operation of the system and a decrease in print quality.

Кроме того, перемещение по зубчатой рейке имеет шумность работы зубчатого зацепления.In addition, the movement along the gear rack has a noisy gear operation.

Известно (см. https://darxton.ru/wiki-article/mify-o-reechnoy-peredache/), что технологии металлообработки существенно продвинулись вперед за последнее время, что отозвалось радикальным увеличением точности изготовления элементов передачи - зубчатых реек и шестеренок. В настоящее время производятся рейки почти всех классов точности по JIS, вплоть до 1. А также производятся безлюфтовые реечные передачи и т.д. В настоящее время реечная передача в целом не уступает по точности позиционирования приводным винтам, и в большинстве случаев превосходит ременную передачу.It is known (see https://darxton.ru/wiki-article/mify-o-reechnoy-peredache/) that metalworking technologies have made significant progress in recent years, which has resulted in a radical increase in the precision of manufacturing transmission elements - gear racks and gears. At present, rails of almost all accuracy classes according to JIS are produced, up to 1. And also there are backlash-free rack and pinion gears, etc. At present, the rack and pinion transmission as a whole is not inferior in positioning accuracy to the drive screws, and in most cases it surpasses the belt drive.

У кремальеры есть теоретическое расстояние от центра шестерни до делительной линии рейки, при котором зацепление работает оптимальным образом. Прижимая шестерню к рейке, можно снизить люфт, но это повлияет на зацепление зубцов, что может привести к повышенному износу и стиранию передачи. Большой люфт свидетельствует о невысоком качестве передачи. Лучший способ уменьшить люфт - это использовать качественную рейку и шестерни с высоким уровнем исполнения, а - также улучшить качество взаимного монтажа. А полностью устранить люфт поможет разрезная или двойная шестерня.The cremallera has a theoretical distance from the center of the gear to the dividing line of the rack, at which the gearing works in an optimal way. By pressing the gear to the rack, it is possible to reduce the play, but this will affect the meshing of the teeth, which can lead to increased wear and abrasion of the gear. A large backlash indicates a low transmission quality. The best way to reduce backlash is to use a high-quality rail and gears with a high level of performance, and also to improve the quality of the mutual assembly. A split or double gear will help to completely eliminate play.

В отдельных случаях люфт может быть устранен совершенно путем использования специальных гаек с преднатягом. Однако, реечная передача также может быть точной и повторяемой. В случаях использование закаленной и доведенной затем в допуски шлифовкой рейки, аналогично можно достичь малого люфта и погрешности шага. А использование половинчатых или сдвоенных зубчатых колес позволяет полностью устранить люфт. А в длинных и массивных осях с ЧПУ, таких, как раскроечные комплексы, передача рейка-шестерня на самом деле значительно превосходит ШВП (шарико-винтовая пара), которая ограничена по длине из-за провисания и вибрации винта, а также по скорости перемещений.In some cases, the play can be completely eliminated by using special preloaded nuts. However, rack and pinion transmission can also be accurate and repeatable. In cases of using hardened rails, which are then hardened and then brought into tolerances, it is similarly possible to achieve small backlash and pitch errors. And the use of half or double gears allows you to completely eliminate the backlash. And in long and massive CNC axes, such as cutting machines, the rack-and-pinion transmission actually significantly exceeds the ball screw (ball screw pair), which is limited in length due to the sagging and vibration of the screw, as well as in speed of movement.

В приложениях с большой нагрузкой классическая зубчатая передача существенно превосходит ролико-зубчатую - последней не хватает жесткости и грузоподъемности.In heavy-duty applications, the classic gear train is significantly superior to the roller gear - the latter lacks rigidity and load capacity.

Наиболее близким аналогом являются профильные рельсовые направляющие Monorail BZ с рейкой на рельсе (опубл.: 10.07.2017., см.: http://www.promshop.info/cataloguespdf/MONORAIL_BZ.pdf). В них использован прижим шестерни к зубчатой рейке посредством подвижных кареток.The closest analogue is Monorail BZ profile rail guides with a rail on the rail (published: 07/10/2017., See: http://www.promshop.info/cataloguespdf/MONORAIL_BZ.pdf). They used the pinion of the gear to the rack by means of movable carriages.

В прототипе способ стабилизации движения по зубчатой рейке основан на том, что зубчатая рейка и направляющая крепятся на неподвижной части, а для перемещения рейки используют двигатель, которым вращают зубчатое колесо, расположенное на подвижной части, причем на направляющей размещают по меньшей мере две подвижные каретки, которые крепят к подвижной части.In the prototype, the method of stabilizing the movement on the gear rack is based on the fact that the gear rack and the guide are mounted on the fixed part, and to move the rack using an engine that rotates the gear located on the moving part, at least two movable carriages are placed on the guide, which are attached to the movable part.

Неточности монтажа элементов конструкции, которые приводят к непостоянству зазора между зубчатой рейкой зубчатым колесом, вызывают неточности в перемещениях (неодинаковые длина перемещения на один оборот зубчатого колеса в разных местах зубчатой рейки).Inaccuracies in the installation of structural elements that lead to inconstancy of the gap between the gear rack by the gear wheel cause inaccuracies in movements (unequal length of movement by one revolution of the gear in different places of the gear rack).

Мерой борьбы с этим явлением может быть прижатие зубчатого колеса к зубчатой рейке, которое вызывает как повышение точности перемещения, так и приработку рейки закаленным зубчатым колесом. Но прижимая шестерню к зубчатой рейке, хотя и можно снизить люфт, но это повлияет на зацепление зубцов, что может привести к повышенному износу и стиранию передачи.A measure of the fight against this phenomenon can be the pressing of the gear to the gear rack, which causes both an increase in the accuracy of movement and the running-in of the rack by the hardened gear. But pressing the gear to the gear rack, although it is possible to reduce the backlash, but this will affect the engagement of the teeth, which can lead to increased wear and wear of the gear.

Поэтому, основной технической проблемой прототипа является зависимость от сильного прижима шестерни к зубчатой рейке, что влияет на зацепление зубцов и приводит к повышенному износу и стиранию передачи.Therefore, the main technical problem of the prototype is the dependence on the strong pinion of the gear to the gear rack, which affects the meshing of the teeth and leads to increased wear and wear of the gear.

С другой стороны, потребность в использовании дорогой и технологически сложной в изготовлении качественной зубчатой рейки и шестерни с высоким уровнем исполнения, а также улучшение качества их взаимного монтажа, либо использование разрезной или двойной шестерни, - все это сильно утяжеляет конструкцию, делает ее технологически сложной и зависимой от каждого узла системы, где выход из строя любой мелкой детали или ее износ, ведет к потере точности сдвижения по зубчатой рейке всей подвижной системы.On the other hand, the need to use an expensive and technologically difficult to manufacture high-quality gear rack and pinion with a high level of performance, as well as improving the quality of their mutual mounting, or using a split or double gear, all this greatly complicates the design, makes it technologically complex and dependent on each node of the system, where the failure of any small part or its wear, leads to a loss of accuracy of movement along the gear rack of the entire mobile system.

Задачей заявленного решения является поиск балансового технического решения, при котором используются недорогие зубчатые рейки и зубчатые колеса, но при этом обеспечивается оптимальный люфт и оптимальное прижатие зубчатого колеса к зубчатой рейке, при которых сохраняется высокое качество передачи и не возникает износа и истирания передачи. Тем самым, ставится задача: исключить потребность в использовании дорогой и технологически сложной в изготовлении качественной зубчатой рейки и шестерни с высоким уровнем исполнения, исключить потребность в качестве их взаимного монтажа, использование разрезной или двойной шестерни.The objective of the claimed solution is to find a balanced technical solution that uses inexpensive gear racks and gears, but at the same time provides optimal play and optimal pressure of the gear to the gear rack, which maintains high transmission quality and does not cause wear and tear of the gear. Thus, the task is posed: to eliminate the need for expensive and technologically difficult to manufacture high-quality gear racks and gears with a high level of performance, to eliminate the need for the quality of their mutual mounting, the use of split or double gears.

Техническим результатом является повышение и стабилизация точности перемещения по зубчатой рейке, снижение шумности работы зубчатого зацепления, увеличение срока службы зубчатой рейки и шестерни при использовании зубчатых реек и шестерен среднего класса точности. Кроме того, обеспечивается предотвращение заклинивания и учет выступающих участков зубчатой рейки.The technical result is to increase and stabilize the accuracy of movement along the gear rack, reduce the noise of the gearing, increase the service life of the gear rack and gear when using gear racks and gears of the middle accuracy class. In addition, jamming is prevented and the protruding sections of the rack are counted.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен способ стабилизации движения по зубчатой рейке, в котором зубчатая рейка и линейная направляющая крепятся на неподвижной части, а для перемещения вдоль рейки используют двигатель, которым вращают зубчатое колесо, расположенное на подвижной части, причем на линейной направляющей размещают по меньшей мере две подвижные каретки, которые крепят к подвижной части, отличающийся тем, что линейную направляющую крепят параллельно вдоль зубчатой рейки на неподвижной части, а к подвижной части перпендикулярно линейной направляющей крепят вертикальную линейную направляющую, на которой ставят с возможностью вертикального смещения вверх-вниз стабилизирующую каретку, к стабилизирующей каретке крепят пластину, через которую пропускают вал двигателя, вращающего зубчатое колесо, при этом в зоне, расположенной выше вала двигателя к подвижной части крепят кронштейн, через отверстие в котором пропускают натяжитель пружины, которую другим концом соединяют с выступом, закрепленном на пластине.The specified technical result is achieved due to the fact that the claimed method of stabilizing the movement of the gear rack, in which the gear rack and linear guide are mounted on a fixed part, and to move along the rack using an engine that rotates the gear located on the moving part, and on the linear at least two movable carriages that are attached to the movable part, characterized in that the linear guide is mounted parallel to the rack on the fixed part, and a vertical linear guide is mounted on the movable part perpendicular to the linear guide, on which a stabilizing carriage is mounted vertically up and down, a plate is fastened to the stabilizing carriage, through which the shaft of the motor rotating the gear wheel is passed, while in the area located above the motor shaft to the movable parts fasten the bracket, through the hole in which the spring tensioner is passed, which at the other end is connected to the protrusion mounted on the plate.

Предпочтительно, неподвижную часть выполняют в виде станины.Preferably, the fixed part is in the form of a bed.

Предпочтительно, в месте наибольшего зацепления зубьев натяжение пружины обнуляют упором на регулируемый ограничитель, который пропускают через кронштейн и концом упирают в верхнюю часть корпуса двигателя, вращающего зубчатое колесо, или в пластину, на которой он закреплен.Preferably, at the point of greatest tooth engagement, the spring tension is reset to zero by an adjustable limiter, which is passed through the bracket and end abutted to the upper part of the motor rotating the gear wheel, or to the plate on which it is fixed.

Также заявлено устройство для стабилизации движения по зубчатой рейке, в котором зубчатая рейка и линейная направляющая закреплены на неподвижной части, а на подвижной части закреплен двигатель, связанный моментом вращения с зубчатым колесом, причем на линейной направляющей установлены подвижные каретки, закрепленные к подвижной части, отличающееся тем, что линейная направляющая закреплена параллельно вдоль зубчатой рейки на неподвижной части, а на подвижной части закреплены по меньшей мере две каретки, установленные на линейной направляющей, причем на подвижной части перпендикулярно линейной направляющей закреплена вертикальная линейная направляющая, на которой установлена с возможностью вертикального смещения вверх-вниз стабилизирующая каретка, к которой закреплена пластина, через которую пропущен вал двигателя, вращающего зубчатое колесо, а к подвижной части в зоне, расположенной выше вала двигателя, вращающего зубчатое колесо, закреплен кронштейн, имеющий отверстие, через которое пропущен натяжитель пружины, которая другим концом соединена с выступом, закрепленном на пластине.Also claimed is a device for stabilizing movement along a gear rack, in which the gear rack and linear guide are fixed to the fixed part, and the motor is connected to the movable part, coupled to the gear by the moment of rotation, and the movable carriages mounted on the linear guide fixed to the movable part, characterized the fact that the linear guide is fixed in parallel along the gear rack on the fixed part, and at least two carriages mounted on the linear direction are fixed on the moving part a vertical linear guide fixed to the movable part perpendicular to the linear guide, on which a stabilizing carriage is mounted with vertical displacement up and down, to which a plate is fixed, through which the shaft of the engine rotating the gear wheel is passed, and to the movable part in the area located a bracket is mounted above the shaft of the engine rotating the gear wheel, having an opening through which a spring tensioner is passed, which is connected to the protrusion at the other end captive on the plate.

Предпочтительно, неподвижная часть представляет собой станину.Preferably, the fixed portion is a bed.

Предпочтительно, через кронштейн пропущен регулируемый ограничитель, который концом упирают в верхнюю часть корпуса двигателя, вращающего зубчатое колесо, или пластину, на которой он закреплен.Preferably, an adjustable stop is passed through the bracket, which end rests on the upper part of the motor housing rotating the gear wheel, or the plate on which it is fixed.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 показано устройство системы стабилизации движения по зубчатой рейке (вид с торца).In FIG. 1 shows a device of a system for stabilizing movement along a gear rack (end view).

На Фиг. 2 показано устройство системы стабилизации движения по зубчатой рейке (вид сбоку в разрезе).In FIG. 2 shows a device of a system for stabilizing movement along a gear rack (sectional side view).

На чертежах: 1 - подвижная часть, 2 - каретка линейной направляющей, 3 - линейная направляющая подвижной части, 4 - станина, 5 - зубчатая рейка, 6 - зубчатое колесо, 7 - вертикальная линейная направляющая системы стабилизации, 8 - стабилизирующая каретка вертикальной линейной направляющей, 9 - двигатель, 10 - пружина, 11 - натяжитель пружины, 12 - ограничитель, 13 - вал двигателя, 14 - кронштейн, 15 - пластина.In the drawings: 1 - moving part, 2 - linear guide carriage, 3 - linear guide of the moving part, 4 - bed, 5 - gear rack, 6 - gear wheel, 7 - vertical linear guide of the stabilization system, 8 - stabilizing carriage of a vertical linear guide , 9 - engine, 10 - spring, 11 - spring tensioner, 12 - limiter, 13 - motor shaft, 14 - bracket, 15 - plate.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Заявленный способ стабилизации движения по зубчатой рейке реализуется как показано на Фиг. 1, Фиг. 2. Зубчатая рейка 5 и линейная направляющая 3 крепятся на неподвижной части, которая может представлять из себя, например, станину 4.The claimed method for stabilizing the movement along a gear rack is implemented as shown in FIG. 1, FIG. 2. The gear rack 5 and the linear guide 3 are mounted on a fixed part, which may be, for example, a frame 4.

На направляющей размещают по меньшей мере две подвижные каретки 2, которые крепят к подвижной части 1. Подвижную часть выполняют, например, в виде набора соединенных пластин, к которым крепятся те или иные узлы.At least two movable carriages 2 are placed on the rail, which are attached to the movable part 1. The movable part is performed, for example, in the form of a set of connected plates to which these or other nodes are attached.

Для перемещения зубчатой рейки 5 используют двигатель 9, которым вращают зубчатое колесо 6, расположенное на подвижной части 1.To move the rack 5 use the engine 9, which rotates the gear 6 located on the movable part 1.

Новым является то, что линейную направляющую 3 крепят параллельно вдоль зубчатой рейки 5 на неподвижной части. К подвижной части 1 перпендикулярно линейной направляющей 3 крепят вертикальную линейную направляющую 7, на которой ставят с возможностью вертикального смещения вверх-вниз стабилизирующую каретку 8. К стабилизирующей каретке 8 крепят пластину 15, на которой установлен мотор и редуктор или мотор (если не требуется больших усилий), а через пластину 15 пропускают вал двигателя 13 или вал редуктора, вращающего зубчатое колесо 6. При этом в зоне, расположенной выше вала 13 двигателя 9 к подвижной части 1 крепят кронштейн 14, через отверстие в котором пропускают натяжитель 11 пружины 10, которую другим концом соединяют с выступом, закрепленном на пластине 15.What is new is that the linear guide 3 is fixed in parallel along the gear rack 5 on the fixed part. A vertical linear guide 7 is mounted to the movable part 1 perpendicular to the linear guide 3, on which a stabilizing carriage 8 is mounted with vertical displacement up and down. A plate 15 is mounted on the stabilizing carriage 8, on which the motor and gearbox or motor are mounted (if you do not need much effort ), and through the plate 15 pass the shaft of the engine 13 or the shaft of the gearbox rotating the gear 6. In this case, in the area located above the shaft 13 of the engine 9, a bracket 14 is fixed to the movable part 1, through which an aperture spring tensioner allowed October 11, which is connected to the other end of the protrusion fixed to the plate 15.

Принцип стабилизации движения по зубчатой рейке заключается в следующем.The principle of stabilization of motion on the gear rack is as follows.

Из-за несовершенства плоскости рельсы линейной направляющей и зубчатой рейки, вхождение в зацепление зубчатого колеса и зубчатой рейки будет различно по длине.Due to the imperfection of the plane of the rails of the linear guide and the rack, the engagement of the gear and the rack will be different in length.

В обычных известных системах как в прототипе, прижим зубчатого колеса к зубчатой рейке обеспечивается движениями кареток вдоль горизонтальных линейных направляющих, которые крепят параллельно вдоль зубчатой рейки на неподвижной части.In conventional known systems as in the prototype, the pressure of the gear to the gear rack is provided by the movements of the carriages along the horizontal linear guides, which are mounted in parallel along the gear rack on the fixed part.

Как уже ранее говорилось, прижимая шестерню к зубчатой рейке, можно снизить люфт, но это повлияет на зацепление зубцов, что может привести к повышенному износу и стиранию передачи.As previously mentioned, by pinching the gear to the rack, it is possible to reduce the play, but this will affect the meshing of the teeth, which can lead to increased wear and wear of the gear.

С другой стороны, задачей заявленного решения является исключить потребность в использовании дорогой и технологически сложной в изготовлении качественной зубчатой рейки и шестерни с высоким уровнем исполнения, исключить потребность в качестве их взаимного монтажа, использование разрезной или двойной шестерни.On the other hand, the objective of the claimed solution is to eliminate the need for expensive and technologically difficult to manufacture high-quality gear racks and gears with a high level of performance, to eliminate the need for the quality of their mutual assembly, the use of split or double gears.

Поэтому, для обеспечения баланса стабилизации движения по зубчатой рейке необходимо компенсировать люфт механическим способом.Therefore, to ensure the balance of stabilization of movement along the gear rack, it is necessary to compensate for the backlash mechanically.

Зубчатая рейка 5 и линейная направляющая 3 закреплены на неподвижной части параллельно друг другу с отступом друг от друга. Это ослабляет сильный прижим шестерни зубчатого колеса 6 к зубчатой рейке 5 с использованием кареток 2.The gear rack 5 and the linear guide 3 are fixed on the fixed part parallel to each other indented from each other. This weakens the strong pressure of the gear of the gear wheel 6 to the gear rack 5 using the carriages 2.

С другой стороны, вес двигателя 9 напирает на вал 13. Вал в свою очередь напирает на пластину 15, через которую он пропущен. Ослабление прижима шестерни к зубчатой рейке ведет к возникновению люфта, от различного по длине вхождения в зацепление зубчатого колеса и зубчатой рейки. Люфт же мягко устраняется работой системы стабилизации движения по зубчатой рейке. Этот принцип основан на том, что вертикальные колебания подвижной части 1, на которой закреплен двигатель, гасятся за счет движений стабилизирующей каретки 8 вверх-вниз вдоль вертикальной линейной направляющей 7.On the other hand, the weight of the engine 9 presses against the shaft 13. The shaft, in turn, presses against the plate 15 through which it is passed. The weakening of the clamping of the gear to the gear rack leads to the appearance of play, from a different length of engagement of the gear wheel and gear rack. Backlash is gently eliminated by the work of the system of stabilization of movement along the gear rack. This principle is based on the fact that the vertical vibrations of the movable part 1, on which the engine is mounted, are damped due to the movements of the stabilizing carriage 8 up and down along the vertical linear guide 7.

Динамичное изменение положения стабилизирующей каретки обеспечивается натяжением пружины 10 и регулировкой силы ее натяжения. Усилие прижима создается растянутой пружиной 10, натяжение которой регулируется натяжным болтом натяжителя 11, но в местах наименьшего (наибольшего) зацепления оно может обнуляться упором на ограничитель 12, который пропускают через кронштейн 14 и концом упирают в верхнюю часть корпуса двигателя 9, вращающего зубчатое колесо 6, или в пластину 15, на которой он закреплен.A dynamic change in the position of the stabilizing carriage is provided by the tension of the spring 10 and the adjustment of the force of its tension. The clamping force is created by a stretched spring 10, the tension of which is regulated by the tensioning bolt of the tensioner 11, but in places of the smallest (greatest) engagement it can be zeroed by focusing on the limiter 12, which is passed through the bracket 14 and end abut against the upper part of the motor housing 9, rotating the gear wheel 6 , or into the plate 15 on which it is fixed.

Таким образом, заявленное решение обеспечивает систему стабилизации движения по зубчатой рейке, исключающую нагрузки на трансмиссию и люфты при неровностях взаимного расположения шестерни и зубчатой рейки. Плавающая подвеска механизма стабилизации прижимает шестерню к рейке с необходимым усилием, выбирая люфты. Таким образом, снижается шумность работы зубчатого зацепления, сохраняется точность перемещения и значительно увеличивается срок службы зубчатой рейки и шестерни.Thus, the claimed solution provides a system for stabilizing the movement of the gear rack, eliminating the load on the transmission and backlash with irregularities in the relative position of the gear and the gear rack. The floating suspension of the stabilization mechanism presses the gear to the rack with the necessary effort, choosing the backlash. Thus, the noise level of the gearing is reduced, the accuracy of movement is maintained, and the service life of the rack and pinion is significantly increased.

С другой стороны, благодаря устранению люфта обеспечивается стабильное движение по зубчатой рейке, предотвращающее заклинивание и учитывающее выступающие участки зубчатой рейки и ее приработку. Приработка рейки зубчатым колесом, являясь фактически неизбежным негативным явлением для любой зубчатой передачи, в то же время в начальный период эксплуатации уменьшает неточности сборки конструкции.On the other hand, due to the elimination of backlash, stable movement along the gear rack is ensured, which prevents jamming and takes into account the protruding sections of the gear rack and its running-in. The running-in of the rack by the gear wheel, being virtually an unavoidable negative phenomenon for any gear transmission, at the same time in the initial period of operation reduces the inaccuracies of the assembly of the structure.

Claims (6)

1. Способ стабилизации движения по зубчатой рейке, в котором зубчатая рейка и линейная направляющая крепятся на неподвижной части, а для перемещения вдоль рейки используют двигатель, которым вращают зубчатое колесо, расположенное на подвижной части, причем на линейной направляющей размещают по меньшей мере две подвижные каретки, которые крепят к подвижной части, отличающийся тем, что линейную направляющую крепят параллельно вдоль зубчатой рейки на неподвижной части, а к подвижной части перпендикулярно линейной направляющей крепят вертикальную линейную направляющую, на которой ставят с возможностью вертикального смещения вверх-вниз стабилизирующую каретку, к стабилизирующей каретке крепят пластину, через которую пропускают вал двигателя, вращающего зубчатое колесо, при этом в зоне, расположенной выше вала двигателя, к подвижной части крепят кронштейн, через отверстие в котором пропускают натяжитель пружины, которую другим концом соединяют с выступом, закрепленным на пластине.1. A method of stabilizing movement along a rack, in which the rack and linear guide are mounted on a fixed part, and to move along the rack using an engine that rotates the gear located on the moving part, at least two movable carriages are placed on the linear guide which are attached to the movable part, characterized in that the linear guide is mounted parallel to the gear rack on the fixed part, and a vert is attached to the movable part perpendicular to the linear guide a linear linear guide, on which a stabilizing carriage is mounted with vertical displacement up and down, a plate is fastened to the stabilizing carriage, through which the shaft of the engine rotating the gear wheel is passed, while in the region located above the motor shaft, the bracket is fixed to the movable part, through a hole in which the spring tensioner is passed, which is connected to the protrusion mounted on the plate at the other end. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неподвижную часть выполняют в виде станины.2. The method according to p. 1, characterized in that the fixed part is performed in the form of a bed. 3. Способ по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что в месте наибольшего зацепления зубьев натяжение пружины обнуляют упором на регулируемый ограничитель, который пропускают через кронштейн и концом упирают в верхнюю часть корпуса двигателя, вращающего зубчатое колесо, или в пластину, на которой он закреплен.3. The method according to p. 1 or p. 2, characterized in that in the place of the greatest tooth engagement, the spring tension is reset to zero by an adjustable limiter, which is passed through the bracket and end rests on the upper part of the motor rotating the gear wheel, or in the plate, on which it is fixed. 4. Устройство для стабилизации движения по зубчатой рейке, в котором зубчатая рейка и линейная направляющая закреплены на неподвижной части, а на подвижной части закреплен двигатель, связанный моментом вращения с зубчатым колесом, причем на линейной направляющей установлены подвижные каретки, закрепленные к подвижной части, отличающееся тем, что линейная направляющая закреплена параллельно вдоль зубчатой рейки на неподвижной части, а на подвижной части закреплены по меньшей мере две каретки, установленные на линейной направляющей, причем на подвижной части перпендикулярно линейной направляющей закреплена вертикальная линейная направляющая, на которой установлена с возможностью вертикального смещения вверх-вниз стабилизирующая каретка, к которой закреплена пластина, через которую пропущен вал двигателя, вращающего зубчатое колесо, а к подвижной части в зоне, расположенной выше вала двигателя, вращающего зубчатое колесо, закреплен кронштейн, имеющий отверстие, через которое пропущен натяжитель пружины, которая другим концом соединена с выступом, закрепленным на пластине.4. Device for stabilizing movement along a gear rack, in which the gear rack and linear guide are fixed on the fixed part, and the motor is fixed on the moving part, which is connected by the moment of rotation with the gear wheel, and on the linear guide mounted movable carriages fixed to the movable part, characterized the fact that the linear guide is fixed in parallel along the gear rack on the fixed part, and at least two carriages mounted on the linear guide are fixed on the movable part, with a vertical linear guide is fixed on the movable part perpendicular to the linear guide, on which a stabilizing carriage is mounted with vertical displacement up and down, to which a plate is fixed, through which the shaft of the motor rotating the gear wheel is passed, and to the movable part in the area located above the shaft a motor rotating a gear wheel, a bracket is fixed having an opening through which a spring tensioner is passed, which is connected at the other end to a protrusion fixed to the Stine. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что неподвижная часть представляет собой станину.5. The device according to p. 4, characterized in that the fixed part is a bed. 6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что через кронштейн пропущен регулируемый ограничитель, который концом упирают в верхнюю часть корпуса двигателя, вращающего зубчатое колесо, или пластину, на которой он закреплен.6. The device according to p. 4 or 5, characterized in that an adjustable stop is passed through the bracket, which end rests on the upper part of the motor housing rotating the gear wheel, or the plate on which it is fixed.
RU2018146431A 2018-12-26 2018-12-26 Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation RU2707156C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146431A RU2707156C1 (en) 2018-12-26 2018-12-26 Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146431A RU2707156C1 (en) 2018-12-26 2018-12-26 Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707156C1 true RU2707156C1 (en) 2019-11-22

Family

ID=68653157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146431A RU2707156C1 (en) 2018-12-26 2018-12-26 Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707156C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118395619A (en) * 2024-04-22 2024-07-26 张家港斯克斯精密机械科技有限公司 Numerical simulation method for vibration of ball screw pair in feeding system and ball screw pair feeding system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764040A (en) * 1986-12-15 1988-08-16 Mannesmann Tally Corporation Shock stabilized, twin counter weight shuttle drive for reciprocably mounted carriages
US6113229A (en) * 1996-10-07 2000-09-05 Hewlett-Packard Company Interchangeable fluid interconnect attachment and interface
US6789876B2 (en) * 2001-03-21 2004-09-14 Aaron G. Barclay Co-operating mechanical subassemblies for a scanning carriage, digital wide-format color inkjet print engine
RU2318673C1 (en) * 2005-04-27 2008-03-10 Кэнон Кабусики Кайся Printing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764040A (en) * 1986-12-15 1988-08-16 Mannesmann Tally Corporation Shock stabilized, twin counter weight shuttle drive for reciprocably mounted carriages
US6113229A (en) * 1996-10-07 2000-09-05 Hewlett-Packard Company Interchangeable fluid interconnect attachment and interface
US6789876B2 (en) * 2001-03-21 2004-09-14 Aaron G. Barclay Co-operating mechanical subassemblies for a scanning carriage, digital wide-format color inkjet print engine
RU2318673C1 (en) * 2005-04-27 2008-03-10 Кэнон Кабусики Кайся Printing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118395619A (en) * 2024-04-22 2024-07-26 张家港斯克斯精密机械科技有限公司 Numerical simulation method for vibration of ball screw pair in feeding system and ball screw pair feeding system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1224497C (en) Numerically controlled machine tool
KR101758288B1 (en) Carriage support unit and Robot carriage
KR20210029314A (en) Multi-function press roller mechanism with adjustable spacing
CN101698284A (en) Device for automatically eliminating clearances of screw drive pair
CN106438889B (en) The V-groove movable head of speed reducer
CN203516702U (en) High-speed long-distance gear and rack driving device and guide and anti-backlash mechanism thereof
RU2707156C1 (en) Method for stabilization of movement along gear rack and device for its implementation
CN216989278U (en) Plate leveler
US4714388A (en) Dual pinion anti-backlash carriage drive for a machine tool
KR101422245B1 (en) Compensation apparatus for compensating for the drop of the ram in a machine tool
CN104494345A (en) Clamping mechanism for engraving machine
CN108547923B (en) High-precision linear displacement transmission mechanism capable of being infinitely extended
KR101932193B1 (en) Finishing machine for hole
CN110814240B (en) Manual gear rolling machine
CN111590000B (en) Variable angle gear rolling machine
CN106352043B (en) Trailing type drives speed reducer
CN201103669Y (en) Anti-backlash device of worm wheel and worm
CN210358927U (en) Arc rack guide rail transmission mechanism on heavy servo follow-up material supporting device
CN202510664U (en) Backlash adjusting device for gear pair
US4130967A (en) Precision gear crown grinding machine
CN208381229U (en) A kind of built-in linear movement mechanism
JP6735346B2 (en) Slide traveling device and machine tool equipped with the same device
US3331257A (en) Lead screw and nut
DE102008060387A1 (en) Index pin for fixing interlock of turntable of rotary table or rotary transfer machine, is guided in linear motion by ball or roller cage guide, where guide bushing of index pin is guided in load-bearing contact
CN100372662C (en) Saw blade lifting regulation driving mechanism of table saw