- دنده شانه ای و دنده مقابل

دسته ای از عملگرهای خطی میباشند که از دو عضو اصلی دنده شانه ای با نام (Rack) و دنده مقابل (Pinion) تشکیل شده اند. کاربرد اصلی این مجموعه تبدیل حرکت دورانی از طریق دنده مقابل به موتور به حرکت خطی در راستای دنده شانه ای میباشد.بنابر این حرکت دورانی موتور از طریق دنده مقابل یا همان pinion به دنده شانه ای rack منتقل شده و به حرکت خطی تبدیل میگردد که این حرکت به دو صورت زیر ممکن است اتفاق بیفتد.

در صورت ثابت بودن دنده شانه ای و پیچ شدن ان به سیستم ثابت (زمین) مجموعه متصل به پینیون که شامل موتور و میزcnc و سیستم متصل به آن میشود حرکت خواهند کرد.

در صورت ثابت بودن محل قرار گیری و سیستم متصل به موتور مجموعه متصل به دنده شانه ای در راستای خود حرکت خواهد کرد ( مانند درب هایی ریلی که رک به درب خود وصل شده و موتور در یک نقطه ثابت و غیر قابل حرکت قرار گرفته است.

دنده شانه ای ها در نوع خود به دو دسته اصلی ساده و مورب تقسیم بندی میشوند: در نوع ساده از دنده شانه ای ها محل و راستای قرار گیری دندانه ها با راستای رک زاویه 90 درجه میسازد. کاملا واضح است که دنده مقابل مورد استفاده نیز باید از نوع ساده بوده و راستای دندانه ها موازی محور عبوری از مرکز پینیون باشد. در نوع مورب راستای قرارگیری دندانه ها با راستای رک یک زاویه میسازد که این زاویه موجب درگیر شدن تعداد دندانه بیشتری در هر لحظه و تماس و جدا شدن راحت تر دنده مقابل با ذدنده شانه ای میگردد. هر کدام از این مدل ها معایب و مزایای خود را دارند که به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد.

مزایا و معایب دنده شانه ای ساده نسبت به مورب دارای عملیات ساخت ساده تری بوده و متعاقبا قیمت مناسب تر و فراوانی بیشتری خواهد داشت. برش دنده شانه ای ساده در ابعاد دلخواه بسیار راحت تر بوده و آسیبی به دنده ها وارد نخواهد شد. نیروی قابل انتقال از طریق چرخ دنده های مورب به علت تعداد دندانه های درگیر بیشتر زیادتر خواهد بود. در چرخ دنده های مورب به علت درگیر شدن و جدا شدن دندانه ها از یکدیگر که به صورت تدریجی اتفاق می افتد حرکت تولید شده بسیار روان تر و بی سر و صدا تر خواهد بود که این موضوع در چرخ دنده های ساده صادق نیست. علاوه بر نوع دنده شانه ای مهمترین پارامتر تاثیر گذار بعدی مدول دنده شانه ای میباشد این پارامتر که نشانگر ابعاد و اندازه های rack pinion میباشد عبارتست از نسبت قطر دایره گام به تعداد دندانه ها . مدول چرخ دنده را همچنین میتوان از گام به تعداد دندانه به دست آورد . با در نظر گرفتن این تعاریف در دنده شانه ای ها گام چرخ دنده برابر است با مدول ضرب در عدد π به طور مثال گام دنده شانه ای مدول 1 برابر است با 3.14 و مدول 2 برابر است با 6.28 میلیمتر. سایر پارامتر های مرتبط با چرخ دنده ها عبارتست از : گام : فاصله یک نقطه روی دندانه تا نقطه متناظرش در دندانه مجاور بعدی دایره گام : هنگامی که دو چرخدنده با هم درگیر میشوند دو دایره فرضی وجود دارد که به هم مماس هستند این دو دایره دایره گام و قطر آنها نیز قطرگام نامیده میشود. اندازه سردنده : به فاصله شعاعی بین بالای دندانه تا دایره گام سردنده گفته میشود اندازه پایه دنده : به فاصله شعاعی از ریشه دندانه تا دایره گام اندازه پایه دنده گفته میشود عمق دندانه : مجموع دو پارامتر بالا عمق دندانه را نشان میدهد.