रैक और पिनियन गियर

रैक और पिनियन गियर एक प्रकार का रैखिक प्रवर्तक होता है जिसमें गोलाकार यन्त्र होता है जो एक रैखिक यन्त्र ("दांतेदार पट्टी") को उलझाता है। साथ में, वे घूर्णी गति को रेखीय गति में परिवर्तित करते हैं। पिच्छक को घुमाने से दांतेदार पट्टी पटरी में चला जाता है। इसके विपरीत, दांतेदार पट्टी को रैखिक रूप से हिलाने से पिच्छक घूमेगा। रैक और पिनियन गियर परिचालन सीधे और पेचदार यन्त्र दोनों का उपयोग कर सकते हैं। हालांकि कुछ सुझाव देते हैं कि पेचदार यन्त्र कार्य में शांत हैं, कोई ठोस सबूत इस सिद्धांत का समर्थन नहीं करता है। पेचदार दांतेदार पट्टी, जबकि अधिक अल्पव्ययी होने के कारण, आधार पर समतल बल आघूर्ण बढ़ाने के लिए सिद्ध हुए हैं, परिचालन लागत तापमान में वृद्धि के कारण समय से पहले घिसाव होता है। सीधे दांतेदार पट्टी को कम प्रबल बल की आवश्यकता होती है और यन्त्र अनुपात के प्रति प्रतिशत बढ़े हुए  बल आघूर्ण और गति प्रदान करता है जो कम परिचालन लागत तापमान की अनुमति देता है और विस्कल घर्षण और ऊर्जा उपयोग को कम करता है। अधिकतम बल जो रैक और पिनियन गियर तंत्र में प्रेषित किया जा सकता है, वह टूथ पिच और पिच्छक के आकार के साथ-साथ यन्त्र अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है।

उदाहरण के लिए, एक दांतेदार पट्टी रेलमार्ग में, एक लोकोमोटिव या एक रेलरोड कार पर लगे पिच्छक के घूमने से रेल के बीच एक दांतेदार पट्टी को जोड़े रखती है और रेलगाड़ी को एक खड़ी ग्रेड (ढलान) में ले जाने में सहायता करता है।

संयुग्मित जटिल रूपरेखा के प्रत्येक जोड़े के लिए, एक मूल दांतेदार पट्टी है। यह मूल दांतेदार पट्टी अनंत पिच त्रिज्या (यानी दांतेदार सीधे किनारे) के संयुग्मित यन्त्र की रूपरेखा है।

उत्पादक दांतेदार पट्टी एक दांतेदार पट्टी रूप-रेखा है जिसका उपयोग हॉब कर्तन या यन्त्र आकृतिकार काटने वाला जैसे उत्पादक उपकरण के प्रारुप के लिए दांतों के विवरण और आयामों को इंगित करने के लिए किया जाता है।

अनुप्रयोग
रैक और पिनियन गियर संयोजन प्रायः एक साधारण रैखिक प्रवर्तक के हिस्से के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जहां हाथ से या चालक द्वारा संचालित छड़ का घूर्णन रैखिक गति में परिवर्तित हो जाता है।

दांतेदार पट्टी प्रवर्तक का पूरा भार सीधे वहन करता है और इसलिए प्रबल पिच्छक साधारणतः पर छोटा होता है, ताकि यन्त्र अनुपात आवश्यक बल आघूर्ण को कम कर दे। यह बल, इस प्रकार बल आघूर्ण, अभी भी पर्याप्त हो सकता है और इसलिए यन्त्र या कृमि यन्त्र कमी से तुरंत पहले कमी यन्त्र होना सामान्य बात है। दांतेदार पट्टी यन्त्र का अनुपात अधिक होता है, इस प्रकार पेंच प्रवर्तक की तुलना में अधिक प्रबल बल आघूर्ण की आवश्यकता होती है।

सीढ़ियाँ
अधिकांश सीढ़ी वर्तमान में रैक और पिनियन गियर प्रणाली का उपयोग करते हुए काम करते हैं।

संचालन
रैक और पिनियन गियर साधारणतः गाड़ी या अन्य पहिए वाले, परिचालन वाहनों के परिचालक तंत्र में पाया जाता है। रैक और पिनियन गियर पुनरावर्ती बल जैसे अन्य तंत्रों की तुलना में कम यांत्रिक लाभ प्रदान करते हैं, लेकिन कम प्रतिक्रिया और अधिक प्रतिक्रिया, या परिचालक "अनुभव" करता है। साधारणतः द्रवचालित या विद्युत माध्यम से तंत्र शक्ति-सहायता प्राप्त हो सकता है।

आर्थर अर्नेस्ट बिशप द्वारा एक चर दांतेदार पट्टी (अभी भी एक सामान्य पिच्छक का उपयोग करके) का उपयोग किया गया था। 1970 के दशक में, ताकि विशेष रूप से उच्च गति पर वाहन की प्रतिक्रिया और परिचालक अनुभव में सुधार हो सके। उन्होंने दांतेदार पट्टी के निर्माण के लिए कम लागत वाली लोहारी प्रक्रिया भी बनाई, जिससे यन्त्र दांतों को संगठन करने की आवश्यकता समाप्त हो गई।

दांतेदार पट्टी रेलमार्ग


दांतेदार पट्टी रेलमार्ग पर्वतीय रेलमार्ग हैं जो मार्ग के केंद्र में निर्मित दांतेदार पट्टी और उनके यन्त्र पर एक पिच्छक का उपयोग करते हैं। इससे उन्हें परंपरागत रेलमार्ग के विपरीत 45 डिग्री तक खड़ी ढलानों पर काम करने की अनुमति मिलती है, जो चलने के लिए अकेले घर्षण पर भरोसा करते हैं। इसके अतिरिक्त, रैक और पिनियन गियर जोड़ इन ट्रेनों को नियंत्रित गतिरोधक प्रदान करता है, और रेल पर बर्फ या बर्फ के प्रभाव को कम करता है।

प्रवर्तक
प्रवर्तक में दो दांतेदार पट्टी और एक पिच्छक के साथ एक रैक और पिनियन गियर का उपयोग किया जाता है। उदाहरण- वायुचालित रैक और पिनियन गियर प्रवर्तक हैं जिनका उपयोग संसाधन परिवहन में द्वार को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। दाईं ओर की तस्वीर में प्रवर्तक का उपयोग बड़ी पानी की संसाधन के द्वार को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। शीर्ष प्रवर्तक में, ग्रे नियंत्रण संकेत पंक्ति को परिनालिका द्वार (शीर्ष प्रवर्तक के पीछे जुड़ा हुआ छोटा काला डिब्बा) से जोड़कर देखा जा सकता है, जिसका उपयोग प्रवर्तक के लिए चालक के रूप में किया जाता है। परिनालिका द्वार निवेश वायु प्रणाली (छोटी हरी नली) से आने वाले वायु दाब को नियंत्रित करता है। परिनालिका द्वार से निकलने वाली हवा को प्रवर्तक के बीच में कक्ष में खिलाया जाता है, जिससे दबाव बढ़ता है। प्रवर्तक के कक्ष में दबाव मुसली को दूर धकेलता है। जबकि मुसली एक- दूसरे से अलग हो रहे हैं, संलग्न दांतेदार पट्टी भी मुसली के साथ दो दांतेदार पट्टी के विपरीत दिशाओं में चले जाते हैं। दो दांतेदार पट्टी पिच्छक के सीधे विपरीत दांतों पर पिच्छक से जुड़े होते हैं। जब दो दांतेदार पट्टी चलते हैं, तो पिच्छक मुड़ जाता है, जिससे पानी के नली का मुख्य द्वार मुड़ जाता है।

धनुषाकार दांतेदार पट्टी
घुमावदार दांतेदार पट्टी वाले दांतेदार पट्टी यन्त्र को धनुषाकार दांतेदार पट्टी कहा जाता है।

इतिहास
रैक और पिनियन गियर तंत्र सबसे पहले चीन में आग्नेयास्त्र अभिकल्पक झाओ शिज़ेन द्वारा विकसित किया गया था। शेन क्यू पु (神器譜) ने अपनी 1598 ईसवी की पुस्तक में जुआनयुआन आर्किबस (軒轅銃) में रैक और पिनियन गियर प्रणाली का उपयोग करते हुए एक निशानेबाज़ी तंत्र को चित्रित किया था जो तुर्की मैचलॉक प्रारुप से प्रेरित था। जिसमें एक उपन्यास कीलक निशानेबाज़ी तंत्र सम्मिलित था। जुआनयुआन आर्किबस को बरसात और हवा की स्थिति से उत्पन्न होने वाली समकालीन बन्दूक की अविश्वसनीयता की समस्याओं के जवाब में प्रारुप किया गया था, और एक उत्प्रेरक प्रस्तुत किया जो एक साथ प्रतिभाशाली दृढ़पटल और पहाड़ी मार्ग दोनों को संचालित करता था। डब्ल्यू अप ईआईसी हाय या (1621) ने बाद में तुर्क साम्राज्य तुर्की मसकट का वर्णन किया जो रैक और पिनियन गियर तंत्र का उपयोग करता था।

यह भी देखें

 * यन्त्र नामकरण की सूची
 * मशीन तत्व
 * पिटमैन आर्म
 * दांतेदार पट्टी चरण अंतर
 * दाँतेदर पहिया
 * खड़ी ग्रेड रेलमार्ग