Bộ truyền động Servo Rack & Pinion (Rack & Pinion Servo Actuator)

Cơ cấu này chuyển chuyển động quay của servo motor thành chuyển động tịnh tiến nhờ hệ bánh răng rack & pinion. Thiết kế dành cho hobby robotics, makers và sinh viên

1. Thông số bánh răng

A. Pinion (bánh răng gắn motor)

Loại chuẩn: Spur Gear
Góc áp lực (Pressure Angle): 20°

Module: 1.5M
Số răng: 14T
Đường kính vòng chia (Pitch Diameter): 21 mm

B. Rack (thanh răng / linear rail)
Góc áp lực (Pressure Angle): 20°
Module: 1.5M
Đường pitch line: 15 mm
Tổng chiều dài: 61.2 mm

2. Tính toán lý thuyết

A. Khoảng cách tâm lắp (Mounting Center Distance)

Đây là khoảng cách theo phương thẳng đứng từ tâm Servo tới Rack để ăn khớp bánh răng chuẩn.

D = Rack Pitch Line + Pitch Radius = 25.5 mm

Pitch Circle của pinion sẽ tiếp tuyến với Pitch Line của rack.

B. Độ tịnh tiến & độ phân giải (Linear Displacement & Resolution)

Công thức tổng quát: để tính quãng chạy theo một góc bất kỳ:

D = (Angle/360)*pi*Pitch Diameter

C. Khuyến nghị (thiết lập tốt nhất) Để ổn định nhất, không nên xoay quá 125 độ.

• Lý do: Giữ chuyển động mượt và an toàn.

• Kết quả: Ở 125 độ, con trượt di chuyển khoảng 20.5 mm (đo thực tế).

3. Phần cứng (Hardware)

• 7x Vít: M3 x 10mm

• 5x Vít: M3 x 8mm

• 3x Vít: M3 x 12mm

• 5x Heat Inserts: M3 (OD 4.2mm, dài 3–4mm).

• 10x Vòng bi: 693ZZ (3x8x4 mm).

• 5x Long đền: M3 Flat Washers