ชั้นวางและเฟืองเป็นที่รู้จักกันสําหรับจังหวะยาว ตราบใดที่ชั้นวางสามารถทําได้นานพอระบบแร็คและเฟืองไดรฟ์แทบจะไม่มีข้อ จํากัด เกี่ยวกับความยาวจังหวะ แต่ความยาวจังหวะจะถูก จํากัด โดยโครงสร้างรองรับ ด้วยการใช้ชั้นวางแทนสายพานความยืดหยุ่นจะถูกกําจัดและความแข็งแกร่งจะเพิ่มขึ้น บทความนี้จะแนะนําความรู้ที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับแร็คและเฟืองพวงมาลัย
ระบบพวงมาลัยที่ใช้กันทั่วไปคือแร็คและเฟืองและส่วนใหญ่ 80% ของยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์ใช้ประเภทนี้ นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดโดยมีชิ้นส่วนน้อยลงและง่ายต่อการออกแบบ แร็คและเฟืองเป็นตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่ประกอบด้วยเฟืองคู่หนึ่งที่แปลงการเคลื่อนไหวแบบหมุนเป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้น
แร็คและเฟืองพวงมาลัยเฟืองหมายถึงเฟืองวงกลมที่เรียกว่า "เฟือง" ที่ตาข่ายด้วยฟันบนแท่ง "pinion" เชิงเส้นที่เรียกว่า "แร็ค"; การเคลื่อนไหวแบบหมุนที่ใช้กับเฟืองทําให้ชั้นวางสัมพันธ์กับเฟือง Move เพื่อแปลงการเคลื่อนไหวแบบหมุนของเฟืองเป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้น
ระบบพวงมาลัยแร็คและเฟืองประกอบด้วยเฟือง (เฟืองวงกลม) และแร็ค (เกียร์เชิงเส้น) ระบบพวงมาลัยแร็คและเฟืองทํางานโดยการแปลงการเคลื่อนไหวแบบโรตารี่เป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้น รถยนต์รถบรรทุกขนาดเล็กและ SUV ส่วนใหญ่ติดตั้งระบบพวงมาลัยแร็คแอนด์พิเนียนแทนระบบพวงมาลัยลูกหมุนเวียนที่พบในรถบรรทุกขนาดใหญ่ SUV ขนาดใหญ่และยานพาหนะหนักอื่น ๆ
ในกระปุกเกียร์พวงมาลัยประเภทนี้เกียร์เฟืองจะถูกติดตั้งที่ส่วนท้ายของเพลาพวงมาลัย เฟืองเฟืองตาข่ายกับชั้นวางและปลายทั้งสองด้านของชั้นวางมีข้อต่อลูกเพื่อให้ล้อขึ้นและล้ม การเคลื่อนไหวแบบหมุนของพวงมาลัยจะถูกส่งไปยังเฟืองเฟือง การเคลื่อนที่เป็นวงกลมของเฟืองจะถูกเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนไหวของชั้นวางเชิงเส้นซึ่งจะถูกส่งไปยังก้านผูกและเพลาสั้นผ่านข้อต่อลูกบอล
แม้ว่าระบบชั้นวางและเฟืองอาจดูซับซ้อน แต่ก็เป็นเพียงเกียร์ที่เชื่อมต่อกับชั้นวาง ก้านเชื่อมต่อกับชุดของแท่งผูก ชั้นวางที่สร้างขึ้นใช้ในการออกแบบโปรไฟล์ชั้นวางของเครื่องมือสร้าง (เช่นเตาหรือตัวตั้งเกียร์) เพื่อระบุรายละเอียดและขนาดของฟัน ตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่เรียบง่ายมักจะประกอบด้วยการรวมกันของชั้นวางและเฟือง การหมุนเพลาของเฟืองขับเคลื่อนด้วยตนเองหรือโดยมอเตอร์เพื่อสร้างการเคลื่อนไหวเชิงเส้น
แร็คและพวงมาลัยเฟืองใช้ชุดเกียร์เพื่อแปลงการเคลื่อนที่เป็นวงกลมของพวงมาลัยเป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้นที่จําเป็นในการหมุนล้อ นอกจากนี้ยังช่วยลดเกียร์ดังนั้นการหมุนล้อจึงง่ายขึ้น หลักการทํางานของแร็คและเฟืองพวงมาลัยแบบเฟืองคือการล้อมรอบแร็คและกลุ่มเฟืองในท่อโลหะและปลายแต่ละด้านของชั้นวางขยายจากท่อและเชื่อมต่อกับเพลา ระบบส่งกําลังเชื่อมต่อกับเพลาพวงมาลัยดังนั้นเมื่อหมุนพวงมาลัยเกียร์จะหมุนจึงเคลื่อนที่เฟรม แกนที่ปลายทั้งสองด้านของชั้นวางเชื่อมต่อกับปลายก้านผูกและปลายก้านผูกเชื่อมต่อกับเพลาหลัก
เฟืองเฟืองขนาดเล็กจะให้พวงมาลัยที่เบากว่า แต่คุณต้องหมุนพวงมาลัยหลายครั้งเพื่อล็อคเป็นล็อค เฟืองเฟืองที่ใหญ่ขึ้นหมายถึงการเลี้ยวของคอพวงมาลัยน้อยลง แต่พวงมาลัยที่หนักกว่า
หลักการทํางานของแร็คและพวงมาลัยเฟืองคือการใช้ระบบเกียร์เพื่อแปลงการเคลื่อนที่เป็นวงกลมของพวงมาลัยเป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้นที่จําเป็นในการหมุนล้อ ท่อโลหะเป็นที่ตั้งของชุดเกียร์ มีช่องเปิดที่ปลายแต่ละด้านของท่อเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อกับแกนแกนได้ เฟืองเฟืองเชื่อมต่อกับเพลาพวงมาลัยดังนั้นเมื่อพวงมาลัยหมุนเกียร์จะหมุนและเลื่อนแร็ค แกนเชื่อมต่อกับปลายก้านผูกและปลายก้านผูกเชื่อมต่อกับเพลาหลัก
