每次当你在车里转弯时，你都在使用一种机械装置，这种装置也可以在龙门架、机床和其他自动化设备中找到:齿轮齿条。
机架和小齿轮系统将旋转运动转换为线性运动，反之亦然。齿条是一个直杆，齿横跨IT-A齿轮，具有无限半径。牙齿是扁平的和渐开线。小齿轮是一个带有配合齿的圆齿轮。旋转小齿轮将机架侧移动到侧面。移动机架转动小齿轮。
齿条和齿轮可由钢，不锈钢，铝，黄铜和塑料制成。齿轮齿可制成直齿、螺旋齿、蜗轮齿和人字形齿。直齿垂直于齿条长度;螺旋齿与它成一个角度。螺旋齿比直齿跑得更安静，特别是在高速时。斜齿比直齿有更高的接触比，这增加了系统的负载能力。然而，带螺旋齿的齿条和小齿轮比带直齿的机构更难以设置和校准。
机架和小齿轮定位系统的一个示例是来自Bosch Rexroth Corp.的MKZ线性模块线性运动和组装技术（Charlotte，NC）。两个滚珠导轨，每个跑步器块都安装在铝框架上。铝制托架安装在块上。齿条附接到框架的一侧，并且小齿轮，齿轮箱和电动机附接到托架。
与线性定位的其他机制相比，机架和小齿轮系统具有坚固，高效且经济。它们与其他类型的线性运动系统一样快。但是，根据设计以及齿轮齿的制造程度，它们不如精确。另外，如果套管和小齿轮用于垂直运动应用，则需要制动。
另一方面，博斯克的线性模块的产品经理Danielle Collins表示，机架和小齿轮系统具有一些独特的优势。虽然行程长度为滚珠系统约6米，但为带驱动系统为14米，机架和小齿轮系统的行程长度是无限制的。而且，与滚珠丝杠或带驱动系统不同，机架和小齿轮系统可以支持多个托架，可以彼此独立地移动。
“这可以节省你的空间和集成时间，”柯林斯说。“我们最近建造了一个非常长的机架和小齿轮模块，具有多个托架，用于医疗制造应用。每个滑架独立地移动并携带垂直定向的线轴。每个托架都使一系列停止浸入化学物质浴。如果您必须使用皮带驱动模块，您需要四个或五个单位。“
齿条和小齿轮的精度由三个变量决定:齿隙、节距偏差和齿质量。齿隙是齿轮齿的侧翼之间的间隙。它随组件的设计和质量以及两者的对齐程度而变化。可以用分裂小齿轮系统消除齿隙。分裂小齿轮由两个小齿轮和轴向弹簧组组成。小齿轮在同一齿条上与相反的齿侧啮合。轴向弹簧填料预加载系统，以确保在运行过程中不会产生间隙。
节距偏差是理论齿条长度与实际齿条长度之差。这取决于机架的质量。一些伺服系统可以通过使用激光干涉仪绘制出误差来补偿这种误差。可以制作零累积螺距偏差的机架，即使是长途旅行，但它们很贵。
牙齿质量是牙齿侧翼的准确性的衡量标准。这会影响系统的精度和平滑性。硬化和地面架和小齿轮组件最精确。
在指定齿条和小齿轮时，工程师应考虑负载、轴的方向、速度、行程长度、精度要求、环境和占空比。在计算载荷时，工程师应该包括外部载荷，例如由螺丝刀操作可能施加在车厢上的力。
