非标机械设计之双倍行程晋级篇

在之前的内容中，我们探讨了通过链条传动实现行程放大的方法。今天，我们将为大家展示如何通过气缸和齿轮齿条的组合，将原有的气缸行程进一步增加。

接下来，我们简明扼要地阐述一下其工作机理：

* 齿轮与气缸相连接，下齿条被稳固在底板上，而上齿条则与位于两端的滑块移动块相连。

* 当气缸开始伸展时，齿轮与下齿条相互啮合并向前推进。假设在此过程中中间的齿轮保持静止，那么上端的齿条也会随之前进，直至达到气缸的预定行程。

* 事实上，由于中间的齿轮是活动的，上齿条除了直线移动外还会进行旋转。这个额外的旋转运动所增加的行程正好等于气缸的行程，从而使得整个机构的行程达到气缸原始行程的两倍。值得一提的是，在相同的时间内，移动块所覆盖的距离也加倍了，因此这个机构还具备一定的加速效果。根据实际应用场景的不同，大家可以灵活设计。

通过这一增速原理，我们可以进一步推广至N倍速机构，从而将气缸的原始行程转换为n倍。

尽管其核心依然是齿轮和齿条，但这种机构的奥秘在于其独特的齿轮比例。以下是详细的解析：

* 大小两个齿轮同轴并与气缸相连，随着气缸的伸缩进行旋转。固定的齿条被安装在底板上并与小齿轮紧密相连；而上齿条则与移动块相连并和大齿轮紧密相连。这里的大小齿轮比例为1.5:1。

* 当气缸伸出40mm时，它会带动齿轮向前推进40mm。由于大齿轮与小齿轮的轴径不同，在相同的旋转圈数下大齿轮能带动上齿条移动60mm。因此，整个上端的滑块实际上移动了40mm+60mm=100mm的距离。

从理论上讲，如果我们改变大小齿轮的比例，例如使大齿轮的齿数与小齿轮的齿数之比为n:1，那么我们就能够将行程转换为N倍，并且滑块的速度也会相应地变为N倍。这种从基础机构出发逐渐扩展到多种用途机构的过程充满了探索的乐趣。希望大家在实践中不断学习、应用并分享生活中有趣的机构设计。