倍速倍行程机构

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倍速倍行程机构设计目的

• 动作
  • 气缸伸出后，直齿轮在固定齿条的上方旋转并伸出。使其旋转后，移动侧的齿条伸出。

对象工件

• 形状：滑块
• 材质：钨
• 工件规格：50×50×100mm

设计要点

主要零件的计算过程

• 确认气缸输出
  • 条件値

工厂空气压力为0.5MPa、气缸内径为20mm时

气缸推力（伸出侧）：157N
气缸推力（缩回侧）：132N
工件重量M₁=4.8kg、工件滑台重量M₂=1.17kg
直线导轨摩擦系数μ=0.005、重力加速度g=9.8m/s²
气缸行程：st₁=50mm
齿条行程：st₂=100mm
所需气缸推力：Fc
工件负载：F₁

• 做功量保存法

气缸侧与齿条侧的做功量相等，

Fc×st₁=F₁×st₂
Fc=F₁×st₂/st₁

• 式中，工件负载F₁：

F₁=(M₁＋M₂)×g×μ
=(4.8+1.17)×9.8×0.005=0.29N

• 所需气缸推力Fc：

Fc=0.29×0.1/0.05 　Fc=0.58N

• 结论

气缸推力（缩回侧）：132N>>0.58N，因此足够

构造制作与设计要点

• 直线连接齿轮和气缸，旋转时无气缸伸出力损耗。
  安装下齿条（自由尺寸孔）或增减垫片以调整齿条和齿轮的位置。
  使齿条硬度高于直齿轮，仅更换直齿轮。