倍速机构案例分析

n倍速机构目的・动作动作气缸伸出后，直齿轮1旋转20st。此时，在固定齿条(下侧)的上方旋转并伸出，使其旋转后，通过由直齿轮(小)和导向轴连接的不同齿数的直齿轮(大)的旋转，伸出移动侧的齿条。该直齿轮(小)与(大)的齿数比为1:1.5，因此直齿轮(小)旋转20st时，直齿轮(大)旋转30st。工件底座的移动距离为20气缸行程+30直齿轮(大)旋转量=50st。即，将齿轮(小)与(大)之比设为1:n后，可将行程转换为n倍。对象工件形状：滑块材质：钨工件规格：50×55×90mm特点规格・尺寸气缸前进行程：20mm移动侧齿条行程：50mm外形尺寸：L244×W160×H102mm精度・负载负载：47N主要零件的选型依据变更齿条和直齿轮的材质以防止其磨损和明确需更换的零件。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=48N、工件滑台重量M₂=11.5N直线导轨摩擦系数μ=0.005气缸行程：st₁=20mm齿条行程：st₂=50mm直齿轮1与2的齿数比为1:15，因此直齿轮1旋转20st时，直齿轮2旋转30st工件底座（齿条）的移动距离为20[气缸行程]+30[直齿轮2旋转量]=50st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×st₂Fc=F₁×st₂/st₁式中，工件负载F₁：F₁=(M₁＋M₂)×μ=(48+11.5)×0.005=0.30N所需气缸推力Fc：Fc=0.30×50/20Fc=0.75N结论气缸推力（缩回侧）：132N＞0.75N气缸输出足够构造制作与设计要点在气缸的中心线上配置移动底座侧齿轮，再左右均等配置固定齿条侧齿轮后，可消除力的偏差。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。采用该结构时，接触齿条的齿轮侧齿始终部分固定，可确定磨损部分。齿面磨损时，如果单纯地相对于中心线反装齿轮，则可再次使用已磨损的齿轮。