神奇！自转周期比宇宙历史还长的机械装置

蜗轮传动是通过蜗轮和蜗杆之间的摩擦在两个交错的轴之间传递动力。蜗轮蜗杆传动装置广泛应用于我们普通的汽车、机床等设备中。

蜗轮蜗杆传动(来源:搜狐)

1992年，著名的机械设计艺术家作者甘森利用蜗轮传动原理设计了一种机械装置，其中传动链最后一级的蜗轮实际上具有比宇宙历史更长的旋转周期！

这种被称为混凝土机器的传动装置正在麻省理工博物馆展出。普通蜗轮蜗杆装置的减速比(进、出速度之比)为20:1，该传动装置的每级蜗轮蜗杆传动可实现50:1的传动减速比。

混凝土机器(来源:curiator.com)

混凝土机器(来源:curiator.com)

混凝土机器(来源:curiator.com)

该装置共使用12套蜗轮蜗杆，因此第一级蜗轮蜗杆传动的进给速度与最后一级传动的出给速度的减速比为(1/50)12 = 4096×10-24(10的-24次方为24位小数，说明减速效果有多好)。

现在让我们做一个简单的计算:第一级蜗轮的旋转周期是每分钟200转，即200转/分钟，那么最后一级蜗轮的旋转周期是200转/分钟× 4096 × 10-24 = 81.92 × 10-20转/分钟。如果我们取旋转周期的倒数，我们可以将一次旋转所需的时间转换为122070312500000000分钟，即大约2354751398533年(2万亿年)。根据科学家的计算，目前宇宙的寿命大约只有138亿年！

因此，即使理论上最后一个蜗轮在运动，我们也可以把它直接固定在混凝土中，因为它的运动速度太慢了。

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混凝土机器的另一个版本

有些学生擅长发散思维，可能会问:如果我直接旋转最后一个蜗轮，第一个蜗轮的速度会很快，甚至超过光速吗？

答案是否定的。这是因为蜗轮蜗杆传动是单向自锁的，动力不能通过蜗轮传递给蜗杆。即使我们花了很大力气，我们最终还是会破坏传输，而不是把它转到相反的方向。这种自锁功能非常实用。例如，诸如起锚机的输送设备利用蜗轮和蜗杆传动的自锁特性。

看，简单的机械零件实际上可以达到如此神奇的效果。如果你想学习更多有趣的机械知识，那就赶快多学点吧！