Так шестерня же вращается. Ее центр переместится на вдвое меньшее расстояние. Представьте небольшое перемещение верхней рейки, скажем, на L. Нижний зуб шестерни останется неподвижным (он на неподвижной рейке), верхний сместится на L, центр сместится на L/2.