При разработке узлов для ЧПУ станков или для Arduino проектов, часто нужно сделать шестерни или реечную передачу. Рисовать их с нуля достаточно долго, и при этом для каждого проекта нужно рисовать свой вариант. Недавно открыл для себя расширение для программы Inkscape, которое позволяет создать не только зубчатое колесо, но и реечную передачу.
Создаём зубчатое колесо в Inkscape.
Создать зубчатое колесо в программе Inkscape достаточно просто благодаря расширению, с созвучным названием «Зубчатое колесо». В версии Inkscape 1.0.2 находится вот тут.
Для версии 0.92.5 данное расширение можно найти тут.
Возможности одинаковы в обеих версиях программы. Но в версии 1.0 столкнулся с небольшим глюком. Возможно, это проблема из-за моей операционной системы Windows. Поэтому инструкцию сделал для версии 0.92.5. В принципе отличия не большие, так что можете пробовать и в версии 1.0.
FreeCad Шестерня проще не делается
Настраиваем первое зубчатое колесо:
- Количество зубцов: 36.
- Circular pitch (шаг): 4.0
- Pressure angle (Угол давления): 20
- Диаметр центрального отверстия: 0
- Единицы измерения: mm.
Центральное отверстие пока не рисуем, оно нам помешает при отрисовки сегментов внутри колеса. Рисуем круг 34 мм. И размещаем по центру шестерни.
Рисуем 2 прямоугольника шириной 8 мм. Один горизонтально, второй вертикально.
Затем из окружности вырезаем вертикальный прямоугольник.
Аналогично вычитаем горизонтальный прямоугольник.
По центру зубчатого колеса рисуем круг диаметром 14 мм. И вырезаем его из 4 сегментов, чтобы острые углы стали скругленными.
По центру рисуем круг диаметром 8,2 мм. Чтобы вошла шпилька 8 мм.
Важный момент! Нужно все компоненты «Объединить».
Другие способы группировки элементов могут привести к такому результату, при создании 3D модели в программе Autodesk Fusion 360. Если вы делаете эскиз для фрезеровки или лазерной резки, работайте как вам привычнее.
Создаем вторую шестерню.
Задаем параметры второго зубчатого колеса.
Рисуем окружность 5.1 мм. И прямоугольник по ширине 3.1 мм. Применяем пересечение для обоих элементов. После чего получим посадочное гнездо для шагового двигателя.
В итоге получаем вот такие шестерни.
Создаем реечную передачу в программе Inkscape.
С реечной передачей у меня возникли сомнения, при использовании тех же параметров, что и для шестерни, получается рейка с другим шагом. Опытным путем сделал шаг в 2 раза больше. Вот такие параметры для реечной передачи я использовал.
Задаём параметры:
- Rack Length (Длина рейки): 140
- Tooth Spacing (Расстояние между зубьями): 8
- Contact Angle (Угол давления): 32
Угол давления сделал побольше. После распечатки понял, что можно оставить 20.
Получаем вот такой зигзаг. Дорисовывать рейку в Inkscape гораздо сложнее, чем в Fusion 360. Если вам нужно фрезеровать, придется дорисовывать. Но на мой взгляд, сделать это в иллюстраторе проще. Это мое мнение.
Создаем 3D модель шестерни в программе Fusion 360.
Сейчас можно создать 3D модель для печати, на основании полученного эскиза. Для этого в программе Fusion 360 нажимаем на Sketch.
Выбираем плоскость, на которой будем создавать эскиз.
Затем в меню выбираем «Insert -> Insert SVG».
Нажимаем на кнопку загрузить с компьютера.
Выбираем файл, созданный в программе Inkscape.
Внимание, важный момент. При загрузке создастся эскиз, но гораздо меньше. Необходимо рассчитать коэффициент увеличения. Иначе вы получите вот такой результат, оранжевые детали сделаны без коэффициента увеличения.
Для расчета коэффициента, рисуем квадрат 100 на 100 мм. Загружаем в программу Fusion 360. Замеряем размер и 100 делим на полученное значение. У меня получился вот такой коэффициент: «3,795498538733063». Полностью значение можно не вводить.
Но чем точнее значение, тем меньше будет отклонение в размере изделия. Я указал 3,795498.
Затем выделяем деталь и нажимаем кнопку экстрадировать. Выдавливаем деталь на 5 мм.
Вторую шестерёнку выдавливаем по аналогии.
Реечная передача в программе Fusion 360.
Если вы помните, мы не дорисовали реечную передачу в программе Inkscape. Поэтому нам нужно нарисовать её, для этого выбираем прямоугольник.
И рисуем по длине нашей рейки, нужной высоты.
Удаляем сторону прямоугольника, где у нас нарисованы зубцы рейки.
Затем экстрадируем полученную деталь.
В итоге получаем вот такой результат.
Как видим, все детали соединены точно так же, как и мы их нарисовали в программе Inkscape.
Печатаем зубчатое колесо и реечную передачу на 3D принтере.
Открываем программу Cura. Добавляем детали для печати.
Первый результат без коэффициента увеличения получился следующим.
После расчета коэффициент, получил более приемлемый результат. Все размеры подходят, но такое ощущение, что допуски сделал маленькие или всё-таки не совсем точно происходит увеличение. Так как отверстие под шпильку делал 8,2 мм, но шпилька очень плотно заходит в отверстие.
Несмотря на это все собирается и работает как нужно. Эксперимент считаю удачным, в дальнейшем, для своих новых Arduino проектов буду делать зубчатые колеса и реечную передачу данным способом.
Понравился статья Зубчатое колесо (шестерня) в Inkscape, для фрезеровки или печати на 3D принтере? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.
А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.
Спасибо за внимание!
Технологии начинаются с простого!
Источник: cnc-tex.ru
Быстрое моделирование шестерней по параметрам
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Вопрос о моделировании шестерней поднимался неоднократно, но решения либо подразумевали использование серьезных платных программ, либо были слишком упрощенными и им не хватало инженерной строгости.
В этой статье я постараюсь с одной стороны, дать сухую мэйкерскую инструкцию, как смоделировать шестерню по нескольким легко измеряемым параметрам, с другой, не обойду и теорию.
В качестве примера возьмем шестерню от дроссельной заслонки автомобиля:
Это классическая цилиндрическая прямозубая шестерня с эвольвентным зацеплением (точнее, это две таких шестерни).
Принцип эвольвентного зацепления:
Для нас важно, что подавляющее большинство встречающихся в быту шестерней имеют именно эвольвентное зацепление.
Для изучения параметров шестерней воспользуемся программой с остроумным названием Gearotic. Мощнейшая узкоспециализированная программа для моделирования и анимирования всевозможных шестерней и передач.
Бесплатная версия не дает экспортировать сгенерированные шестерни, но нам и не надо. Непосредственно моделировать будем позже.
Итак, запускаем Gearotic
Слева в поле Gears нажимаем Circular, попадаем в редактор шестерней:
Рассмотрим предлагаемые параметры:
Первые два столбца Wheel и Pinion
Wheel — это будет наша шестерня, а Pinion — ответная часть, которая нас в данном случае не интересует.
Teeth — количество зубьев
Mods — модификаторы формы зуба. Самый простой способ понять, что они делают — поварьировать их. Не все параметры применяются автоматически. После изменения нужно нажимать кнопку ReGen. В нашем случае (как и в большинстве других) оставляем эти значения по умолчанию.
Галка Planetary — выворачивает шестерню зубьями внутрь (коронная шестерня).
Галка Rght Hnd (Right Hand) — меняет направление скоса у косозубых шестерней.
Блок Size Params
DP (Diametral Pitch) — число зубьев, деленное на диаметр делительной окружности (pitch diameter)
Неинтересный для нас параметр, т.к. измерять диаметр делительной окружности неудобно.
Module (модуль) — важнейший для нас параметр. Вычисляется по формуле M=D/(n+2), где D — внешний диаметр шестерни (легко измеряемый штангенциркулем), n — число зубьев.
Pressure Angle (угол профиля) — острый угол между касательной к профилю в данной точке и радиусом — вектором, проведенным в данную точку из центра колеса.
Существуют типичные значения этого угла: 14.5 и 20 градусов. 14.5 используется гораздо реже и в основном на очень маленьких шестернях, которые на FDM-принтере всё равно отпечатаются с большой погрешностью, так что на практике можно смело ставить 20 градусов.
Rack Fillet — сглаживание основания зуба. Оставляем 0.
Блок Tooth Form
Оставляем Involute — эвольвентное зацепление. Epicylcoidal — циклоидное зацепление, используемое в точном приборостроении, например, в часовых механизмах.
Face Width — толщина шестерни.
Spur — наша прямозубая шестерня.
Helical — косозубая шестерня:
Knuckle — честно говоря, не знаю, как такая по-русски называется:
Herringbone — шевронная шестерня:
Bevel — коническая шестерня:
Вернемся к нашей шестерне.
Большое колесо имеет 47 зубьев, внешний диаметр 44.6 мм, диаметр отверстия 5 мм, толщину 6 мм.
Модуль будет равен 44.6(47+2)=0.91 (округлим до второго знака).
Вносим эти данные:
Слева расположена таблица параметров. Смотрим Outside Diam (внешний диаметр) 44.59 мм. Т.е. вполне в пределах погрешности измерения штангенциркуля.
Таким образом мы получили профиль нашей шестерни, выполнив всего одно простое измерение и посчитав количество зубьев.
Укажем толщину (Face Width) и диаметр отверстия (Shaft Dia в верхней части экрана). Жмем Add Wheel to Proj для получения 3d-визуализации:
Увы, бесплатная версия не дает экспортировать результат, поэтому придется задействовать другие инструменты.
Устанавливаем FreeCAD Кто не владеет Фрикадом — не волнуйтесь, глубоких знаний не потребуется. Скачиваем плагин FCGear.
Находим папку, куда установился Фрикад. В папке Mod создаем папку gear и помещаем в нее содержимое архива.
После запуска Фрикад в выпадающем списке должен появиться пункт gear:
Выбираем его, затем Файл — Создать
Нажимаем на иконку involute gear вверху экрана, затем выделяем появившуюся шестерню в дереве слева и переходим на вкладку ‘Данные’ в самом низу:
В этой таблице параметров
teeth — количество зубьев
height — толщина (или высота)
alpha — угол профиля
backlash — значение угла для косозубых шестерней (мы оставляем 0)
Остальные параметры являются модификаторами и, как правило, не используются.
Вносим наши значения:
Добавим еще одну шестерню.
Укажем высоту 18 мм (общая высота нашей исходной шестерни), количество зубьев — 10, модуль 1.2083 (диаметр 14.5 мм)
Осталось сделать отверстие. Перейдем на вкладку Part и выберем Создать цилиндр. В Данных укажем радиус 2.5 мм и высоту 20 мм
Удерживая клавишу Ctrl выделим в дереве шестерни и нажмем Создать объединение нескольких фигур на панели инструментов.
Затем, опять же удерживая Ctrl, выделим сначала получившуюся единую шестерню, а затем цилиндр и нажмем Выполнить обрезку двух фигур
Далее выделяем результат, Файл — Экспортировать. сохраняем в stl. Шестерня готова.
P.S. Хотел еще немного поговорить об экзотических случаях, но статья получилась большой, так что наверное, в другой раз.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Источник: 3dtoday.ru
Программа по отрисовке шестеренок
- Город: Пятигорск
- Интересы: фрез-гравер, лазер, ударный принтер, прессы-мрессы, оперативная полиграфия, сувенирка, печати и штампы и проч.
- Из:Пятигорск
Отправлено 02 Март 2015 — 14:17
. И тут ни с того- ни с сего понадобилось сваять форму для литья вот такой шестеренки (фото). Шестеренка о 30 зубьях, вписывается в окружность 27мм, «глубина» зуба (не толщина шестерни, а именно расстояние от вершины зуба до «основания») 2мм. Нужно сделать под эту шестерню 16-ти и 7-ми- зубую.
Без труда нарисовал в Кореле, но задумался- а будут-ли эти зубья проворачиваться (хватит угла зуба?), не будет-ли слишком большого люфта?
Полез в инет, попробовал несколько программ, но в найденных и «попробованных» мной программах, во- первых, нет параметра «глубина»
зуба, во- вторых, качество отрисовки очень «так себе» (в Inkscape, например). Изучать программу посерьезнее ради двух шестеренок как-то не то чтобы уж очень рационально.
Как-бы выйти из положения?:-)
Прикрепленные изображения
Не делай добро..Не бросай его в воду..
#2 
OFFLINE lkbyysq
- Город: Санкт-Петербург
- Из:Санкт-Петербург
Отправлено 02 Март 2015 — 14:39
Я бы написал макрос в Кореле и нарезал бы шестеренку рейкой. Ну как в натуре делают.
#3 OFFLINE Lodochnik
- Из:Королев
Отправлено 02 Март 2015 — 14:47
Прикрепленные файлы
- GearGenerator.Patched.exe.zip32,13К 8734 скачиваний
С уважением, Олег.
#4 OFFLINE preps
- Город: может спать спокойно.
- Интересы: Здесь могла бы быть ваша реклама.
- Из:Москва
Отправлено 02 Март 2015 — 17:43
Есть программка — так и называется «шестеренка», а еще есть программка ZubEX.
#5 OFFLINE 3D-BiG
- Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
- Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
- Из:СССР
Отправлено 02 Март 2015 — 19:47
Мне нравится вот эта программа для создания пар шестеренок.
Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
Еще частенько здесь болтаю: Телеграм сообщество ЧПУшников: t.me/cncunion
#6 OFFLINE wizard
- Город: Пятигорск
- Интересы: фрез-гравер, лазер, ударный принтер, прессы-мрессы, оперативная полиграфия, сувенирка, печати и штампы и проч.
- Из:Пятигорск
Отправлено 03 Март 2015 — 15:16
Спасибо. Поскольку ни в одной программе не нашел «глубину зуба» (углы, в основном и т.д.), пошел по такому пути, сгенерил шестеренки, дорисовав в Кореле
Не делай добро..Не бросай его в воду..
#7 OFFLINE Карпуха
- Из:Новосибирск
Отправлено 14 Июнь 2017 — 17:09
Мне нравится вот эта программа для создания пар шестеренок.
Вадим, к сожалению, на сайте по ссылке на скачивание уже нет дистрибутива этой программы. Очень прошу поделиться, если есть дистрибутив.
Источник: mir-cnc.ru