Μέθοδοι για την κατασκευή γραναζιών, οδοντωτών τροχών. Φτιάχνοντας ένα πλαστικό εργαλείο (video tutorial) Κατασκευή εργαλείων στο σπίτι

Για την κατασκευή γραναζιών χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα υλικά: σίδηρος, χυτοσίδηρος, μπρούτζος, απλός ανθρακούχο χάλυβας, ειδικές συνθέσεις χάλυβα με πρόσμιξη χρωμίου, νικελίου, βαναδίου. Εκτός από τα μέταλλα, χρησιμοποιούνται μαλακτικά υλικά: δέρμα, ίνες, χαρτί, μαλακώνουν και εμπλέκονται χωρίς θόρυβο. Αλλά ακόμη και τα μεταλλικά γρανάζια μπορούν να λειτουργήσουν αθόρυβα εάν το προφίλ τους είναι κατασκευασμένο με ακρίβεια. Για τραχιά γρανάζια παράγονται γρανάζια "ισχύς", κατασκευάζονται με χύτευση από σίδηρο και χάλυβα χωρίς περαιτέρω επεξεργασία. Τα γρανάζια "εργασίας" για γρανάζια υψηλής ταχύτητας κατασκευάζονται σε φρέζες ή μηχανές κοπής γραναζιών, ακολουθούμενη από θερμική επεξεργασία - ενανθράκωση, η οποία κάνει τα δόντια σκληρά και ανθεκτικά στη φθορά. Μετά την ενανθράκωση, τα γρανάζια επεξεργάζονται σε μηχανές λείανσης.

Μέθοδος εκτέλεσης

Η μέθοδος κύλισης είναι η πιο κοινή επιλογή κατασκευής γραναζιών, καθώς αυτή η μέθοδος είναι η πιο προηγμένη τεχνολογικά. Σε αυτή τη μέθοδο κατασκευής χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα εργαλεία: κόφτης, σκουληκόφτης, χτένα.

Μέθοδος διάρρηξης με χρήση κοπτήρα

Για την κατασκευή γραναζιών χρησιμοποιείται μηχάνημα διαμόρφωσης γραναζιών με ειδικό κόφτη (γρανάζι εξοπλισμένο με κοπτικές ακμές). Η διαδικασία κατασκευής γραναζιών πραγματοποιείται σε διάφορα στάδια, καθώς δεν είναι δυνατό να αποκοπεί ολόκληρη η περίσσεια στρώσης μετάλλου κάθε φορά. Κατά την επεξεργασία του τεμαχίου εργασίας, ο κόφτης εκτελεί μια παλινδρομική κίνηση και μετά από κάθε διπλή κίνηση, το τεμάχιο εργασίας και ο κόφτης στρίβουν ένα βήμα, σαν να «τρέχουν» το ένα πάνω από το άλλο. Όταν το κενό γραναζιού κάνει μια πλήρη περιστροφή, ο κόφτης εκτελεί μια κίνηση τροφοδοσίας προς το τετράγωνο. Αυτός ο κύκλος παραγωγής πραγματοποιείται μέχρι να αφαιρεθεί όλο το απαιτούμενο στρώμα μετάλλου.

Μέθοδος κύλισης με χρήση χτένας

Η χτένα είναι ένα εργαλείο κοπής, το σχήμα της είναι παρόμοιο με τη σχάρα του γραναζιού, αλλά η μία πλευρά των δοντιών της χτένας είναι ακονισμένη. Το τεμάχιο εργασίας του παραγόμενου γραναζιού παράγει μια περιστροφική κίνηση γύρω από τον άξονα. Και η χτένα εκτελεί μια μεταφορική κίνηση κάθετα στον άξονα του γραναζιού και μια παλινδρομική κίνηση παράλληλη προς τον άξονα του τροχού (γρανάζι). Έτσι, η χτένα αφαιρεί την περίσσεια στρώσης σε όλο το πλάτος του χείλους του γραναζιού. Μια άλλη παραλλαγή της κίνησης του κοπτικού εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας του γραναζιού είναι δυνατή, για παράδειγμα, το τεμάχιο εργασίας εκτελεί μια περίπλοκη διακοπτόμενη κίνηση, συντονισμένη με την κίνηση της χτένας, σαν να εμπλέκεται το προφίλ των κομμένων δοντιών με το περίγραμμα του κοπτικού εργαλείου.

Αυτή η μέθοδος σας επιτρέπει να φτιάξετε ένα γρανάζι χρησιμοποιώντας έναν κόφτη σκουληκιών. Το κοπτικό εργαλείο σε αυτή τη μέθοδο είναι ένας ατέρμονας κόφτης, ο οποίος, μαζί με το ακατέργαστο γρανάζι, παράγει ένα ατέρμονα γρανάζι.

Η μία κοιλότητα του γραναζιού κόβεται με δίσκο ή κόφτη δακτύλων. Το κοπτικό τμήμα του κόφτη, κατασκευασμένο με τη μορφή αυτής της κοιλότητας, κόβει το γρανάζι. Και με τη βοήθεια της διάταξης διαχωρισμού, το γρανάζι που κόβεται περιστρέφεται κατά ένα γωνιακό βήμα και η διαδικασία κοπής επαναλαμβάνεται. Αυτή η μέθοδος κατασκευής γραναζιών χρησιμοποιήθηκε ήδη από τις αρχές του 20ου αιώνα, δεν είναι ακριβής, οι εσοχές του παραγόμενου γραναζιού είναι διαφορετικές, όχι πανομοιότυπες.

Ζεστή και κρύα έλαση

Σε αυτή τη μέθοδο παραγωγής γραναζιών, χρησιμοποιείται ένα εργαλείο κύλισης γραναζιών, το οποίο θερμαίνει ένα συγκεκριμένο στρώμα του τεμαχίου εργασίας σε πλαστική κατάσταση. Μετά από αυτό, το θερμαινόμενο στρώμα παραμορφώνεται για να αποκτήσει δόντια. Και μετά τα δόντια του γραναζιού που κατασκευάζεται μπαίνουν μέσα μέχρι να αποκτήσουν το ακριβές σχήμα.

Κατασκευή κωνικών γραναζιών

Για την κατασκευή κωνικών οδοντωτών τροχών (οδοντωτοί τροχοί λοξότμησης), χρησιμοποιείται μια παραλλαγή με λειτουργία εισόδου στη μηχανή εμπλοκής του τεμαχίου εργασίας με έναν φανταστικό τροχό παραγωγής. Οι κοπτικές άκρες του εργαλείου κατά τη διαδικασία της κύριας κίνησης κόβουν το επίδομα, σχηματίζοντας έτσι πλαϊνές επιφάνειεςμελλοντικός εξοπλισμός (γρανάζι).

Στη σημερινή εποχή, υπάρχουν πολλοί μηχανισμοί γύρω μας που χρησιμοποιούν πλαστικά γρανάζια. Επιπλέον, μπορεί να είναι και αυτοκίνητα παιχνιδιών και αρκετά σοβαρά πράγματα, για παράδειγμα, ένας ανυψωτήρας κεραίας σε ένα αυτοκίνητο, ένα περιστρεφόμενο κιβώτιο ταχυτήτων και ούτω καθεξής. Τα αίτια της θραύσης του γραναζιού μπορεί να είναι διαφορετικά, φυσικά, τα περισσότερα από αυτά σχετίζονται με ακατάλληλη λειτουργία, αλλά δεν πρόκειται για αυτό τώρα. Εάν έχετε ήδη βρεθεί σε μια τέτοια κατάσταση και έχετε σπάσει μερικά δόντια ταχυτήτων, τότε υπάρχει μια διέξοδος πώς να μην πληρώσετε για ένα ακριβό ανταλλακτικό, αλλά να το επαναφέρετε με απλό τρόπο.

Απαιτείται για ανάκτηση

• Αχρησιμοποίητη οδοντόβουρτσα.
• Απορρυπαντικό.
• Εποξειδική κόλλα δύο συστατικών - ψυχρή συγκόλληση πλαστικών.

Η κρύα συγκόλληση με κόλλα πρέπει να είναι υγρή, σε σωλήνες. Φροντίστε να κοιτάξετε στη συσκευασία να είναι κατάλληλη για τη συγκόλληση πλαστικών και πλαστικών εξαρτημάτων. Μια τέτοια κόλλα δύο συστατικών μπορεί να αγοραστεί τόσο σε κατάστημα ανταλλακτικών αυτοκινήτων όσο και σε κατάστημα υλικού. Εάν έχετε οποιεσδήποτε δυσκολίες και δεν μπορείτε να βρείτε μία, στο τέλος του άρθρου θα σας πω πώς να φτιάξετε ένα παρόμοιο ανάλογο.

Αποκατάσταση πλαστικών εργαλείων

Εκπαίδευση

Το πρώτο βήμα είναι να προετοιμάσετε την επιφάνεια του γραναζιού. Ξεπλύνετε αρκετές φορές σε ζεστό νερό απορρυπαντικόεργάζεται ενεργά με μια οδοντόβουρτσα. Το καθήκον μας είναι να απολιπάνουμε και να αφαιρέσουμε το λίπος από όλα τα πρόσωπα.
Αφού γίνει η απολίπανση, στεγνώστε το.

Μαγειρική κόλλα

Τώρα ας ετοιμάσουμε την κόλλα. Ανακατέψτε τα συστατικά σε ένα μικρό κομμάτι χαρτόνι σε αναλογία όπως στις οδηγίες. Ανακατέψτε καλά.
Γενικά, πριν ανοίξετε την κόλλα, σας συνιστώ να διαβάσετε προσεκτικά τις οδηγίες της, ειδικά με το χρόνο πλήρους και μερικής σκλήρυνσης, καθώς αυτά τα δεδομένα μπορεί να διαφέρουν δραματικά από διαφορετικούς κατασκευαστές.
Αν η σύσταση αποδειχτεί ρευστή, αφήστε το να σταθεί για λίγο μέχρι να αρχίσει να σκληραίνει.

Αποκατάσταση δοντιών

Στην περίπτωσή μου, μερικά δόντια έχουν κοπεί, η κατάσταση μπορεί να διορθωθεί. Αλείφουμε με κόλλα στο σημείο που πρέπει να αποκατασταθεί. Η κόλλα πρέπει να είναι πολύ παχιά, αλλά πλαστική.

Φτιάχνουμε ένα τέτοιο είδος φυματιού.

Βάζουμε το γρανάζι σε μια αυτοσχέδια βάση για να πήξει ακόμα περισσότερο η κόλλα. Όλα είναι και πάλι ατομικά, μου πήρε προσωπικά περίπου 20 λεπτά για να πήξει αισθητά η συνοχή.

Μπορείτε να επιταχύνετε την αντίδραση και να μειώσετε το χρόνο πήξης με θέρμανση. Για παράδειγμα, πάρτε ένα πιστολάκι μαλλιών και ξεκινήστε να θερμαίνετε την κόλλα στο γρανάζι.

Αποκατάσταση δοντιών

Τώρα η πιο κρίσιμη στιγμή - κυλώντας τα δόντια. Ο κόμβος όπου χρησιμοποιήθηκε το γρανάζι, δηλαδή το άλλο εργαλείο με το οποίο ήταν σε άμεση επαφή το σπασμένο μας, πρέπει να λιπαίνεται ελεύθερα με γράσο, γράσο ή λιθόλη.
Τοποθετούμε ένα σπασμένο γρανάζι και το κυλάμε πολλές φορές πάνω από ένα άλλο.

Ως αποτέλεσμα, ένα άλλο γρανάζι κυλάει μια τροχιά σε παχιά κόλλα.

Τώρα καταλαβαίνετε ότι πριν κυλήσετε τα δόντια, η εποξειδική κόλλα στο γρανάζι πρέπει να σκληρύνει μέχρι τη συνοχή της σκληρής πλαστελίνης.
Χάρη στη λίπανση, η κόλλα δεν θα κολλήσει στο άλλο γρανάζι.

σκληρωτικός

Αφαιρούμε προσεκτικά το αποκατεστημένο do από τον μηχανισμό και το αφήνουμε για τελική σκλήρυνση, συνήθως για μια μέρα.

σαν αυτό με εύκολο τρόποείναι αρκετά εύκολο να επισκευάσετε σπασμένα γρανάζια.

Τι είναι το υποκατάστατο του εποξειδικού;

Εάν δεν έχετε βρει την κόλλα, μπορώ να σας προτείνω να φτιάξετε μια ελαφρώς παρόμοια σύνθεση.
Για αυτό θα χρειαστείτε:

• Εποξειδική ρητίνη με σκληρυντικό.
• Το τσιμέντο είναι στεγνό.

Αγοράζουμε το συνηθισμένο διαφανές ή κιτρινωπό εποξική ρητίνημε σκληρυντικό. Αυτά τα δύο εξαρτήματα πωλούνται συχνά μαζί.
Στην αναλογία που υποδεικνύεται στις οδηγίες, ανακατέψτε τα συστατικά για να αποκτήσετε τη σωστή ποσότητα κόλλας. Προσθέστε τσιμέντο. Μόνο όχι μείγμα τσιμέντου-άμμου, αλλά καθαρό τσιμέντο. Οι αναλογίες είναι περίπου δύο προς ένα. Δηλαδή δύο μέρη κόλλας και ένα τσιμέντο. Και ανακατέψτε τα πάντα πολύ προσεκτικά. Η κόλλα είναι έτοιμη και μετά όλα είναι σύμφωνα με τις παραπάνω οδηγίες.

Αυτό το υλικό είναι ένας γενικός οδηγός για το σχεδιασμό και την εκτύπωση πλαστικών εργαλείων σε πολυεπίπεδο 3D εκτυπωτή.

Ένας διακόπτης φώτων στα γρανάζια είναι ένα δύσκολο παράδειγμα του τι μπορείτε να σχεδιάσετε μόνοι σας αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο.

Βέλτιστα υλικά για πλαστικά γρανάζια

Ποιο είναι το καλύτερο υλικό; Η σύντομη απάντηση όσον αφορά την ποιότητα των τελικών γραναζιών είναι η εξής:

Nylon (PA) > PETG > PLA > ABS

• Σημειώστε ότι η άδεια "Μόνο για προσωπική χρήση", π.χ. το αποτέλεσμα δεν μπορεί να διανεμηθεί, να πωληθεί, να αλλάξει κ.λπ.
• Κατά τη συναρμολόγηση, το σχέδιο έχει διάμετρο 15,87 cm. Το μεγαλύτερο τυπωμένο μέρος - 14,92 cm σε διάμετρο

Εκτυπώστε όλα τα μέρη με τουλάχιστον 3 περιμέτρους σε όλες τις πλευρές και κάτω, κάλυψη 15%. Συνιστούμε πάχος στρώσης όχι μεγαλύτερο από 0,3 mm. Οποιοδήποτε υλικό θα λειτουργήσει - εφόσον είναι δυνατόν να αποφευχθούν παραμορφώσεις των εξαρτημάτων, οι οποίες θα καταστήσουν τη συσκευή άχρηστη.

Το μέρος της λαβής είναι το μόνο που χρειάζεται υποστήριξη.

Οδηγίες συναρμολόγησης (διαβάστε πριν ξεκινήσετε την εργασία)

1. Χρησιμοποιήστε μια λεπίδα για να καθαρίσετε τα δόντια των γραναζιών, ώστε να ευθυγραμμιστούν καλά και, στη συνέχεια, τοποθετήστε τα στην πλάκα με την ίδια φορά περιστροφής στην οποία εκτυπώθηκαν (κεντρικός πείρος γραναζιού στα δεξιά, άγκιστρο οδοντωτών τροχών στο επάνω κέντρο).
2. Ασφαλίστε το κύριο γρανάζι εισάγοντας τους πείρους στις οπές.
3. Εφαρμόστε λίγη στεγνή κόλλα (το ραβδί κόλλας λειτουργεί καλά) στο άκρο εργασίας του μοχλού και τοποθετήστε το μοχλό στην πλευρά με την οποία ταιριάζει με τους πείρους. Χρειάζεται κόλλα για να στερεωθεί ο μοχλός στους πείρους. Ο μοχλός πιέζει επίσης το κύριο γρανάζι πάνω στη δομή.
4. Ζεσταίνουμε και μαλακώνουμε τους σφιγκτήρες. Αυτό αρκεί για να τα αποκαλύψει. Ευθυγραμμίστε τις άκρες των κλιπ με τις τρύπες στο πίσω μέρος της πλάκας και τσακίστε το γρανάζι κυκλικά. (Οι τρύπες στο πίσω μέρος της πλάκας μπορεί να χρειαστεί να καθαριστούν - ένα μαχαίρι θα σας βοηθήσει, όλα εξαρτώνται από το πόσο καλός είναι ο εκτυπωτής σας). Πιέστε τους σφιγκτήρες μέχρι να σκληρύνουν. Αυτό διασφαλίζει ότι όλα θα κρατηθούν με ασφάλεια.

Ειδικά πλεονεκτήματα της πολυεπίπεδης εκτύπωσης και παραδείγματα χρήσης γραναζιών

Ποιο είναι λοιπόν το πλεονέκτημα των εργαλείων τρισδιάστατης εκτύπωσης έναντι των παραδοσιακών μεθόδων κατασκευής τους και πόσο ανθεκτικά είναι τα γρανάζια;

Τα τυπωμένα πλαστικά γρανάζια είναι φθηνά, η διαδικασία είναι γρήγορη και μπορείτε εύκολα να έχετε ένα προσαρμοσμένο αποτέλεσμα. Πολύπλοκα γρανάζια και τρισδιάστατες παραλλαγές εκτυπώνονται χωρίς προβλήματα. Η διαδικασία δημιουργίας πρωτοτύπων και κατασκευής είναι γρήγορη και καθαρή. Το πιο σημαντικό είναι ότι οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές είναι αρκετά διαδεδομένοι ώστε ένα σύνολο αρχείων STL από το Διαδίκτυο μπορεί να προσφέρει σε χιλιάδες άτομα.

Φυσικά, η εκτύπωση εργαλείων με κοινά πλαστικά αποτελεί συμβιβασμό ως προς την ποιότητα της επιφάνειας και την αντοχή στη φθορά σε σύγκριση με χυτά ή επεξεργασμένα πλαστικά γρανάζια. Αλλά αν σχεδιάζετε τα πάντα σωστά, τα τυπωμένα γρανάζια μπορεί να είναι αρκετά αποτελεσματική και λογική επιλογή, και για ορισμένες λύσεις - ιδανική.

Οι περισσότερες εφαρμογές εργασίας μοιάζουν κιβώτιο ταχυτήτων, συνήθως για μικρούς ηλεκτροκινητήρες, πόμολα και πλήκτρα περιέλιξης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν εξαιρετικά σε υψηλές ταχύτητες, αλλά έχουν προβλήματα με απότομη μείωση της ταχύτητας, και η λειτουργία χωρίς μετάδοση κίνησης είναι προβληματική σε αυτή την περίπτωση. Ορίστε μερικά παραδείγματα:

Ειδικά Θέματα Πολυεπίπεδης Εκτύπωσης

1. Τα τυπωμένα γρανάζια συνήθως απαιτούν λίγη μετα-επεξεργασία πριν από τη χρήση. Να είστε προετοιμασμένοι για «σκουληκότρυπες» και το γεγονός ότι τα δόντια θα χρειαστεί να επεξεργαστούν με λεπίδα.

   Η μείωση της διαμέτρου της κεντρικής οπής είναι ένα πολύ κοινό πρόβλημα ακόμη και σε ακριβούς εκτυπωτές. Αυτό είναι αποτέλεσμα πολλών παραγόντων. Αυτό οφείλεται εν μέρει στη θερμική συστολή του πλαστικού ψύξης και εν μέρει επειδή οι οπές έχουν σχεδιαστεί ως πολύγωνα με μεγάλο αριθμό γωνιών που συστέλλονται γύρω από την περίμετρο της οπής. (Να εξάγετε πάντα αρχεία γρανάζι STL με μεγάλο αριθμό τμημάτων).

   Οι κοπτήρες συμβάλλουν επίσης, καθώς ορισμένα από αυτά τα προγράμματα μπορούν να επιλέξουν διαφορετικά σημεία για να παρακάμψουν τις τρύπες. Εάν η εσωτερική άκρη της οπής τραβήξει την εσωτερική άκρη του εξωθημένου πλαστικού, τότε η πραγματική διάμετρος της οπής θα έχει μια μικρή συρρίκνωση και μπορεί να χρειαστεί κάποια προσπάθεια για να εισαγάγετε κάτι σε αυτήν την τρύπα αργότερα. Έτσι, ο τεμαχιστής μπορεί σκόπιμα να κάνει τις τρύπες μικρότερες.

   Επιπλέον, οποιαδήποτε απόκλιση στα στρώματα ή απόκλιση στο πλάτος της προβλεπόμενης και πραγματικής εξώθησης μπορεί να έχει ένα μάλλον αισθητό αποτέλεσμα, «σφίγγοντας» την οπή. Μπορείτε να το αντιμετωπίσετε, για παράδειγμα, διαμορφώνοντας τρύπες με διάμετρο περίπου 0,005 cm μεγαλύτερες. Για παρόμοιους λόγους, και προκειμένου τα τυπωμένα γρανάζια να εφαρμόζουν το ένα δίπλα στο άλλο και να μπορούν να λειτουργούν, συνιστάται να αφήνετε ένα κενό μεταξύ των δοντιών περίπου 0,4 mm στο μοντέλο. Αυτός είναι κάποιος συμβιβασμός, αλλά τα τυπωμένα γρανάζια δεν θα κολλήσουν.

2. Ένα άλλο συνηθισμένο πρόβλημα είναι να έχετε ένα συμπαγές γέμισμα, το οποίο είναι αρκετά δύσκολο για μικρά γρανάζια. Τα κενά μεταξύ των μικρών δοντιών είναι αρκετά συνηθισμένα, ακόμη και όταν ο τεμαχιστής έχει ρυθμιστεί στο 100% γέμισμα.

   Ορισμένα προγράμματα είναι σχετικά επιτυχημένα στην αυτόματη αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, αλλά με μη αυτόματο τρόπο μπορείτε να λύσετε αυτό το πρόβλημα αυξάνοντας την επικάλυψη των επιπέδων. Αυτή η εργασία είναι καλά τεκμηριωμένη στο RichRap και το ιστολόγιο παρέχει διάφορες λύσεις σε αυτήν.

3. Τα μέρη με λεπτά τοιχώματα είναι εύθραυστα, τα προεξέχοντα μέρη χρειάζονται υποστήριξη, η αντοχή του εξαρτήματος είναι πολύ μικρότερη κατά μήκος του άξονα Z. Οι ρυθμίσεις που συνιστώνται για τα γρανάζια εκτύπωσης δεν διαφέρουν από τις συνηθισμένες. Με βάση τις δοκιμές που έχουν ήδη πραγματοποιηθεί, μπορεί να προταθεί ένα ορθογώνιο γέμισμα και τουλάχιστον 3 περιμέτρους. Είναι επίσης επιθυμητό να εκτυπώνετε όσο το δυνατόν λεπτότερα - όσο το επιτρέπει ο εξοπλισμός και η υπομονή, γιατί τότε τα δόντια είναι πιο λεία.
4. Αν και,Το πλαστικό είναι φθηνό και ο χρόνος ακριβός. Εάν το πρόβλημα είναι κρίσιμο ή πρέπει να αντικαταστήσετε ένα τεράστιο σπασμένο γρανάζι, μπορείτε να εκτυπώσετε με ένα συμπαγές γέμισμα για να μην αφήσετε ευκαιρία για άλλη ενέδρα, εκτός από φθορά.

Οι πιο συχνές αιτίες αστοχίας τυπωμένου γραναζιού

• Τρίξιμο δοντιών (από παρατεταμένη χρήση, βλέπε βήμα 10 για λίπανση).
• Προβλήματα με την τοποθέτηση στον άξονα (βλ. Βήμα 7 για τοποθέτηση).
• Αστοχία αμαξώματος ή ακτίνων (αυτές είναι σπάνιες αστοχίες που συνήθως συμβαίνουν εάν το γρανάζι είναι κακοτυπωμένο, ανεπαρκές, για παράδειγμα, ή σχεδιασμένο με πολύ λεπτές ακτίνες).

Για τη σημασία του εξελισσόμενου

Κακός τρόπος να φτιάξεις γρανάζια

Πολύ συχνά σε ερασιτεχνικές κοινότητες μπορείτε να βρείτε λανθασμένα σχεδιασμένα γρανάζια - μοντελοποίηση εργαλείων το θέμα δεν είναι τόσο απλό. Όπως μπορείτε να μαντέψετε, τα κακώς σχεδιασμένα γρανάζια δεν δικτυώνουν καλά, έχουν υπερβολική τριβή, πίεση, ανάκρουση και ανομοιόμορφη ταχύτητα περιστροφής.

Ένα involute (involute) είναι ένα ορισμένο είδος βέλτιστης καμπύλης που περιγράφεται από κάποιο είδος περιγράμματος. Στη μηχανική, η περιέλιξη ενός κύκλου χρησιμοποιείται ως προφίλ δοντιού για γραναζωτούς τροχούς. Αυτό γίνεται έτσι ώστε η ταχύτητα περιστροφής και η γωνία εμπλοκής να παραμένουν σταθερές. Ένα καλά σχεδιασμένο σετ γραναζιών θα πρέπει να μεταδίδει την κίνηση αποκλειστικά μέσω της περιστροφής, με ελάχιστη ολίσθηση.

Η μοντελοποίηση ενός περιελιγμένου εργαλείου από την αρχή είναι αρκετά κουραστική, επομένως είναι λογικό να αναζητήσετε πρότυπα προτού το ξεκινήσετε. Παρακάτω θα δοθούν σύνδεσμοι για μερικά από αυτά.

Λεπτομέρειες της μοντελοποίησης δοντιών. Βέλτιστος αριθμός δοντιών

Σκεφτείτε το εξής: εάν χρειάζεστε μια σχέση μετάδοσης 2:1 για έναν γραμμικό μηχανισμό, πόσα δόντια πρέπει να έχει κάθε ταχύτητα; Ποιο είναι καλύτερο - 30 και 60, 15 και 30 ή 8 και 17;

Κάθε μία από αυτές τις αναλογίες θα δώσει το ίδιο αποτέλεσμα, αλλά το σετ ταχυτήτων σε κάθε περίπτωση θα είναι πολύ διαφορετικό κατά την εκτύπωση.

Περισσότερα δόντια δίνουν υψηλότερο συντελεστή τριβής (αριθμός δοντιών που εμπλέκονται ταυτόχρονα) και παρέχουν πιο ομαλή περιστροφή. Η αύξηση του αριθμού των δοντιών σημαίνει ότι το καθένα πρέπει να είναι μικρότερο για να χωράει στην ίδια διάμετρο. Τα λεπτά δόντια είναι πιο εύθραυστα και πιο δύσκολο να εκτυπωθούν με ακρίβεια.

Από την άλλη, η μείωση του αριθμού των δοντιών δίνει περισσότερο όγκο για αύξηση της αντοχής.

Η εκτύπωση μικρών γραναζιών σε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή είναι σαν να ζωγραφίζεις λεπτές γραμμές σε ένα βιβλίο ζωγραφικής με ένα χοντρό πινέλο. (Αυτό εξαρτάται 100% από τη διάμετρο των ακροφυσίων και την οριζόντια ανάλυση του εκτυπωτή. Η κατακόρυφη ανάλυση δεν παίζει ρόλο στο ελάχιστο όριο μεγέθους.)

Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τον εκτυπωτή σας να εκτυπώνει μικρά γρανάζια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το STL:

Ο εκτυπωτής που δοκιμάσαμε έκανε τα πάντα υψηλότερο επίπεδο, αλλά με διάμετρο περίπου μισής ίντσας, τα δόντια άρχισαν να φαίνονται κάπως ύποπτα.

Η συμβουλή είναι να κάνετε τα δόντια όσο το δυνατόν πιο μεγάλα, αποφεύγοντας παράλληλα την προειδοποίηση από το πρόγραμμα για πολύ λίγα από αυτά, και επίσης αποφεύγοντας τις διασταυρώσεις.

Υπάρχει ένα ακόμη πράγμα που πρέπει να προσέξετε όταν επιλέγετε τον αριθμό των δοντιών: πρώτοι αριθμοίκαι παραγοντοποίηση.

Οι αριθμοί 15 και 30 διαιρούνται και οι δύο με το 15, οπότε με τόσα δόντια σε δύο γρανάζια, τα ίδια δόντια θα συναντώνται συνεχώς μεταξύ τους, σχηματίζοντας σημεία φθοράς.

Μια πιο σωστή λύση είναι το 15 και το 31. (Αυτή είναι η απάντηση στην ερώτηση στην αρχή της ενότητας).

Σε αυτή την περίπτωση, η αναλογία δεν τηρείται, αλλά εξασφαλίζεται ομοιόμορφη φθορά ενός ζεύγους γραναζιών. Η σκόνη και η βρωμιά θα κατανεμηθούν ομοιόμορφα σε όλο το γρανάζι, φθορά επίσης.

Η εμπειρία δείχνει ότι είναι καλύτερο εάν η αναλογία του αριθμού των δοντιών των δύο γραναζιών κυμαίνεται από περίπου 0,2 έως 5. Εάν απαιτείται μεγαλύτερη σχέση μετάδοσης, είναι προτιμότερο να προσθέσετε μια επιπλέον ταχύτητα στο σύστημα, διαφορετικά μπορεί να καταλήξει με ένα μηχανικό τέρας.

Λίγα δόντια - πόσα;

Τέτοιες πληροφορίες μπορούν να βρεθούν σε οποιοδήποτε Εγχειρίδιο Μηχανικού. δεκατρία - ελάχιστη σύστασηγια γρανάζια με γωνία πίεσης 20 μοιρών, το 9 είναι το συνιστώμενο ελάχιστο για 25 μοίρες.

Λιγότερα δόντια είναι ανεπιθύμητα επειδή θα αλληλεπικαλύπτονται, γεγονός που θα αποδυναμώσει τα ίδια τα δόντια και η διαδικασία εκτύπωσης θα πρέπει να αντιμετωπίσει το πρόβλημα της επικάλυψης.

Λεπτομέρειες της μοντελοποίησης δοντιών. Γωνία πίεσης και πώς να φτιάξετε γερά δόντια

Γωνία πίεσης 15, γωνία πίεσης 35

γωνία πίεσης; Γιατί να ξέρω;

Αυτή είναι η γωνία μεταξύ της κανονικής προς την επιφάνεια του δοντιού και της διαμέτρου του κύκλου. Τα δόντια με γωνία υψηλής πίεσης (πιο τριγωνικά) είναι πιο δυνατά, αλλά λιγότερο συμπλέκονται. Εκτυπώνονται ευκολότερα, αλλά κατά τη λειτουργία δημιουργούν υψηλό ακτινικό φορτίο στον άξονα έδρασης, κάνουν περισσότερο θόρυβο και είναι επιρρεπείς σε κλωτσήματα και ολίσθηση.

Για τρισδιάστατη εκτύπωση καλή επιλογήείναι 25 μοίρες, που εξασφαλίζει ομαλή και αποτελεσματική μετάδοση σε γρανάζια μεγέθους παλάμης.

Τι άλλο μπορεί να γίνει για την ενίσχυση των δοντιών;

Απλώς κάντε το γρανάζι πιο χοντρό - αυτό προφανώς θα ενισχύσει και τα δόντια. Ο διπλασιασμός του πάχους διπλασιάζει την αντοχή. Καλός γενικός κανόναςαναφέρει: το πάχος πρέπει να είναι τρεις έως πέντε φορές το βήμα του γραναζιού.

Η αντοχή ενός δοντιού γραναζιού μπορεί να εκτιμηθεί χονδρικά θεωρώντας το ως μια μικρή δοκό προβόλου. Με αυτήν την προσέγγιση, είναι σαφές ότι η προσθήκη ενός επικαλυπτόμενου συμπαγούς τοιχώματος για τη μείωση της μη υποστηριζόμενης περιοχής ενισχύει σημαντικά την αντοχή των δοντιών του γραναζιού. Ανάλογα με την εφαρμογή, αυτή η τεχνική υπολογισμού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του αριθμού των σημείων εμπλοκής.

Μέθοδοι τοποθέτησης άξονα

Σφιχτό ακροφύσιο στον άξονα με εγκοπές.Αυτή η απλούστερη μέθοδος δεν είναι πολύ συνηθισμένη. Εδώ χρειάζεται προσοχή με την λοξή του πλαστικού, που με την πάροδο του χρόνου θα επιδεινώσει τη μετάδοση της ροπής. Αυτό το σχέδιο είναι επίσης μη διαχωρισμένο.

Άξονας στη βίδα στερέωσης στο επίπεδο του γραναζιού.Η βίδα ασφάλισης περνά μέσα από το γρανάζι και στηρίζεται σε μια επίπεδη περιοχή στον άξονα. Η βίδα ασφάλισης συνήθως οδηγείται απευθείας στο σώμα του γραναζιού ή μέσω ενός χωνευτού παξιμαδιού τετράγωνη τρύπα. Κάθε μέθοδος έχει τους δικούς της κινδύνους.

Εάν οδηγήσετε τη βίδα απευθείας, μπορείτε να σπάσετε τα εύθραυστα πλαστικά σπειρώματα. Η μέθοδος βυθισμένου παξιμαδιού λύνει αυτό το πρόβλημα, αλλά αν δεν είστε προσεκτικοί και ασκήσετε υπερβολική δύναμη κατά τη στερέωση, το σώμα του γραναζιού μπορεί να σπάσει. Κάντε το γρανάζι πιο χοντρό!

Η προσθήκη ειδικών βιδωτών θερμικών ενθεμάτων θα βελτιώσει σημαντικά την αντοχή της στερέωσης του άξονα.

Εξάγωνο σε εσοχή -μια εξαγωνική θήκη στην οποία κάθεται ένα εξαγωνικό παξιμάδι για μια εξαγωνική βίδα. Αρκετά συμπαγή στρώματα πρέπει να τυπωθούν γύρω από το εξάγωνο, έτσι ώστε η βίδα να έχει κάτι για να κρατήσει. Σε αυτή την περίπτωση, είναι επίσης χρήσιμο να χρησιμοποιήσετε μια βίδα στερέωσης, ειδικά όταν πρόκειται για υψηλές ταχύτητες.

Σφήναπου συναντάται στον κόσμο της ερασιτεχνικής τρισδιάστατης εκτύπωσης σπάνια.

Άξονας ως ενιαίος με παξιμάδι.Αυτή η λύση αντέχει καλά τα στρεπτικά φορτία. Ωστόσο, είναι πολύ δύσκολο να το πετύχετε σε έναν εκτυπωτή, επειδή τα γρανάζια πρέπει να εκτυπωθούν κάθετα στην επιφάνεια του τραπεζιού και τυχόν άξονες με αυτή τη λύση έχουν αδυναμίακατά μήκος του άξονα Ζ, ο οποίος εκδηλώνεται κάτω από υψηλά φορτία.

Μερικοί τύποι γραναζιών

Εξωτερικοί και εσωτερικοί οδοντωτοί τροχοί, παράλληλοι ελικοειδείς (ελικοειδής), διπλοί ελικοειδείς, ράφι και οδοντωτός τροχός, λοξότμητη, ελικοειδής, επίπεδη κορυφή, σκουλήκι

Σπειροειδής εξοπλισμός (ψαροκόκαλο).Συνήθως παρατηρείται σε εξωθητήρες εκτυπωτών, με τους οποίους είναι δύσκολο να εργαστεί κανείς, αλλά έχουν τα πλεονεκτήματά τους. Είναι καλοί για υψηλό συντελεστή πρόσφυσης, αυτο-κεντραρίσματος και αυτοεπιπεδώματος. (Η αυτοεπιπεδοποίηση εξοργίζει, γιατί επηρεάζει τη λειτουργία ολόκληρης της κατασκευής). Αυτός ο τύπος εργαλείων δεν είναι επίσης εύκολο να κατασκευαστεί με συμβατικό εξοπλισμό όπως εκτυπωτές χόμπι. Η τρισδιάστατη εκτύπωση γνωρίζει πολύ απλούστερες μεθόδους.

Σκουλήκι.Εύκολο στη μοντελοποίηση, υπάρχει μεγάλος πειρασμός να το χρησιμοποιήσετε. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο λόγος μετάδοσης ενός τέτοιου συστήματος είναι ίσος με τον αριθμό των δοντιών του γραναζιού διαιρεμένος με τον αριθμό των ανοιγμάτων σκουληκιών. (Πρέπει να κοιτάξετε από το τέλος του σκουληκιού και να μετρήσετε τον αριθμό των αρχικών σπειρών. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αποδεικνύεται από 1 έως 3).

Εξοπλισμός ραφιών.Μετατρέπει την περιστροφική κίνηση σε γραμμική κίνηση και αντίστροφα. Εδώ δεν μιλάμε για περιστροφή, αλλά για την απόσταση που διανύει η σχάρα με κάθε στροφή του άξονα του γραναζιού. Εδώ είναι πολύ εύκολο να υπολογίσετε την πυκνότητα των δοντιών: απλά πρέπει να πολλαπλασιάσετε την πυκνότητά τους στη ράγα με το pi και με τη διάμετρο του γραναζιού. (Ή πολλαπλασιάστε τον αριθμό των δοντιών στο ράφι με την πυκνότητα των δοντιών στο πινιόν).

Λίπανση τρισδιάστατων τυπωμένων εργαλείων

Εάν η συσκευή λειτουργεί σε χαμηλά φορτία, σε χαμηλές ταχύτητες και συχνότητες, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για τη λίπανση πλαστικών γραναζιών. Αλλά εάν τα φορτία είναι υψηλά, τότε μπορείτε να προσπαθήσετε να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής λιπαίνοντας τα γρανάζια και μειώνοντας την τριβή και τη φθορά. ΤΕΛΟΣ παντων Όλες οι λειτουργίες του γραναζιού είναι πιο αποτελεσματικές όταν λιπαίνονται και οι ίδιες οι ταχύτητες διαρκούν περισσότερο

Για αντικείμενα όπως γρανάζια εξώθησης εκτυπωτών 3D, μπορεί να συνιστάται βαριά λίπανση. Τα λιπαντικά με βάση το Litol, το PTFE ή τη σιλικόνη είναι τέλεια για αυτό. Το λιπαντικό πρέπει να εφαρμόζεται τρίβοντας ελαφρά το εξάρτημα με χαρτί υγείας, μια καθαρή χαρτοπετσέτα ή ένα μη σκονισμένο πανί, κατανέμοντας ομοιόμορφα το λιπαντικό περιστρέφοντας το γρανάζι πολλές φορές.

Οποιοδήποτε λιπαντικό είναι καλύτερο από κανένα, αλλά πρέπει να βεβαιωθείτε ότι είναι χημικά συμβατό με το δεδομένο πλαστικό. Και πρέπει πάντα να θυμάστε ότι το γράσο WD-40 είναι χάλια. Καθαρίζει καλά όμως.

Εργαλεία για την κατασκευή γραναζιών

Γρανάζια υψηλής ποιότητας μπορούν να κατασκευαστούν μόνο σε δωρεάν προγράμματα. Δηλαδή, υπάρχουν προγράμματα επί πληρωμή για πολύ βελτιστοποιημένες και τέλειες συνδέσεις ταχυτήτων, με ψιλά ρυθμισμένες παραμέτρους και βέλτιστη απόδοση, αλλά δεν ψάχνουν το καλό από το καλό. Απλά πρέπει να βεβαιωθείτε ότι ο ίδιος μηχανισμός χρησιμοποιεί γρανάζια κατασκευασμένα από το ίδιο εργαλείο, έτσι ώστε οι συνδέσεις να πλέξουν σωστά. Τα γρανάζια μοντελοποιούνται καλύτερα σε ζεύγη.

Επιλογή 1.Βρείτε ένα υπάρχον μοντέλο ταχυτήτων, τροποποιήστε ή κλιμακώστε το για να ταιριάζει στις ανάγκες σας. Ακολουθεί μια λίστα με βάσεις δεδομένων όπου μπορείτε να βρείτε έτοιμα μοντέλα εργαλείων.

• McMaster Carr: εκτεταμένη σειρά τρισδιάστατων μοντέλων, δοκιμασμένες λύσεις
• GrabCAD: μια τεράστια βάση δεδομένων μοντέλων που υποβάλλονται από τους χρήστες
.
• Το GearGenerator.com δημιουργεί αρχεία SVG με spur gears (Αυτά τα αρχεία μπορούν να μετατραπούν σε εισαγόμενα. Ωστόσο, ορισμένα προγράμματα, όπως το Blender, μπορούν να εισάγουν SVG απευθείας, χωρίς να χορεύουν με ντέφι).
• https://inkscape.org/en/ - δωρεάν πρόγραμμαδιανυσματικά γραφικά με ενσωματωμένη γεννήτρια γραναζιών. Ένας αξιοπρεπής οδηγός για τη δημιουργία εργαλείων στο Inkscape - και .

Επεξεργαστές αρχείων STL

Οι περισσότερες γεννήτριες προτύπων γραναζιών εξάγουν αρχεία STL, κάτι που μπορεί να είναι ενοχλητικό εάν χρειάζεστε λειτουργίες που δεν προσφέρει η γεννήτρια. Τα αρχεία STL είναι τα PDF του τρισδιάστατου κόσμου και είναι πολύ δύσκολο να τα επεξεργαστείτε, αλλά η επεξεργασία είναι δυνατή.

TinkerCAD.Ένα καλό στοιχειώδες πρόγραμμα CAD που βασίζεται σε πρόγραμμα περιήγησης, εύκολο και γρήγορο στην εκμάθηση, ένα από τα λίγα προγράμματα τρισδιάστατης μοντελοποίησης που μπορούν να τροποποιήσουν αρχεία STL. www.Tinkercad.com

αναμικτήρας.Ένα καλό πρόγραμμα για την κλιμάκωση των μορφών πηγής. http://meshmixer.com/

Τρισδιάστατη εκτύπωση χωρίς FDM

Οι περισσότεροι άνθρωποι, ακόμη και οι σκληροπυρηνικοί χομπίστες, δεν έχουν άμεση πρόσβαση σε άλλες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης για την κατασκευή εργαλείων. Εν τω μεταξύ, τέτοιες υπηρεσίες υπάρχουν και μπορούν να βοηθήσουν.

SLA-εξαιρετική τεχνολογία για την κατασκευή πρωτοτύπων επαγγελματικών εργαλείων. Τα τυπωμένα στρώματα δεν είναι ορατά και μπορούν να ληφθούν πολύ λεπτές λεπτομέρειες ως αποτέλεσμα της διαδικασίας. Από την άλλη πλευρά, τα εξαρτήματα είναι ακριβά και κάπως εύθραυστα. Εάν χρησιμοποιήσετε αυτήν τη διαδικασία για τη δημιουργία πρωτοτύπων ενός μελλοντικού μοντέλου cast, δεν θα υπάρχουν προβλήματα με την εξαγωγή του. Κάντε το μέρος στερεό, διαφορετικά σίγουρα θα σπάσει!

SLS-μια πολύ ακριβής διαδικασία που οδηγεί σε ανθεκτικά εξαρτήματα. Η τεχνολογία δεν απαιτεί στηρίγματα για προεξέχουσες κατασκευές. Μπορείτε να δημιουργήσετε σύνθετα και λεπτομερή προϊόντα, κατά προτίμηση με τοίχους πάχους έως ένα τέταρτο της ίντσας. Τα στρώματα εκτύπωσης είναι επίσης σχεδόν αόρατα... ΑΛΛΑ, η τραχιά επιφάνεια (επειδή η τεχνολογία βασίζεται στην εκτύπωση σε σκόνη) είναι εξαιρετικά επιρρεπής στη φθορά. Απαιτείται πολύ ισχυρή λίπανση και πολλοί δεν συνιστούν καθόλου γρανάζια SLS για μακροχρόνιες εφαρμογές.

Τεχνολογία BinderJetκαλό για λεπτομερή και ακριβή πολύχρωμα διακοσμητικά ή μη δομικήΛεπτομέριες. Καλό για τρελά χρωματικά μέρη, αλλά πολύ εύθραυστα και κοκκώδη, επομένως δεν είναι αυτό που χρειάζεστε για λειτουργικά γρανάζια.