Механизмы из шестеренок своими руками: Полезные самоделки и приспособления своими руками — ISaloni — студия интерьера, салон обоев

Содержание

Мир Инженеринга: Деревянные шестерни своими руками.

Обдумывая очередной проект я подумал, а почему бы не использовать шестерни изготовленные собственноручно,  из того же дерева?. За ответом на свой вопрос я пошел в интернет и открыл для себя новый мир шестереночных механизмов. Подробнее в статье.

Делаем шестерни для любых механизмов своими руками. Из дерева, потому что в большинство
любительских механизмов не сильно нагружены и не нуждаются в металлических шестернях.


Для Изготовления шестерни нам потребуется:
  • Лист фанеры 10-12-15мм. (В зависимости от размера шестерни)
  • Принтер
  • Дрель или сверлильный станок
  • Лобзик 
  • Напильник
  • Шкурка или шлифмашина
  • Программа Gear Generator ссылка прилагается, но программа платная стоит 29 долларов. Поэтому я поискал аналог. geartrax и solidworks ищем в интернете, выдают эти программы  dxf файл который подходит под станки с ЧПУ. (С таким файлом вы можете обратиться к профессионалам, и предоставив этот файл и вознаграждение получить шестерню вырезанную на станке с микронной точностью.
    )
  • Лак устойчивый к механическим повреждениям.
  • Болт мебельный. Можно использовать гвоздь.

Интересное видео от пользователя Matthiaswandel.

На самом деле шестерни можно использовать во множестве механизмов. Например сделать станок своими руками. К примеру сверлильный. управлять подачей сверла через систему шестеренок, в том числе и через компьютер если спаять схему управления для конструкции. Вот только не знаю есть ли смысл  делать ЧПУ сверлильный станок. 

Ещё несколько интересных видео по теме шестеренок. 

Механизм из шестеренок для кругового хода на магнитах

Это познавательный механизм, созданный в нашем клубе, который дети любят без конца собирать и разбирать на части. Смысл механизма — 4 шестеренки с магнитами в центре вращаются по кругу и вокруг своей оси. на них надевается крыжка, а на нее кладутся любые фигурки-сувениры, тоже с магнитом, в нашем случае, это цветочки. При включении механизма цветы начинают вращаться силами магнитного притяжения. Все детали для механизма напечатаны на 3D принтере.


У нас есть 2 варианта — первый приводится в движение моторчиком, а второй рукояткой, вращаемой человеком. Внутри они содержат одни и те же элементы, отличаются только небольшой частью корпуса, к которой крепится или мотор или рукоять.

Вариант с мотором.

Вот из таких деталей состоит наша игрушка:
1) Корпус:

2) Крыжка:

3) Большая шестеренка в центре:

4) 4 маленьких шестеренки с магнитами и подшипниками:

Мы используем маленькие магниты — диаметром 12 мм и высотой 2 мм, а подшипники диаметром 13 мм, высотой 3 мм.

5) Центральная маленькая шестеренка:


6) Шестеренка для мотора, вращающая большую шестеренку:


А мотор мы использовали в нашей конструкции такой:

У нас есть подробное видео, о том как собирается эта конструкция:

ССылка на видео — http://youtu.be/m3psmCP1Xy8

Также предлагаем вам stl файлы деталей и файлы проекта, сделанные в Blender 3D.

۞ Мир шестеренок: самые необычные открытия

 

Зубчатые колеса, или шестерни, образующие между собой или другими зубчатыми деталями (рейками, шлицевыми, червячными валами, эпициклами и т.
д.) зубчатые пары, являются элементами разнообразных зубчатых силовых передач, а их взаимоувязанные механические комплексы называются редукторными узлами, или редукторами.

 

На сегодняшний день зубчатые передачи и редукторы присутствуют в подавляющем большинстве машин и механизмов, отличаются многообразием своих форм и способов применения. Сегодня купить шестерни любого типа и размера не представляет большой сложности, услуги изготовления шестерен на заказ предоставляются многими компаниями, где этот процесс поставлен на поток, а цена изготовления шестерен любой сложности доступна даже простому обывателю. Тогда как совсем недавно изготовление зубчатых колес было уделом только самых искусных мастеров, а обладать каким-либо шестеренчатым механизмом, например, водяной мельницей или башенными часами, мог себе позволить далеко не каждый состоятельный человек или даже целый город.

 

К удивлению многих интересно будет узнать, что шестеренчатые передачи известны из глубочайшей древности, и их изобретатель так же неизвестен, как изобретатели, например, колеса или гончарного круга. Деревянные шестеренки и механизмы с их применением были известны еще древним египтянам и вавилонянам, древние греки и римляне уже некоторые из них изготовляли из металлов (бронзы, железа). Самыми известными древними механизмами, где широко применялись деревянные и металлические шестерни, были египетские водяные черпалки, применявшиеся в системах орошения, и древнеримские водяные мельницы, использовавшиеся для переработки зерна.

 

 

Широко известен древний т.н. Антикикерский механизм (Антикикерский «компьютер»), поднятый в 1901 году со дна моря возле греческого острова Антикикер, на месте затопления старинного корабля. Механизм, датированный 100-м годом до н.е или даже 200-м годом до н.е. представлял собой сложный шестеренчатый редуктор в составе не менее 30 бронзовых шестерен с двумя циферблатами. По словам ученных, он применялся как астрономический прибор, позволял вычислять движение небесных тел и предсказывать дату до 42 астрономических событий. Также истории известен древнекитайский механический навигационный прибор — компас в виде колесницы с фигурой человека, которая, при любых движениях и поворотах колесницы, все время показывала на юг.

В основе китайского механического компаса был положен сложный шестеренчатый механизм.

 

 

Первенство в изобретении червячной передачи (зубчатое колесо плюс червячный вал) и многоступенчатой зубчатой передачи (современного редуктора) приписывается гению древнегреческого ученого Архимеда из г. Сиракузы (287 – 212 гг до н.е.). А в книге «Механика» Герона Александрийского, дошедшей до наших дней, был описан шестеренчатый механизм – годометр, предназначенный для измерения пути, пройденного повозкой. Как уже понятно, прямыми наследниками годометра являются современные спидометры.

 

 

В после римский период Европы, в средние века, изготовление шестерен продолжалось преимущественно из дерева или металла, но например, в Скандинавии (Швеции) они изготовлялись даже из камня. Основной сферой применения шестерен оставались водяные, а несколько позже – ветряные (Голландия) мельницы. Так продолжалось до изобретения механического часового механизма, в основе которого были деревянные или металлические шестерни.

Начиная с 13 века, в Европе практически все часы становятся механическими, с приводом от противовеса, и лишь гораздо позже – от пружинного механизма. Но данному часовому механизму предшествовали известные еще в раннем средневековье водяные часы, в которых шестеренчатый механизм приводился в движение равномерным потоком (струей) воды.

 

 

Реечная зубчатая передача (кремальера), которая позволяет преобразовывать вращательное движение в прямолинейное, в старину применялась в разнообразной военной метательной технике – баллистах, катапультах, ручных арбалетах.

 

Долгое время шестерни изготовлялись с цилиндрическими (цевочное зацепление), прямоугольными или клиновидными зубьями, имеющими низкий рабочий ресурс, большие потери на трение, высокий риск заклинивания. Современный тип эвольвентной формы зубьев (эвольвентное зацепление) был предложен в 1754 году выдающимся ученым физиком Леонардом Эйлером.

 

С глубокой древности зубчатые колеса изготовлялись вручную – после тщательной ручной разметки заготовки, зубья на ней выпиливались пилами, доводились до кондиции напильниками. Только в 18-м веке появились первые зубонарезные станки, в которых имелись два важнейших современных узла – делительное устройство и зуборезная установка. Инструмент для накатки зубьев (изготовления шестерен по образцу (модели) накаточной рейки или колеса) также известен с 18-го века, изначально применялся для изготовления из мягкого металла шестерен часовых механизмов.

 

 

Одни из последних нововведений в зубчатой механике связаны с изобретениями:

  • в 1913 году конической зубчатой передачи с круговым зацеплением американской компании «Глиссон», которая сегодня широко применяется в главных передачах и межосевых дифференциалах современных машин и механизмов;

  • шевронного (V-образного) зубчатого зацепления (т.н. шевронные колеса), которое решало проблему осевой силы в шестеренчатых редукторах, связанное с именем Андре Ситроена и его одноименной автомобильной компании Citroen; в память об этом изобретении компания Citroen своим логотипом избрала сдвоенный V-образный шеврон;

  • круговинтовое зацепление, или передача инженера Новикова, предложенная им в 1954 году; нашла применение в высоконагруженных тихоходных машинах и механизмах, таких как подъемные краны, лебедки и т. д.

Но тем не менее, человеческие изобретения ничто перед мудростью и изобретательностью Природы. То, что человеку известно всего несколько тысяч лет, Природа изобрела за много десятков миллионов лет до него. Так, совсем недавно учеными была описана разновидность мелкого прыгающего насекомого семейства Issidae, в «приводе» задних лап которого обнаружена настоящая шестеренчатая передача, позволяющая ему очень точно согласовывать их движение при отталкивании в прыжке.

 

 

Изготовление шестерни в домашних условиях. Как восстановить пластмассовую шестеренку. Тонкости моделирования зубца. Угол давления, и Как сделать прочные зубцы


В сегодняшнее время, вокруг нас работают очень много механизмов где используются пластмассовые шестеренки. Причем, это могут быть как и игрушечные машинки, так и вполне серьезные вещи, к примеру, антенный подъемник в автомобиле, редуктор спиннинга, и тп. Причины поломки шестеренок могут быть разные, конечно большинство из них связаны с неправильной эксплуатацией, но сейчас не об этом. Если уж вы попали в такую ситуацию и у вас сломало пару зубьев шестерни, то выход есть как не платить за дорогостоящую деталь, а восстановить ее простым способом.

Понадобится для восстановления

  • Ненужная зубная щетка.
  • Моющее средство.
  • Двухкомпонентный эпоксидный клей — холодная сварка для пластика.
Клей холодная сварка должен быть жидкий, в тюбиках. Обязательно смотрите на упаковке, чтобы он подходил для склеивания пластмассовых и пластиковых деталей. Такой двухкомпонентный клей можно купить как в магазине автозапчастей, так и в строительном магазине. Если у вас возникнут затруднения и вы не сможете найти такой, в конце статьи я расскажу как сделать похожий аналог.

Восстановление пластмассовой шестеренки

Подготовка

Первомым делом необходимо подготовить поверхность шестеренки. Промываем ее многократно в теплой воде с моющим средством, активно работая зубной щеткой. Наша задача обезжирить и удалить смазку со всех граней.
После того как обезжировка проведена, высушите ее насухо.

Готовим клей

Теперь подготовим клей. Смешаем на небольшом кусочке картона компоненты в пропорции как в инструкции. Хорошо перемешаем.
Вообще, перед открыванием клея, рекомендую тщательно ознакомиться с его инструкцией, особенно с временем полного и частичного затвердевания, так как у разных производителей эти данные могут кардинально отличаться.
Если консистенция получилась жидкая — дайте ей немного постоять, пока она начнет отвердевать.

Восстановление зубьев

В моем случае сточено несколько зубьев, ситуация исправима. Мажем клей на то место, которое нужно восстановить. Клей должен быть очень густым, но пластичным.


Делаем такой своеобразный бугорок.


Кладем шестеренку на импровизированную подставку, для того чтобы клей ещё больше загустел. Все опять же индивидуально, мне понадобилось лично минут 20, чтобы консистенция заметно загустела.


Ускорить реакцию и уменьшить время загустения можно нагреванием. К примеру взять фен и начать нагревать клей на шестеренке.

Восстановление зубьев

Теперь самый ответственный момент — прокатка зубьев. Узел где эксплуатировалась шестерня, а именно другая шестеренка с которой непосредственно контактировала наша сломанная, нужно обильно смазать смазкой, солидолом или литолом.
Устанавливаем сломанную шестерню и прокатываем несколько раз по другой.


В результате другая шестеренка прокатает след на густом клее.


Теперь вы понимаете, что прежде чем прокатывать зубья, эпоксидный клей на шестеренке должен затвердеть до консистенции твердого пластилина.
Благодаря смазке клей не прилипнет на другую шестеренку.

Затвердевание

Аккуратно извлекаем восстановленную делать из механизма и оставляем ее для окончательного затвердевания, обычно на сутки.


Вот таким несложным способом можно довольно просто восстановить сломанные шестерни.

Чем заменить эпоксидный клей?

Если вы не нашли клей, я могу вам порекомендовать сделать немного похожий состав.
Для этого понадобится:
  • Эпоксидная смола с отвердителем.
  • Цемент сухой.
Покупаем обычную прозрачную или желтоватую эпоксидную смолу с отвердителем. Эти два компонента зачастую продаются вместе.
В пропорции указанной в инструкции, смешиваем компоненты для получения нужного количества клея. Добавляем цемент. Только не цементно-песчаную смесь, а именно чистый цемент. Пропорции примерно два к одному. То есть две части клея и одна цемента. И все очень тщательно перемешиваем. Клей готов, а дальше все как по инструкции выше.

Владельцы домашних мастерских имеют много приспособлений и устройств, которые значительно облегчают ручной труд и повышают эффективность работы. Одним из таких механизмов является понижающий редуктор.

В основном он используется для того, чтобы скорость вращения выходного вала изменялась в меньшую сторону или повышался на нем крутящий момент. По своей конструкции это устройство может быть комбинированным, червячным или шестеренным, а также одно- и многоступенчатым.

Понижающий редуктор многие изготавливают своими руками.

Что такое редуктор?

Этот механизм представляет собой передаточное звено, которое располагается между вращательными устройствами электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания к конечному рабочему агрегату.

Основными характеризующими показателями редуктора являются:

  • передаваемая мощность;
  • количество ведущих и ведомых вращательных валов.

К вращательным устройствам этого механизма неподвижно закрепляют зубчатые или червячные передачи , которые передают и регулируют движение от одного к другому. В корпусе имеются отверстия с подшипниками, на которых располагаются валы.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы изготовить редуктор могут потребоваться следующие материалы и инструменты:

  • гаечные ключи и отвертки разнообразных форм и размеров;
  • надфили, сверла;
  • прокладки из резины;
  • шайбы, обрезки труб, шестерни, болты, подшипники, шкивы, валы;
  • инвертор;
  • штангенциркуль, линейка;
  • плоскогубцы;
  • тиски, молоток;
  • каркас от старого редуктора или стальные листы.

Как сделать редуктор своими руками?

Самой важной деталью понижающего редуктора считается его корпус. Он должен быть спроектирован и изготовлен правильно своими руками, так как от этого зависит взаимное положение валов и осей, соосность гнезд под опорные подшипники и зазоры между шестернями.

Корпусы промышленных редукторов изготавливают в основном методом литья из алюминиевых сплавов или чугуна , однако, в домашних условиях сделать это совершенно невозможно. Поэтому под свои нужды можно подобрать или доделать уже готовый корпус либо сварить из стального листа. Только в этом случае следует помнить, что в процессе сварки металл может «повести», и поэтому для сохранения соосности валов необходимо оставлять припуск.

Многие мастера делают по-другому. Чтобы не заморачиваться с расточными работами, они корпус начинают сваривать полностью, а вместо гнезд для опорных подшипников применяют отрезки трубы , которые выставляют в необходимом положении и только после этого окончательно закрепляют на месте при помощи сварки или болтами. Для облегчения обслуживания редуктора необходимо у корпуса сделать съемной верхнюю крышку, а снизу — сливное отверстие, которое будет использоваться для стока отработанного масла.

Опорой для шестеренок служат оси и валы редуктора. Обычно в одноступенчатом механизме используют только валы, имеющих жесткое крепление шестерен. Обе шестеренки в этом случае вращаются вместе со своими валами. Ось используют тогда, когда в редуктор необходимо вставить промежуточную шестеренку.

Она начинает свободно вращаться на своей оси с минимальным зазором , а чтобы не смещалась вбок, ее фиксируют гайкой, упорным буртиком или стопорными разрезными шайбами.

Валы следует изготавливать из стали, обладающей хорошей прочностью и замечательно поддающейся механической обработке.

Опорами для валов служат подшипники в редукторе. Они воспринимают нагрузки, возникающие в процессе работы механизма. Надежность и работоспособность редуктора целиком зависит от того, насколько правильно были подобраны подшипники.

Для механизма своими руками лучше всего подобрать подшипники закрытого типа , для которых требуется минимальное обслуживание. Они смазываются консистентной смазкой. Тип подшипников напрямую зависит от вида нагрузки.

При использовании прямозубых шестерен будет достаточно обыкновенных одно- или двухрядных шариковых подшипников.

Если в механизме присутствуют косозубые шестерни или червячные передачи, то на вал и подшипники начинает передаваться осевая нагрузка, что требует наличия шарикового или роликового радиально-упорного подшипника.

Другой довольно важной деталью редуктора являются шестерни. Благодаря им можно изменять частоту вращения выходного вала. Чтобы изготовить шестерни, необходимо специальное металлорежущее оборудование, поэтому для экономии можно использовать готовые детали со списанных устройств.

Очень важно в процессе монтажа шестерен выставить правильно зазор между ними, потому что от этого зависит уровень шума, возникающего во время работы редуктора и нагрузочная способность. Смазывать шестерни лучше всего жидким индустриальным маслом, которое заливают таким образом, чтобы оно покрыло зубья нижней шестерни. Смазка остальных деталей осуществляется при помощи разбрызгивания масла по внутренней полости механизма.

Сальниковые уплотнители валов предотвращают просачивание масла наружу из редуктора. Устанавливают их на выходах валов и закрепляют в подшипниковых крышках.

Чтобы предотвратить аварийное разрушение деталей механизма от больших нагрузок используют предохранительную муфту. Она бывает в виде сильфона, подпружиненных фрикционных дисков или срезаемого штифта.

Процесс монтажа очень сильно облегчают крышки подшипников , которые бывают сквозными или глухими. Подбирают их из готовых деталей или вытачивают на токарном станке.

Сфера применения редуктора

Этот механизм является незаменимым помощников в различных сферах деятельности человека. Обычно он применяется:

  • в промышленности;
  • в автомобильных коробках передач;
  • в электрооборудовании и бытовой техники;
  • в газодобывающей промышленности и многих других отраслях.

В промышленности этот механизм используется очень широко. В различных обрабатывающих станках он применяется как вращательная передающая деталь , повышающая скорость оборотов.

А вот в автомобильных коробках передач редуктор, наоборот, понижает частоту вращения двигателя. От того, насколько правильно отлажена его регулировка, зависит плавность и мягкость хода транспорта.

Это понижающее обороты устройство используется также в бытовой технике и электрооборудовании, имеющих электродвигатели. Это могут быть миксеры, стиральные машины, дрели, кухонные комбайны, болгарки.

Редукторы являются незаменимой частью вентиляционного оборудования, очистных сооружений, насосных систем. Они способствуют поддержанию оптимального давления газа в газопламенных установках.

Газодобывающая промышленность также не может обойтись без этого механизма. Транспортировка и хранение газов является довольно опасным процессом, поэтому используют редуктор, с помощью которого перекрывают доступ газа или открывают ему выход, регулируя напор.

Сборка редуктора своими руками из подручных средств – дело довольно хлопотное, но не слишком трудное. С его помощью уменьшается вращение выходного вала и увеличивается его крутящий момент. Производительность устройств или машины полностью зависит от этой детали. Используется этот механизм в самых разнообразных отраслях деятельности человека.

  • Фёдор Ильич Артёмов
  • Распечатать

Одной из самых сложных и, тем не менее, распространенных механических систем является зубчатая передача. Это отличный способ передачи механической энергии из одного места в другое и способ увеличения или уменьшения мощности (крутящего момента), а также увеличения или уменьшения скорости чего-либо.

Как сделать шестеренку своими руками? Проблема всегда заключаются в том, что для создания эффективных зубчатых колес требуется достаточно много навыков рисования и знание математики, а также умение создавать сложные детали.

Для любительского нет необходимости иметь максимальную эффективность, поэтому мы можем получить намного более легкую в изготовлении систему, даже с подручными инструментами.

Шестерня — это ряд зубьев на колесе. (Обратите внимание на диаграмму выше, они пометили неправильное количество зубьев на шестернях — извините)

Шаг 1: Формулы и расчеты

Формулы для рисования и изготовления зубьев зубчатых колес в избытке можно найти в интернете , но для новичка они кажутся очень сложными.

Я решил упростить задачу, и решение очень хорошо работает как в больших, так и в малых масштабах. В небольших масштабах это лучше всего подходит для машинной резки с помощью лазерных резаков, например, очень маленькие зубчатые колеса могут быть успешно изготовлены таким образом.

Шаг 2: Простой способ

Итак, форма зубца, если говорить просто, может представлять собой полукруг.

Шаг 3: Определяем размеры

Теперь мы можем определить параметры, чтобы сделать шестерню:

  1. Насколько большими / маленькими будут зубья шестерни (диаметр) — чем меньше шестерня, тем меньше должны быть зубья.
  2. Все зубья, которые собираются в сцепление (соединяются), должны быть одинакового размера, поэтому сначала нужно рассчитать меньшую шестерню.

Давайте начнем с зубьев размером 10 мм.

Я хочу шестерню с 5 зубьями, чтобы круг был 10х10 мм (в окружности) = 100 мм.

Чтобы нарисовать этот круг, мне нужно найти диаметр, поэтому я использую математику и калькулятор и делю окружность (100 мм) на Pi = 3,142.

Это дает мне диаметр 31,8 мм, и я могу нарисовать этот круг с помощью циркуля, а затем нарисовать с помощью циркуля на его окружности ровно 10 кругов диаметром 10 мм.

Если у вас есть такая возможность, то проще сделать все с помощью программного обеспечения для рисования. Если вы используете программное обеспечение, вы должны иметь возможность вращать круги зубьев вокруг основного круга, и вам нужно будет знать, как далеко повернуть каждый зуб. Это легко рассчитать: делите 360 градусов на количество кругов. Таким образом, для наших 10 кругов 360/10 = 36 градусов для каждого зуба.

Шаг 4: Делаем зубчатую форму

Удалите верхнюю часть одного круга и нижнюю часть следующего круга. Чтобы сделать это, у вас должно быть четное количество зубьев

У нас есть первая шестерня. Она может быть вырезана из дерева или металла с помощью базовых подручных инструментов, пил и напильников.

Этот процесс легко повторить для любого количества шестеренок, которое вам нужно. Держите размер круга по образцу, и они будут соответствовать друг другу.

Шаг 5: Получите шестерёнку

Поскольку такие полукруглые шестеренки легко вырезать, вы можете сделать их с помощью подручного инструмента и лобзика или пилы.

Раньше я делал шаблон из 9 или 10 зубьев на фанере и использовал его в качестве ориентира для моего ручного фрезера и без проблем вырезал шестерни.

Если у вас есть доступ к лазерному резцу, они могут быть вырезаны из акрила 3 или 5 мм толщины и быть очень маленьких размеров.

Здравствуйте) Сегодня, в процессе размышлений над смыслом всего сущего, я задался вопросом изготовления зубчатой рейки в домашних условиях. Я думаю некоторые уже сталкивались с этой проблемой — найти готовую зубчатую рейку весьма трудно, а выпиливать каждый зуб натфилем дело очень муторное (выдержать постоянный профиль и шаг довольно сложно). Конечно если модуль зуба не сликом мал, а длина рейки необходима небольшая, то можно и поморочится)) Но что делать если модуль например 0,5 мм (высота зуба 1,125 мм) и менее, а длина относительно большая? В серийном производстве такие рейки изготовляют на зубофрезерных или зубодолбежных станках (иногда штамповкой), в единичном на универсальных фрезерных станках пальцевой или дисковой профилированной фрезой. Для домашних условий предлагаю следующий способ (наверное для многих это не будет новостью, но может быть кому-то пригодится).

Итак, у нас имеется зубчатое колесо (m=0,35мм; высота зуба соответственно h=0,7875мм)

К сожалению будет необходимо кое чем пожертвовать((Жертвой выступит любое другое колесо с таким же модулем (Ну или хотя бы близким к нему). Диаметр здесь особой роли не играет, главное соответствие модуля. Вот две жертвы.


Проверяем. Подходят идеально)


Далее заготовка для будущей рейки, ею послужила пластина из часового механизма (хорошо видно, что на ней я уже тренировался).


Отжигаем ее и закрепляем в тисках.
Далее чеканим ее нашей жертвой. Для начала легкими ударами молотка по шестерне делаем метки.


Ну а потом лупим что есть мочи! неспеша и аккуратно вычеканиваем на высоту зуба.


Шаг при этом будет совпадать идеально. Профиль, конечно, не совершенен, но не думаю, что такой метод будет использован для реек в каких-нибудь очень ответственных механизмах))


После того, как мы прочеканили заготовку на необходимую глубину, дорабатываем натфилем. В результате получаем участок с профилем очень даже неплохого качества)


Контроль.


После этого можно спокойно вырезать саму рейку с уже готовым профилем)) Таким образом можно получать мелкомодульные рейки из нетвердых металлов. Было потрачено: две шестеренки, пол-часа времени (+ два эксперемента). Спасибо за внимание)

Постарался изложить максимально простым языком.

Недавно друг, который занимался продажей шоколадных фонтанов в Питере обратился с необычным предложением. Ему вернули фонтан, где не крутился винт, поднимающий шоколад. Я люблю подобные задачи, когда мало кто может (или хочет браться) за починку единичных вещей и нужно поломать немного голову как изготовить редкие запчасти своими руками.

После разборки стало ясно, что дело в редукторе. Одна шестерня буквально расплавилась на валу (качество компонентов было просто на высоте. Скорей всего шестерня проскальзывала долгое время, потом нагрелась. Фонтан выключили, шестерня снова прилипла к валу со смещенным центром. Потом его снова включили и несколько зубъев, не выдержав нагрузки, отломилось). Точно такую же шестерёнку не найти, поэтому из оказавшегося под боком оборудования решил изготовить новую.

Вариантов создания шестерёнок очень много, я расскажу лишь про один из них. На мой взгляд он самый простой и эффективный.

Шаг 1. Разработка чертежа шестерни

Вам понадобится:

  • любой векторный редактор
  • штангенциркуль
  • генератор шестеренок (я использовал этот онлайн сервис)

Итак, считаем количество зубцов поломавшейся шестерни. Вводим все параметры, проводим замеры.

Качаем файл чертёж. Внутреннюю звёздочку я чертил сам в кореле, т.к. нужного параметра не нашел.

Рассчитывая внутренний диаметр шестерёнки нужно соблюсти тонкий баланс между прокручиванием и растрескиванием от сильного натяга.

Шаг 2. Изготовление шестерни

Материал новой шестерни — прозрачное оргстекло. Просто ищете в поисковике лазерную резку в вашем городе и отправляетесь туда. Лучше нарезать несколько с разными параметрами сразу. Думаю, одна порезка как у меня не должна выйти более $ 6.

Шаг 3. Запуск и тест фонтана

Вообще соседние шестерни принято делать из материалов немного разной плотности. Так они дольше прослужат. Скорей всего производитель просто пренебрег этим.

Смазываем, запускаем, радуемся!

Удачи в вашем труде!

Из чего делают шестерни. Как восстановить пластмассовую шестеренку

Владельцы домашних мастерских имеют много приспособлений и устройств, которые значительно облегчают ручной труд и повышают эффективность работы. Одним из таких механизмов является понижающий редуктор.

В основном он используется для того, чтобы скорость вращения выходного вала изменялась в меньшую сторону или повышался на нем крутящий момент. По своей конструкции это устройство может быть комбинированным, червячным или шестеренным, а также одно- и многоступенчатым.

Понижающий редуктор многие изготавливают своими руками.

Что такое редуктор?

Этот механизм представляет собой передаточное звено, которое располагается между вращательными устройствами электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания к конечному рабочему агрегату.

Основными характеризующими показателями редуктора являются:

  • передаваемая мощность;
  • количество ведущих и ведомых вращательных валов.

К вращательным устройствам этого механизма неподвижно закрепляют зубчатые или червячные передачи , которые передают и регулируют движение от одного к другому. В корпусе имеются отверстия с подшипниками, на которых располагаются валы.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы изготовить редуктор могут потребоваться следующие материалы и инструменты:

  • гаечные ключи и отвертки разнообразных форм и размеров;
  • надфили, сверла;
  • прокладки из резины;
  • шайбы, обрезки труб, шестерни, болты, подшипники, шкивы, валы;
  • инвертор;
  • штангенциркуль, линейка;
  • плоскогубцы;
  • тиски, молоток;
  • каркас от старого редуктора или стальные листы.

Как сделать редуктор своими руками?

Самой важной деталью понижающего редуктора считается его корпус. Он должен быть спроектирован и изготовлен правильно своими руками, так как от этого зависит взаимное положение валов и осей, соосность гнезд под опорные подшипники и зазоры между шестернями.

Корпусы промышленных редукторов изготавливают в основном методом литья из алюминиевых сплавов или чугуна , однако, в домашних условиях сделать это совершенно невозможно. Поэтому под свои нужды можно подобрать или доделать уже готовый корпус либо сварить из стального листа. Только в этом случае следует помнить, что в процессе сварки металл может «повести», и поэтому для сохранения соосности валов необходимо оставлять припуск.

Многие мастера делают по-другому. Чтобы не заморачиваться с расточными работами, они корпус начинают сваривать полностью, а вместо гнезд для опорных подшипников применяют отрезки трубы , которые выставляют в необходимом положении и только после этого окончательно закрепляют на месте при помощи сварки или болтами. Для облегчения обслуживания редуктора необходимо у корпуса сделать съемной верхнюю крышку, а снизу — сливное отверстие, которое будет использоваться для стока отработанного масла.

Опорой для шестеренок служат оси и валы редуктора. Обычно в одноступенчатом механизме используют только валы, имеющих жесткое крепление шестерен. Обе шестеренки в этом случае вращаются вместе со своими валами. Ось используют тогда, когда в редуктор необходимо вставить промежуточную шестеренку.

Она начинает свободно вращаться на своей оси с минимальным зазором , а чтобы не смещалась вбок, ее фиксируют гайкой, упорным буртиком или стопорными разрезными шайбами.

Валы следует изготавливать из стали, обладающей хорошей прочностью и замечательно поддающейся механической обработке.

Опорами для валов служат подшипники в редукторе. Они воспринимают нагрузки, возникающие в процессе работы механизма. Надежность и работоспособность редуктора целиком зависит от того, насколько правильно были подобраны подшипники.

Для механизма своими руками лучше всего подобрать подшипники закрытого типа , для которых требуется минимальное обслуживание. Они смазываются консистентной смазкой. Тип подшипников напрямую зависит от вида нагрузки.

При использовании прямозубых шестерен будет достаточно обыкновенных одно- или двухрядных шариковых подшипников.

Если в механизме присутствуют косозубые шестерни или червячные передачи, то на вал и подшипники начинает передаваться осевая нагрузка, что требует наличия шарикового или роликового радиально-упорного подшипника.

Другой довольно важной деталью редуктора являются шестерни. Благодаря им можно изменять частоту вращения выходного вала. Чтобы изготовить шестерни, необходимо специальное металлорежущее оборудование, поэтому для экономии можно использовать готовые детали со списанных устройств.

Очень важно в процессе монтажа шестерен выставить правильно зазор между ними, потому что от этого зависит уровень шума, возникающего во время работы редуктора и нагрузочная способность. Смазывать шестерни лучше всего жидким индустриальным маслом, которое заливают таким образом, чтобы оно покрыло зубья нижней шестерни. Смазка остальных деталей осуществляется при помощи разбрызгивания масла по внутренней полости механизма.

Сальниковые уплотнители валов предотвращают просачивание масла наружу из редуктора. Устанавливают их на выходах валов и закрепляют в подшипниковых крышках.

Чтобы предотвратить аварийное разрушение деталей механизма от больших нагрузок используют предохранительную муфту. Она бывает в виде сильфона, подпружиненных фрикционных дисков или срезаемого штифта.

Процесс монтажа очень сильно облегчают крышки подшипников , которые бывают сквозными или глухими. Подбирают их из готовых деталей или вытачивают на токарном станке.

Сфера применения редуктора

Этот механизм является незаменимым помощников в различных сферах деятельности человека. Обычно он применяется:

  • в промышленности;
  • в автомобильных коробках передач;
  • в электрооборудовании и бытовой техники;
  • в газодобывающей промышленности и многих других отраслях.

В промышленности этот механизм используется очень широко. В различных обрабатывающих станках он применяется как вращательная передающая деталь , повышающая скорость оборотов.

А вот в автомобильных коробках передач редуктор, наоборот, понижает частоту вращения двигателя. От того, насколько правильно отлажена его регулировка, зависит плавность и мягкость хода транспорта.

Это понижающее обороты устройство используется также в бытовой технике и электрооборудовании, имеющих электродвигатели. Это могут быть миксеры, стиральные машины, дрели, кухонные комбайны, болгарки.

Редукторы являются незаменимой частью вентиляционного оборудования, очистных сооружений, насосных систем. Они способствуют поддержанию оптимального давления газа в газопламенных установках.

Газодобывающая промышленность также не может обойтись без этого механизма. Транспортировка и хранение газов является довольно опасным процессом, поэтому используют редуктор, с помощью которого перекрывают доступ газа или открывают ему выход, регулируя напор.

Сборка редуктора своими руками из подручных средств – дело довольно хлопотное, но не слишком трудное. С его помощью уменьшается вращение выходного вала и увеличивается его крутящий момент. Производительность устройств или машины полностью зависит от этой детали. Используется этот механизм в самых разнообразных отраслях деятельности человека.

  • Фёдор Ильич Артёмов
  • Распечатать

Для изготовления шестерен используют такие материалы: железо, чугун, бронза, сталь простая углеродистая, специальные составы стали с примесью хрома, никеля, ванадия. Помимо металлов применяют смягчающие материалы: кожу, фибру, бумагу, они смягчают и обесшумливают зацепление. Но и металлические шестерни могут работать бесшумно, если их профиль выполнен с точностью. Для грубых передач производят «силовые» зубчатые колеса, их изготовляют литьем из чугуна и стали без последующей обработки. «Рабочие» зубчатые колеса для быстроходных передач изготовляются на фрезерных или зуборезных станках, с последующей термической обработкой – цементацией, которая предает зубьям твердость и устойчивость к износу. После цементации шестерни подвергаются обработке на шлифовальных станках.

Метод обката

Метод обката самый распространённый вариант изготовления шестерен, так как этот способ наиболее технологичный. В этом способе изготовления применяются такие инструменты: долбяк, червячная фреза, гребенка.

Метод обката с использованием долбяка

Для изготовления шестерен используется зубодолбёжный станок со специальным долбяком (шестерня оснащенная режущими кромками). Процедура изготовления шестерен происходит в несколько этапов, так как срезать за один раз весь лишний слой металла не возможно. При обработке заготовки, долбяк выполняет возвратно-поступательное движение и после каждого двойного хода, заготовка и долбяк проворачиваются на один шаг, как бы «обкатываются» друг по другу. Когда заготовка шестеренки сделает полный оборот, долбяк выполняет движение подачи к заготовке. Этот цикл производства выполняется, пока не будет удалён весь необходимый слой металла.

Метод обката с использованием гребёнки

Гребенка — режущий инструмент, его форма аналогична зубчатой рейки, но одна сторона зубьев гребенки заточена. Заготовка изготавливаемой шестерни производит вращательное движение вокруг оси. А гребёнка выполняет поступательное движение перпендикулярно оси шестерни и возвратно-поступательное движение параллельного оси колеса (шестеренки). Таким образом гребенка снимает лишний слой по всей ширине обода шестерни. Возможен другой вариант движения режущего инструмента и заготовки шестерни относительно друг друга, например, заготовка выполняет сложное прерывистое движение, скоординированное с движением гребенки, как будто совершается зацепление профиля нарезаемых зубьев с контуром режущего инструмента.

Этот метод позволяет изготовить шестерню при помощи червячной фрезы. Режущим инструментом в данном методе служит червячная фреза, которая совместно с заготовкой зубчатого колеса производят червячное зацепление.

Одна впадина шестеренки нарезается дисковой или пальцевой фрезой. Режущая часть фрезы, выполненная в виде формы этой впадины, нарезает шестерню. А при содействии делительного устройства нарезаемая шестеренка поворачивается на один угловой шаг и процесс нарезания повторяется. Этот способ изготовления шестерен использовался еще в начале ХХ века, он является не точным, впадины произведенного зубчатого колеса получаются разными, не идентичными.

Горячее и холодное накатывание

В этом способе производства шестерен применяется зубонакатный инструмент, который нагревает определенный слой заготовки до пластического состояния. После этого, нагретый слой деформируют для получения зубьев. А далее обкатывают зубья, изготавливаемого зубчатого колеса, до приобретения ними точной формы.

Изготовление конических шестерен

Для изготовления конических колес (конических шестеренок) применяют вариант обкатки в станочном зацеплении заготовки с воображаемым производящим колесом. Режущие кромки инструмента в процессе главного движения срезают припуск, таким образом, образовывают боковые поверхности будущей шестерни (шестеренки).

Здравствуйте) Сегодня, в процессе размышлений над смыслом всего сущего, я задался вопросом изготовления зубчатой рейки в домашних условиях. Я думаю некоторые уже сталкивались с этой проблемой — найти готовую зубчатую рейку весьма трудно, а выпиливать каждый зуб натфилем дело очень муторное (выдержать постоянный профиль и шаг довольно сложно). Конечно если модуль зуба не сликом мал, а длина рейки необходима небольшая, то можно и поморочится)) Но что делать если модуль например 0,5 мм (высота зуба 1,125 мм) и менее, а длина относительно большая? В серийном производстве такие рейки изготовляют на зубофрезерных или зубодолбежных станках (иногда штамповкой), в единичном на универсальных фрезерных станках пальцевой или дисковой профилированной фрезой. Для домашних условий предлагаю следующий способ (наверное для многих это не будет новостью, но может быть кому-то пригодится).

Итак, у нас имеется зубчатое колесо (m=0,35мм; высота зуба соответственно h=0,7875мм)

К сожалению будет необходимо кое чем пожертвовать((Жертвой выступит любое другое колесо с таким же модулем (Ну или хотя бы близким к нему). Диаметр здесь особой роли не играет, главное соответствие модуля. Вот две жертвы.


Проверяем. Подходят идеально)


Далее заготовка для будущей рейки, ею послужила пластина из часового механизма (хорошо видно, что на ней я уже тренировался).


Отжигаем ее и закрепляем в тисках.
Далее чеканим ее нашей жертвой. Для начала легкими ударами молотка по шестерне делаем метки.


Ну а потом лупим что есть мочи! неспеша и аккуратно вычеканиваем на высоту зуба.


Шаг при этом будет совпадать идеально. Профиль, конечно, не совершенен, но не думаю, что такой метод будет использован для реек в каких-нибудь очень ответственных механизмах))


После того, как мы прочеканили заготовку на необходимую глубину, дорабатываем натфилем. В результате получаем участок с профилем очень даже неплохого качества)


Контроль.


После этого можно спокойно вырезать саму рейку с уже готовым профилем)) Таким образом можно получать мелкомодульные рейки из нетвердых металлов. Было потрачено: две шестеренки, пол-часа времени (+ два эксперемента). Спасибо за внимание)

Здравствуйте уважаемые посетители. Предлагаем Вам ознакомиться с обучающим видео уроком по изготовление пластиковой шестерни. Как Вы знаете многие шестерни в бытовой и офисной техники изготавливаются из пластика, а так же происходит поломка данной шестеренки. Вы сможете узнать как сделать новую по образцу которая имеется.

В этом уроке Вы узнаете как изготовить сломанную шестеренку из кухонного комбайнера. Как Вы понимаете такие шестеренки не возможно купить в магазинах, в ремонтных мастерских могут просто не найти подходящую шестеренку. Изготовление металлической шестеренки будет дороговато для данной модели кухонного комбайна.

Для создания новой пластиковой шестеренки, нам нужно использовать сломанную часть, но в начале нам необходимо будет её склеить. При собрании сломанной шестеренки, у нас могут возникнуть не большие трудности — это появление небольших дефектов, возможно не доставание мелки деталей.

Все это склеиваем обычным суперклеем, так как в сверхпрочности нам нет никакой необходимости. Нужно сделать все имеющие детали в одно подобие шестеренки. При склеивании мы видим небольшие дефекты которые имеются у нас. Мелкие части просто разлетелись, когда сломалась шестеренка. Соответственно нам необходимо будет все восполнить и все это будет делать воском. Заполняем все там где не достают данные детальки, кусочки пластика воском и до моделируем так как у нас выглядела бы не достающая деталька. Если эта часть детали выпуклая то будем моделировать как выпуклая, а если плоская то как плоская.

При восстановлении шестеренки нужно постараться сделать таким каким он был изначально кухонном комбайне. Конечно при выполнении воском мы не сможем сделать точную копию шестеренки, но постараемся сделать более или менее точную копию. При использовании таких шестеренок в кухонных комбайнах, там нет таких сверх точный посадок, так как постоянно снимается и одевается.

Данный процесс моделирования воском занимает в среднем пару часов. После моделирования до нужного состояния можно смело приниматься к процессу изготовление пластиковой шестерни. В обучающем видео Вы сможете более подробно посмотреть весь процесс создания такой шестеренки. Желаем Вам удачи.

Постарался изложить максимально простым языком.

Недавно друг, который занимался продажей шоколадных фонтанов в Питере обратился с необычным предложением. Ему вернули фонтан, где не крутился винт, поднимающий шоколад. Я люблю подобные задачи, когда мало кто может (или хочет браться) за починку единичных вещей и нужно поломать немного голову как изготовить редкие запчасти своими руками.

После разборки стало ясно, что дело в редукторе. Одна шестерня буквально расплавилась на валу (качество компонентов было просто на высоте. Скорей всего шестерня проскальзывала долгое время, потом нагрелась. Фонтан выключили, шестерня снова прилипла к валу со смещенным центром. Потом его снова включили и несколько зубъев, не выдержав нагрузки, отломилось). Точно такую же шестерёнку не найти, поэтому из оказавшегося под боком оборудования решил изготовить новую.

Вариантов создания шестерёнок очень много, я расскажу лишь про один из них. На мой взгляд он самый простой и эффективный.

Шаг 1. Разработка чертежа шестерни

Вам понадобится:

  • любой векторный редактор
  • штангенциркуль
  • генератор шестеренок (я использовал этот онлайн сервис)

Итак, считаем количество зубцов поломавшейся шестерни. Вводим все параметры, проводим замеры.

Качаем файл чертёж. Внутреннюю звёздочку я чертил сам в кореле, т.к. нужного параметра не нашел.

Рассчитывая внутренний диаметр шестерёнки нужно соблюсти тонкий баланс между прокручиванием и растрескиванием от сильного натяга.

Шаг 2. Изготовление шестерни

Материал новой шестерни — прозрачное оргстекло. Просто ищете в поисковике лазерную резку в вашем городе и отправляетесь туда. Лучше нарезать несколько с разными параметрами сразу. Думаю, одна порезка как у меня не должна выйти более $ 6.

Шаг 3. Запуск и тест фонтана

Вообще соседние шестерни принято делать из материалов немного разной плотности. Так они дольше прослужат. Скорей всего производитель просто пренебрег этим.

Смазываем, запускаем, радуемся!

Удачи в вашем труде!

шестеренки — история и описание игрушки


Конструкторы-шестеренки – это необычные динамичные конструкторы, состоящие из пластиковых зубчатых колес (шестеренок) и других соединительных элементов, превращающихся в единую игровую платформу. Мир конструкторов с шестеренками настолько разнообразен и интересен, что не оставит равнодушным ни ребенка, ни взрослого. Простейший механизм, состоящий из ярких деталей захватит внимание ребенка на продолжительное время. А результат сборки модели приведет малыша в полный восторг, ведь правильно составленный зубчатый механизм приведет в движение всю конструкцию. Замечательная развивающая игрушка из пластика или магнитов предназначена для детей от 2-х лет.

Изобретатель шестеренок не известен. С уверенностью можно сказать только то, что шестеренка появилась в природе задолго до того, как человек изобрел зубчатую передачу. На удивление простейший механизм зубчатой передачи был обнаружен у насекомого – coleoptratus обитает на территории Северной Америки, а передвигается он со скоростью выше, чем современные гоночные автомобили. Под микроскопом учёные разглядели у егого жучка зубчатые колеса на задних лапках. Большинство изобретений инженеров всех времен и народов – это результат подражания природе. только первые упоминания о применение шестерен Архимедом в III веке до нашей эры. А уже в работах Леонардо да Винчи, в чертежах некоторых механизмов присутствуют шестерни с формой зуба близкой к современной.

Издавна шестеренки применялись в различных, сложных и простых механизмах в машиностроении, судостроении, в пищевой и горнодобывающей промышленности, но никак не в производстве игрушек. И лишь в XXI веке в продаже появились конструкторы-шестеренки. Отличие таких конструкторов от других заключается в том, что при соединении всех компонентов получается «живая» конструкция, приводимая в движение все соединенные детали специальным рычажком. Также детали могут двигаться автоматически при установке и запуске батареек. Многие модели оснащены дополнительными звуковыми эффектами, срабатывающими в момент движения различных элементов.

На сегодняшний день существует несколько разновидностей таких конструкторов:

  • Пространственный конструктор. В таких наборах ребятам предлагается большое количество деталей, из которых необходимо собрать конструкцию на подставке. Такие игры предоставляют огромный простор для фантазии. Кроме того, в каждом наборе имеется подробная иллюстрированная инструкция, поэтому собирать башенку из кружков-шестеренок не только интересно, но и очень просто.
  • Динамический конструктор. Соединив шестеренки по предложенной схеме, ребенок получит интересный тематический игровой центр. Из такого набора шестеренок можно собрать джунгли, парк с каруселями или даже подводный мир, такие наборы обычно дополнены фигурками животных и людей. С помощью специального рычага постройка приводится в движение.
  • Магнитный конструктор. Детали такого конструктора можно прикрепить на специальную магнитную доску или обычный холодильник, создавая всевозможные зубчатые передачи. Встроенный моторчик позволяет привести собранную конструкцию в движение. Очень эффектно выглядит движение маленьких ярких деталей. Конструкторы-шестеренки подходят детям с 2-х лет. Ребенок будет придумывать свои варианты конструкций, развивая фантазию, пространственное и образное мышление, концентрацию внимания, усидчивость и мелкую моторику рук.

Конструкторы Fenming – пожалуй, одни из самых известных конструкторов-шестеренок на данный момент. Бренд «Fenming Toys» – это китайский производитель игрушек, пользующийся спросом в странах Европы, США и России. В производстве конструкторов используются только безопасные и безвредные экологически чистые материалы. Главный критерий детских игрушек «Fenming Toys» – качество и безопасность. В ассортименте компании огромное количество тематических наборов, благодаря которым можно создавать целые игрушечные города, которые оживают если привести в действие механизм шестеренок. Собранные машинки и паровозики станут любимыми игрушками Вашего ребенка. Малыш будет долго и с большим удовольствием играть в такие наборы, шестеренки сделаны из прочного яркого пластика. Кроме того, большинство наборов оснащены функцией радиоуправления.

Другие не менее интересные и популярные наборы аналогичных игрушек выпускает компания Quercetti, эти наборы для конструирования созданы на основе консультаций с детскими психологами, после многолетних наблюдений и исследований. Такой конструктор учитывает все основные потребности и особенности восприятия малыша. Среди ассортимента данной торговой марки также можно найти тематические наборы «Колейдошестеренки», «Зоопарк», «Ферма» и многие другие. Элементарный принцип соединения деталей познакомит ребенка с основными законами физики и механики, здесь помимо шестеренок работает более сложная конструкция цепной и ременной передачи, и даже пропеллеры. Такие познания непременно пригодятся мальчикам.

Ребенок должен получать игрушки соответствующие его возрасту и развитию. Конструктор «Шестеренки» может состоять из очень крупных деталей, которые предназначены для игр детям старше 2- лет. В данном случае такой набор будет прост в сборке. Модели для самых маленьких состоят обычно из 15–30 деталей. Определиться с подарком поможет маркировка на упаковке набора, на которой проставлен рекомендуемый возрастной минимум. Такая игрушка как конструктор имеет кардинальные отличия от простых кукол и плюшевых медвежат, так как обладает полезными функциями, которые благотворно сказываются на общем развитии ребенка – мелкая моторика, пространственное мышление, формирование причинно-следственных связей, развитие памяти, логики, внимания, воображения, умение создавать предметы своими руками.

Конструктор «Шестеренки» вызывает большой интерес у детей. Изначально родителям стоит познакомить малыша с новой игрушкой и самим показать принцип работы, чтобы помочь малышу разобраться с основными механическими процессами. В дальнейшем ребята без труда справляются с поставленной задачей, и уже используя свои навыки и фантазию, возводят свои конструкции. Игрушка безопасная, оригинальная, яркая, интересная и недорогая. Обычно наборы одной торговой марки совместимы между собой, таким образом, один набор можно дополнять другим, увеличивая сложность конструкции. Занимательная игра с шестеренками по знакомит ребенка с миром техники, равномерно развивая полушария головного мозга: правое, которое ответственно за интуицию и воображение; левое, отвечающее за логику, математические способности и формирование речи. Их равномерное совершенствование — гарантия гармоничного развития малыша.

Как сделать шестерню своими руками из пластика. Методы изготовления шестерен, зубчатых колес

Здравствуйте уважаемые посетители. Предлагаем Вам ознакомиться с обучающим видео уроком по изготовление пластиковой шестерни. Как Вы знаете многие шестерни в бытовой и офисной техники изготавливаются из пластика, а так же происходит поломка данной шестеренки. Вы сможете узнать как сделать новую по образцу которая имеется.

В этом уроке Вы узнаете как изготовить сломанную шестеренку из кухонного комбайнера. Как Вы понимаете такие шестеренки не возможно купить в магазинах, в ремонтных мастерских могут просто не найти подходящую шестеренку. Изготовление металлической шестеренки будет дороговато для данной модели кухонного комбайна.

Для создания новой пластиковой шестеренки, нам нужно использовать сломанную часть, но в начале нам необходимо будет её склеить. При собрании сломанной шестеренки, у нас могут возникнуть не большие трудности — это появление небольших дефектов, возможно не доставание мелки деталей.

Все это склеиваем обычным суперклеем, так как в сверхпрочности нам нет никакой необходимости. Нужно сделать все имеющие детали в одно подобие шестеренки. При склеивании мы видим небольшие дефекты которые имеются у нас. Мелкие части просто разлетелись, когда сломалась шестеренка. Соответственно нам необходимо будет все восполнить и все это будет делать воском. Заполняем все там где не достают данные детальки, кусочки пластика воском и до моделируем так как у нас выглядела бы не достающая деталька. Если эта часть детали выпуклая то будем моделировать как выпуклая, а если плоская то как плоская.

При восстановлении шестеренки нужно постараться сделать таким каким он был изначально кухонном комбайне. Конечно при выполнении воском мы не сможем сделать точную копию шестеренки, но постараемся сделать более или менее точную копию. При использовании таких шестеренок в кухонных комбайнах, там нет таких сверх точный посадок, так как постоянно снимается и одевается.

Данный процесс моделирования воском занимает в среднем пару часов. После моделирования до нужного состояния можно смело приниматься к процессу изготовление пластиковой шестерни. В обучающем видео Вы сможете более подробно посмотреть весь процесс создания такой шестеренки. Желаем Вам удачи.

Для изготовления шестерен используют такие материалы: железо, чугун, бронза, сталь простая углеродистая, специальные составы стали с примесью хрома, никеля, ванадия. Помимо металлов применяют смягчающие материалы: кожу, фибру, бумагу, они смягчают и обесшумливают зацепление. Но и металлические шестерни могут работать бесшумно, если их профиль выполнен с точностью. Для грубых передач производят «силовые» зубчатые колеса, их изготовляют литьем из чугуна и стали без последующей обработки. «Рабочие» зубчатые колеса для быстроходных передач изготовляются на фрезерных или зуборезных станках, с последующей термической обработкой – цементацией, которая предает зубьям твердость и устойчивость к износу. После цементации шестерни подвергаются обработке на шлифовальных станках.

Метод обката

Метод обката самый распространённый вариант изготовления шестерен, так как этот способ наиболее технологичный. В этом способе изготовления применяются такие инструменты: долбяк, червячная фреза, гребенка.

Метод обката с использованием долбяка

Для изготовления шестерен используется зубодолбёжный станок со специальным долбяком (шестерня оснащенная режущими кромками). Процедура изготовления шестерен происходит в несколько этапов, так как срезать за один раз весь лишний слой металла не возможно. При обработке заготовки, долбяк выполняет возвратно-поступательное движение и после каждого двойного хода, заготовка и долбяк проворачиваются на один шаг, как бы «обкатываются» друг по другу. Когда заготовка шестеренки сделает полный оборот, долбяк выполняет движение подачи к заготовке. Этот цикл производства выполняется, пока не будет удалён весь необходимый слой металла.

Метод обката с использованием гребёнки

Гребенка — режущий инструмент, его форма аналогична зубчатой рейки, но одна сторона зубьев гребенки заточена. Заготовка изготавливаемой шестерни производит вращательное движение вокруг оси. А гребёнка выполняет поступательное движение перпендикулярно оси шестерни и возвратно-поступательное движение параллельного оси колеса (шестеренки). Таким образом гребенка снимает лишний слой по всей ширине обода шестерни. Возможен другой вариант движения режущего инструмента и заготовки шестерни относительно друг друга, например, заготовка выполняет сложное прерывистое движение, скоординированное с движением гребенки, как будто совершается зацепление профиля нарезаемых зубьев с контуром режущего инструмента.

Этот метод позволяет изготовить шестерню при помощи червячной фрезы. Режущим инструментом в данном методе служит червячная фреза, которая совместно с заготовкой зубчатого колеса производят червячное зацепление.

Одна впадина шестеренки нарезается дисковой или пальцевой фрезой. Режущая часть фрезы, выполненная в виде формы этой впадины, нарезает шестерню. А при содействии делительного устройства нарезаемая шестеренка поворачивается на один угловой шаг и процесс нарезания повторяется. Этот способ изготовления шестерен использовался еще в начале ХХ века, он является не точным, впадины произведенного зубчатого колеса получаются разными, не идентичными.

Горячее и холодное накатывание

В этом способе производства шестерен применяется зубонакатный инструмент, который нагревает определенный слой заготовки до пластического состояния. После этого, нагретый слой деформируют для получения зубьев. А далее обкатывают зубья, изготавливаемого зубчатого колеса, до приобретения ними точной формы.

Изготовление конических шестерен

Для изготовления конических колес (конических шестеренок) применяют вариант обкатки в станочном зацеплении заготовки с воображаемым производящим колесом. Режущие кромки инструмента в процессе главного движения срезают припуск, таким образом, образовывают боковые поверхности будущей шестерни (шестеренки).

Здравствуйте) Сегодня, в процессе размышлений над смыслом всего сущего, я задался вопросом изготовления зубчатой рейки в домашних условиях. Я думаю некоторые уже сталкивались с этой проблемой — найти готовую зубчатую рейку весьма трудно, а выпиливать каждый зуб натфилем дело очень муторное (выдержать постоянный профиль и шаг довольно сложно). Конечно если модуль зуба не сликом мал, а длина рейки необходима небольшая, то можно и поморочится)) Но что делать если модуль например 0,5 мм (высота зуба 1,125 мм) и менее, а длина относительно большая? В серийном производстве такие рейки изготовляют на зубофрезерных или зубодолбежных станках (иногда штамповкой), в единичном на универсальных фрезерных станках пальцевой или дисковой профилированной фрезой. Для домашних условий предлагаю следующий способ (наверное для многих это не будет новостью, но может быть кому-то пригодится).

Итак, у нас имеется зубчатое колесо (m=0,35мм; высота зуба соответственно h=0,7875мм)

К сожалению будет необходимо кое чем пожертвовать((Жертвой выступит любое другое колесо с таким же модулем (Ну или хотя бы близким к нему). Диаметр здесь особой роли не играет, главное соответствие модуля. Вот две жертвы.


Проверяем. Подходят идеально)


Далее заготовка для будущей рейки, ею послужила пластина из часового механизма (хорошо видно, что на ней я уже тренировался).


Отжигаем ее и закрепляем в тисках.
Далее чеканим ее нашей жертвой. Для начала легкими ударами молотка по шестерне делаем метки.


Ну а потом лупим что есть мочи! неспеша и аккуратно вычеканиваем на высоту зуба.


Шаг при этом будет совпадать идеально. Профиль, конечно, не совершенен, но не думаю, что такой метод будет использован для реек в каких-нибудь очень ответственных механизмах))


После того, как мы прочеканили заготовку на необходимую глубину, дорабатываем натфилем. В результате получаем участок с профилем очень даже неплохого качества)


Контроль.


После этого можно спокойно вырезать саму рейку с уже готовым профилем)) Таким образом можно получать мелкомодульные рейки из нетвердых металлов. Было потрачено: две шестеренки, пол-часа времени (+ два эксперемента). Спасибо за внимание)

Одной из самых сложных и, тем не менее, распространенных механических систем является зубчатая передача. Это отличный способ передачи механической энергии из одного места в другое и способ увеличения или уменьшения мощности (крутящего момента), а также увеличения или уменьшения скорости чего-либо.

Как сделать шестеренку своими руками? Проблема всегда заключаются в том, что для создания эффективных зубчатых колес требуется достаточно много навыков рисования и знание математики, а также умение создавать сложные детали.

Для любительского нет необходимости иметь максимальную эффективность, поэтому мы можем получить намного более легкую в изготовлении систему, даже с подручными инструментами.

Шестерня — это ряд зубьев на колесе. (Обратите внимание на диаграмму выше, они пометили неправильное количество зубьев на шестернях — извините)

Шаг 1: Формулы и расчеты

Формулы для рисования и изготовления зубьев зубчатых колес в избытке можно найти в интернете , но для новичка они кажутся очень сложными.

Я решил упростить задачу, и решение очень хорошо работает как в больших, так и в малых масштабах. В небольших масштабах это лучше всего подходит для машинной резки с помощью лазерных резаков, например, очень маленькие зубчатые колеса могут быть успешно изготовлены таким образом.

Шаг 2: Простой способ

Итак, форма зубца, если говорить просто, может представлять собой полукруг.

Шаг 3: Определяем размеры

Теперь мы можем определить параметры, чтобы сделать шестерню:

  1. Насколько большими / маленькими будут зубья шестерни (диаметр) — чем меньше шестерня, тем меньше должны быть зубья.
  2. Все зубья, которые собираются в сцепление (соединяются), должны быть одинакового размера, поэтому сначала нужно рассчитать меньшую шестерню.

Давайте начнем с зубьев размером 10 мм.

Я хочу шестерню с 5 зубьями, чтобы круг был 10х10 мм (в окружности) = 100 мм.

Чтобы нарисовать этот круг, мне нужно найти диаметр, поэтому я использую математику и калькулятор и делю окружность (100 мм) на Pi = 3,142.

Это дает мне диаметр 31,8 мм, и я могу нарисовать этот круг с помощью циркуля, а затем нарисовать с помощью циркуля на его окружности ровно 10 кругов диаметром 10 мм.

Если у вас есть такая возможность, то проще сделать все с помощью программного обеспечения для рисования. Если вы используете программное обеспечение, вы должны иметь возможность вращать круги зубьев вокруг основного круга, и вам нужно будет знать, как далеко повернуть каждый зуб. Это легко рассчитать: делите 360 градусов на количество кругов. Таким образом, для наших 10 кругов 360/10 = 36 градусов для каждого зуба.

Шаг 4: Делаем зубчатую форму

Удалите верхнюю часть одного круга и нижнюю часть следующего круга. Чтобы сделать это, у вас должно быть четное количество зубьев

У нас есть первая шестерня. Она может быть вырезана из дерева или металла с помощью базовых подручных инструментов, пил и напильников.

Этот процесс легко повторить для любого количества шестеренок, которое вам нужно. Держите размер круга по образцу, и они будут соответствовать друг другу.

Шаг 5: Получите шестерёнку

Поскольку такие полукруглые шестеренки легко вырезать, вы можете сделать их с помощью подручного инструмента и лобзика или пилы.

Раньше я делал шаблон из 9 или 10 зубьев на фанере и использовал его в качестве ориентира для моего ручного фрезера и без проблем вырезал шестерни.

Если у вас есть доступ к лазерному резцу, они могут быть вырезаны из акрила 3 или 5 мм толщины и быть очень маленьких размеров.


В сегодняшнее время, вокруг нас работают очень много механизмов где используются пластмассовые шестеренки. Причем, это могут быть как и игрушечные машинки, так и вполне серьезные вещи, к примеру, антенный подъемник в автомобиле, редуктор спиннинга, и тп. Причины поломки шестеренок могут быть разные, конечно большинство из них связаны с неправильной эксплуатацией, но сейчас не об этом. Если уж вы попали в такую ситуацию и у вас сломало пару зубьев шестерни, то выход есть как не платить за дорогостоящую деталь, а восстановить ее простым способом.

Понадобится для восстановления

  • Ненужная зубная щетка.
  • Моющее средство.
  • Двухкомпонентный эпоксидный клей — холодная сварка для пластика.
Клей холодная сварка должен быть жидкий, в тюбиках. Обязательно смотрите на упаковке, чтобы он подходил для склеивания пластмассовых и пластиковых деталей. Такой двухкомпонентный клей можно купить как в магазине автозапчастей, так и в строительном магазине. Если у вас возникнут затруднения и вы не сможете найти такой, в конце статьи я расскажу как сделать похожий аналог.

Восстановление пластмассовой шестеренки

Подготовка

Первомым делом необходимо подготовить поверхность шестеренки. Промываем ее многократно в теплой воде с моющим средством, активно работая зубной щеткой. Наша задача обезжирить и удалить смазку со всех граней.
После того как обезжировка проведена, высушите ее насухо.

Готовим клей

Теперь подготовим клей. Смешаем на небольшом кусочке картона компоненты в пропорции как в инструкции. Хорошо перемешаем.
Вообще, перед открыванием клея, рекомендую тщательно ознакомиться с его инструкцией, особенно с временем полного и частичного затвердевания, так как у разных производителей эти данные могут кардинально отличаться.
Если консистенция получилась жидкая — дайте ей немного постоять, пока она начнет отвердевать.

Восстановление зубьев

В моем случае сточено несколько зубьев, ситуация исправима. Мажем клей на то место, которое нужно восстановить. Клей должен быть очень густым, но пластичным.


Делаем такой своеобразный бугорок.


Кладем шестеренку на импровизированную подставку, для того чтобы клей ещё больше загустел. Все опять же индивидуально, мне понадобилось лично минут 20, чтобы консистенция заметно загустела.


Ускорить реакцию и уменьшить время загустения можно нагреванием. К примеру взять фен и начать нагревать клей на шестеренке.

Восстановление зубьев

Теперь самый ответственный момент — прокатка зубьев. Узел где эксплуатировалась шестерня, а именно другая шестеренка с которой непосредственно контактировала наша сломанная, нужно обильно смазать смазкой, солидолом или литолом.
Устанавливаем сломанную шестерню и прокатываем несколько раз по другой.


В результате другая шестеренка прокатает след на густом клее.


Теперь вы понимаете, что прежде чем прокатывать зубья, эпоксидный клей на шестеренке должен затвердеть до консистенции твердого пластилина.
Благодаря смазке клей не прилипнет на другую шестеренку.

Затвердевание

Аккуратно извлекаем восстановленную делать из механизма и оставляем ее для окончательного затвердевания, обычно на сутки.


Вот таким несложным способом можно довольно просто восстановить сломанные шестерни.

Чем заменить эпоксидный клей?

Если вы не нашли клей, я могу вам порекомендовать сделать немного похожий состав.
Для этого понадобится:
  • Эпоксидная смола с отвердителем.
  • Цемент сухой.
Покупаем обычную прозрачную или желтоватую эпоксидную смолу с отвердителем. Эти два компонента зачастую продаются вместе.
В пропорции указанной в инструкции, смешиваем компоненты для получения нужного количества клея. Добавляем цемент. Только не цементно-песчаную смесь, а именно чистый цемент. Пропорции примерно два к одному. То есть две части клея и одна цемента. И все очень тщательно перемешиваем. Клей готов, а дальше все как по инструкции выше.

Механизмы и простые машины: Как сделать коробку передач с движущимися частями

Вы можете узнать о механизмах с этими коробками передач, сделанными только из картона, палочек и пенопласта!

В нашем летнем инженерном лагере в Нью-Йорке мы разработали прототипы проектов, направленных на то, чтобы помочь детям лучше понять, как простые машины и механизмы работают вместе для создания движений. Всю неделю наши отдыхающие строили редукторы, разбирали (и пытались собрать!) игрушки с подвижными частями и устраивали родителям спектакли теней с редуктором.В этом посте я расскажу, как сделать редуктор своими руками в домашних условиях!

Сделать коробку передач

Это отличное занятие для обучения детей механизмам, необходимым для создания желаемых движений. Вот инструкции о том, как мы сделали наш — не стесняйтесь использовать их в качестве общих рекомендаций или в качестве отправной точки.

Что вам понадобится
  • Картонная коробка с вырезом спереди и сзади
  • Поролон (мы использовали 1/8 дюйма) для механизмов
  • Бамбуковые шпажки или маленькие деревянные палочки
  • Лента
  • Цветная бумага (или любая другая бумага, из которой вы хотите сделать своих персонажей)
  • Горячий клей
шагов по сборке коробки передач

1) Выберите коробку, которую вы хотите использовать, вырежьте переднюю и заднюю части
      – Она должна быть достаточно большой, чтобы в ней можно было работать, но меньше длины дюбеля/вертела

2) Исследуйте различные типы механизмов и движений, вы можете начать с проверки этого сайта.

3) Сделайте нужные шестеренки, разрезав пенопласт на круги.

      – Более круглая шестерня обеспечивает более равномерное движение

4) Создайте систему шестеренок, проденьте шпажки через пенопластовые шестерни и проткните ими картон, чтобы шестерни могли тереться друг о друга.

– Убедитесь, что шестерни установлены аккуратно, чтобы они касались друг друга с некоторым усилием

5) Создайте своего персонажа для верхней части коробки. Характер — это то, что механизмы будут работать, чтобы двигаться.

6) Соедините шампуры от шестеренки, через коробку (не связанную с коробкой) к вашим персонажам.

      – Теперь у вас должна быть коробка передач с движущимися механизмами!

Идеи модернизации коробки передач

Вот некоторые вещи, которые вы можете попробовать дома, чтобы продолжить изучение механизмов и разработку ваших коробок передач.

Попробуйте что-то изменить в шестернях:

  • Вы можете грубо обрезать шестерни или надеть на них резиновые ленты для увеличения трения.
  • Попробуйте нарезать шестерни не кругами, что работает и что меняется?

Создание различных зубчатых передач:

  • Попробуйте использовать больше шестерен, разных размеров и разных ориентаций
  • Что произойдет, если шампур не пройдет через центр?
Распространенные проблемы при изготовлении коробок передач

Если ваша коробка передач работает не так, как вам хотелось бы, попробуйте эти идеи.

Шестерни касаются друг друга, но не толкают друг друга:

  • Попробуйте сдвинуть их еще ближе
  • Попробуйте надеть резинку на шестерню
Шестеренки скользят по шпажке, сбиваясь с места:
  • Вы можете прикрепить шестеренку к шампуру с помощью клея, скотча или резинок
Шестерни плюхаются или отгибаются в сторону:
  • Укрепите шестерни плотной бумагой, прикрепленной с обеих сторон

Теперь, когда ваш дизайн готов

Поделись с нами! Отправьте его здесь, чтобы получить отзывы и идеи по изменению дизайна от наших инженеров. Мы хотели бы услышать о вашем процессе и о том, что вы считаете важным.

Как сделать шестерни | Научный проект

радиус круга — это расстояние от его центра до края. Диаметр в два раза больше радиуса — это расстояние по прямой через центр круга. Окружность — это расстояние по окружности. Тысячи лет назад греческие математики открыли отношение длины окружности к ее диаметру и назвали его π (пи), что примерно равно 3.14159. Длину окружности можно найти с помощью следующего уравнения: π d=C. Это уравнение пригодится при вырезании зубьев картонной шестерни.

Как работают шестерни?

  • Картонная коробка из гофрированного картона. Гофрокартон имеет ребра внутри. Большинство обувных коробок сделаны не из гофрированного картона.
  • Взрослый, помогающий резать картон
  • Линейка
  • Карандаш
  • Компас (тот, которым рисуют круги)
  • Острые ножницы, канцелярский нож или бритва
  • Клей
  • Перманентный маркер
  1. Вырежьте кусок картона размером не менее 8 x 8 дюймов. Это будет ваша база.
  2. На другом листе картона с помощью циркуля начертите не менее четырех кругов диаметром 1 дюйм, 1,5 дюйма, 2 дюйма и 3 дюйма. Помните, что радиус равен половине диаметра, поэтому, если вы установите радиус компаса на 1 дюйм, вы получите круг диаметром два дюйма.
  3. Попросите своего взрослого помощника помочь вырезать круги, которые вы обвели. Чем круглее ваши круги, тем лучше они будут работать.
  4. Определите длину окружности каждого из ваших кругов, умножив диаметр на π. Например, для 3-дюймового круга длина окружности будет примерно 9,42 дюйма.
  5. Теперь вам нужно придать каждой шестеренке зубчатые кромки. Убедитесь, что вы разрезали вдоль гофра, отрежьте длинную полосу картона шириной ¼ дюйма.
  6. Вонзите ноготь в гофрокартон и осторожно удалите коричневую бумагу с одной стороны гофрированного картона. У вас должно остаться много выпуклостей, без прилипшей бумаги. Это может быть сложно, так что наберитесь терпения!
  7. Используя рассчитанные вами длины окружностей, вырежьте по кусочку гофрированного картона для каждого из ваших кругов.
  8. Накройте рабочее место газетами, чтобы оно было чистым.
  9. Нанесите клей по краю первого круга.
  10. Раскатайте правильно измеренный кусок гофрированного картона по кругу, убедившись, что выпуклости находятся снаружи.
  11. Закрепите зачищенный гофрокартон с помощью канцелярской кнопки или малярной ленты, пока он не высохнет.
  12. Повторите для каждого из ваших других кругов.
  13. Оставьте ваши механизмы сохнуть на ночь.
  14. Используйте черный перманентный маркер, чтобы сделать черную метку на одном зубе каждой из ваших шестерен.Таким образом, вы сможете отслеживать, когда каждый сделал поворот.
  15. Прикрепите 3-дюймовые и 1 ½-дюймовые шестерни к доске, используя канцелярские кнопки в центре каждой и убедившись, что зубья шестерен сцеплены.
  16. Поверните 3-дюймовую шестерню по часовой стрелке. В какую сторону вращается 1 ½-дюймовая шестерня?
  17. Используя черные метки для отслеживания, поверните 2-дюймовый круг один раз. Сколько раз поворачивается 1 ½-дюймовая шестерня?
  18. Теперь поверните 1 ½-дюймовую шестерню один раз.Сколько раз поворачивается 3-дюймовая шестерня?
  19.  Расположите остальные шестерни по своему усмотрению и экспериментируйте!

Когда вы поворачиваете 3-дюймовую шестерню по часовой стрелке, 1 ½-дюймовая шестерня вращается против часовой стрелки. Когда вы поворачиваете 3-дюймовую шестерню один раз, 1 ½-дюймовая шестерня поворачивается дважды. Когда вы поворачиваете 1 ½-дюймовую шестерню один раз, 3-дюймовая шестерня совершает половину оборота.

Шестерни

передают крутящих моментов (крутящих сил) предсказуемым образом — вот почему они так полезны в машинах, требующих точных движений, таких как часы.3-дюймовый круг заставлял 1 ½-дюймовую шестерню вращаться дважды, потому что 3-дюймовая шестерня имеет вдвое большую длину окружности.

Отказ от ответственности и меры предосторожности

Education. com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация.Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и отказаться от любых претензий к Education.com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, включая ограничения об ответственности Education.com.

Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех отдельных лиц или во всех обстоятельствах. Реализация любой идеи научного проекта следует проводить только в соответствующих условиях и с соответствующими родителями. или другой надзор.Чтение и соблюдение мер предосторожности всех материалы, используемые в проекте, является исключительной ответственностью каждого человека. Для дополнительную информацию см. в справочнике по научной безопасности вашего штата.

Механизмы: зубчатые передачи — BirdBrain Technologies

На этом уроке вы будете собирать механизмы с шестернями. Посмотрите это видео, чтобы увидеть пример.

Зубчатая передача — это механизм, состоящий из двух или более шестерен. Шестерни представляют собой диски с зубьями, которые входят в зацепление друг с другом.На приведенной ниже схеме показана зубчатая передача с двумя шестернями. Этот механизм состоит из следующих частей:

  • Шестерня приводится во вращение двигателем.
  • Зубья ведущей шестерни входят в зацепление с зубьями ведомой шестерни .

При вращении ведущей шестерни ее зубья поворачивают ведомую шестерню. Скорость вращения ведомой шестерни зависит от числа ее зубьев по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.

Необходимые материалы

Бумажные шаблоны (см. материалы для учителя)

При печати шаблонов обязательно печатайте их в реальном размере (без масштабирования) на 8.Бумага размером 5 x 11 дюймов. Вы будете использовать шаблоны для вырезания картона, как показано в инструкциях ниже. Обязательно используйте картон толщиной менее ⅛ дюйма.

Другие материалы
Сборка механизма зубчатой ​​передачи
  • Мотор-редуктор с переходником из пластикового кирпича
  • Очиститель труб
  • 3 Фрикционные оси Technic
  • 1 Балка Technic 13M
  • 2 шестерни Technic с 40 зубьями
  • 1 Ось 3M Technic
  • 1 Техническая втулка
Дополнительные материалы для исследования передаточного числа
  • Очиститель труб
  • 1 Шестерня Technic с 24 зубьями
  • 1 Шестерня Technic с 8 зубьями
  • Секундомер
Дополнительные материалы для удлинения зубчатой ​​передачи
  • Дополнительные оси, втулки и шестерни
Сборка механизма зубчатой ​​передачи
  1. Для этого урока вам понадобится двигатель.Возможно, вы уже построили его. Если нет, вы можете использовать эти инструкции для сборки блока двигателя.
  2. Затем используйте это видео, чтобы собрать механизм зубчатой ​​передачи.

  3. Подсоедините двигатель к порту двигателя 1 на плате Hummingbird. Напишите простую программу для запуска двигателя. Наблюдайте за движением шестерен.
  4. Шестерня привода вращается по часовой или против часовой стрелки? Ведомая шестерня вращается по часовой или против часовой стрелки?
Исследование передаточного числа
  1. Приклейте небольшой кусочек ершика к втулке, как показано на рисунке ниже.
  2. Установите скорость двигателя на 40 и измерьте время, за которое ведомая шестерня совершает десять оборотов.
    1. Запустите секундомер, когда трубоочиститель пройдет черный луч.
    2. Остановите секундомер, когда трубоочиститель сделает десять полных оборотов. Емкость для чистки труб должна находиться в том же положении, в котором она была при включении секундомера.
    3. Введите свои измерения в таблицу ниже и рассчитайте время, необходимое для одного оборота ведомой шестерни.
  3. Сколько времени требуется для одного оборота ведущей шестерни? Поясните свой ответ.
  4. Заменить ведомую шестерню на шестерню с 24 зубьями. Это видео покажет вам, как это сделать. Убедитесь, что зубья ведущей шестерни входят в зацепление с зубьями новой ведомой шестерни.

  5. Установите скорость двигателя на 40 и измерьте время, за которое ведомая шестерня совершает десять оборотов.
    1. Введите свои измерения в таблицу и рассчитайте время, необходимое для одного оборота ведомой шестерни.
  6. Замените ведомую шестерню на шестерню с восемью зубьями. Убедитесь, что зубья ведущей шестерни входят в зацепление с зубьями новой ведомой шестерни.
  7. Установите скорость двигателя на 40 и измерьте время, за которое ведомая шестерня совершает десять оборотов.
    1. Введите свои измерения в таблицу и рассчитайте время, необходимое для одного оборота ведомой шестерни.
  8. Передаточное число определяется как отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.
    1. Вычислите передаточное число для каждой ведомой шестерни и введите его в таблицу.
  9. На основе ваших данных напишите уравнение, предсказывающее время одного оборота ведомой шестерни на основе передаточного числа и времени одного оборота ведущей шестерни. Вы должны быть в состоянии защитить свое уравнение.
Удлинение зубчатой ​​передачи

Зубчатая передача может включать более двух передач. Шестерни между ведущей и ведомой шестернями называются пассивными шестернями .Например, на рисунке ниже показана зубчатая передача с тремя передачами. Шестерня с 24 зубьями в середине является пассивной передачей.

Попробуйте построить разные зубчатые передачи. Как количество передач в поезде влияет на направление вращения ведомой шестерни?

В этом уроке передаточное отношение всегда было больше или равно 1. Однако это не является обязательным требованием. Попробуйте использовать меньшую шестерню в качестве ведущей шестерни!

Использование Gears для создания роботов

Шестерни используются в конструкции роботов для увеличения или уменьшения скорости двигателя.Увеличение скорости двигателя уменьшает крутящий момент, который он может применить; это означает, что двигатель не может прикладывать столько усилий, чтобы вращать объект. Уменьшение скорости вращения двигателя увеличивает величину крутящего момента, который он может применить. Если вам нужно, чтобы ваш робот вращал что-то тяжелое, вам нужно будет использовать шестерни, чтобы уменьшить скорость вращения.

Зубчатые передачи часто используются в транспортных средствах; например, в этом видео показано, как используются шестерни в автомобиле. Однако шестерни можно использовать и по-разному.На видео ниже показано, как шестерни использовались для создания робота Etch-A-Sketch и балерин, которые вращаются с разной скоростью.

Теперь пришло время использовать шестеренки для создания собственного робота! Вы хотите увеличить или уменьшить скорость вращения двигателя? Сколько передач вам нужно в зубчатой ​​передаче?

Поиск дополнительной информации

AB-024: Вводные уравнения зубчатых передач — прецизионные микроприводы

Как только мы поймем, как скорость снижается через зубчатую цепь, вычислить передачу крутящего момента будет просто: это обратное отношение скорости.

По мере уменьшения выходной скорости зубчатой ​​цепи система может создавать больший крутящий момент. Если вы просмотрите наш каталог продукции, вы увидите, что для аналогичных двигателей (например, нашего 212-4XX) при увеличении передаточного числа номинальный крутящий момент увеличивается, а номинальная скорость уменьшается.

Важно помнить, что скорость зависит от уровня требуемого крутящего момента. Таким образом, выходная скорость двигателя всегда находится на заданном уровне крутящего момента. Номинальная скорость равна номинальному крутящему моменту, а другие значения можно прочитать на графиках типовых рабочих характеристик.

Если нагрузка постоянна, лучше рассматривать крутящий момент не как выходной сигнал двигателя, а как входной сигнал системы. С нашей известной нагрузкой на выходной шестерне мы фактически работаем в обратном направлении, чтобы найти, какая нагрузка двигателя видна двигателю. Оттуда мы можем прочитать типичные рабочие характеристики и оценить скорость двигателя и другие детали, такие как потребляемый ток.

В качестве альтернативы, если вы хотите рассчитать максимальный крутящий момент, который двигатель может развивать с новой зубчатой ​​цепью, вы должны взять значение крутящего момента опрокидывания из таблицы данных двигателя и использовать соотношение ниже для расчета выходного крутящего момента.Это полезно, если вас не волнует скорость, вы просто хотите убедиться, что груз перемещается (или имеет широкий допуск для вашей скорости).

Есть несколько предостережений по этому поводу, во-первых, при остановке скорость, очевидно, равна 0 об/мин, но использование «близкой к остановке» скорости 1 об/мин позволяет избежать деления/умножения на ноль. Во-вторых, иногда крутящий момент останова является оценочным – двигатель не всегда плавно снижается до 0 об/мин, поэтому было бы разумно использовать предел погрешности. Наконец, когда двигатель работает, он может выдерживать большую крутящую нагрузку, чем когда он только начинает вращаться.Это означает, что крутящий момент опрокидывания, вероятно, будет больше, чем максимальный пусковой крутящий момент.

Мы рассмотрим каждый из этих сценариев, но сначала давайте рассмотрим взаимосвязь. Для двух шестерен в зацеплении мы, по сути, заменяем зубья на крутящий момент (вытащите зубья!):

.

Передаточные числа — MAE3

Д-р Натан Делсон

 

 

В конструкции машин часто необходимо включить силовую передачу между источником энергии и желаемым выходным движением.Примеры элементов силовой передачи включают в себя: шестерни, фрикционные приводы, зубчатые ремни, плоские ремни, рычаги и винтовые передачи.

Силовая передача часто включает передаточное число или механическое преимущество. Передаточное число может увеличить выходной крутящий момент или выходную скорость механизма, но не то и другое одновременно. Классический пример — шестерни на велосипеде. Можно использовать пониженную передачу, которая позволяет легко крутить педали в гору, но с меньшей скоростью велосипеда. И наоборот, высокая передача обеспечивает более высокую скорость велосипеда, но для поворота кривошипа педали требуется больший крутящий момент.Этот компромисс в основном связан с законом сохранения энергии и является ключевой концепцией механического преимущества. С данным источником энергии вы можете достичь либо высокой скорости, либо высокой силы/крутящего момента, но не того и другого одновременно.

 

Механическое преимущество относится к увеличению крутящего момента или силы, достигаемой механизмом за счет элемента передачи мощности. Для вращающихся устройств термин «передаточное число» используется для определения механического преимущества. Термин «механическое преимущество» используется для описания компонентов, включающих трансляцию.Приведенный ниже анализ показывает, как можно рассчитать передаточное число и механическое преимущество компонента силовой передачи.

Уравнения энергии и мощности

Закон сохранения энергии гласит, что при выходном движении никогда нельзя получить больше энергии, чем обеспечивает источник энергии. Действительно, при передаче энергии всегда есть некоторая потеря энергии. Уровень потерь энергии может варьироваться от 5 % для плоскоременной передачи до 80 % для многоступенчатой ​​зубчатой ​​передачи (также могут встречаться более высокие и более низкие уровни).

 

Перед анализом сначала определим некоторые обозначения:

 

P => Мощность

E => Энергия

Вт => Работа

f => Сила

τ>379 крутящий момент расстояние поступательного движения

θ => угол вращательного движения (в радианах)

v => скорость поступательного движения

ω => угловая скорость (в радианах в секунду)

δ => изменение

Pd => Диаметр шага

n => количество зубьев на шестерне

nоб => количество оборотов

 

 

Для базового анализа передаточных чисел мы сначала пренебрегаем потерями на трение, а затем учитываем их влияние отдельно.При таком предположении мы можем установить мощность на входе равной мощности на выходе.

 

Pin = Pout

 

Мощность определяется как изменение энергии, деленное на изменение во времени.

 

P = δE/δt

 

В механизме энергия передается механической работой. Для поступательного движения работа определяется как:

 

Работа = Сила X Движение (где сила и движение параллельны друг другу)

W = f δd

 

Соответствующее определение работы для вращательного движения дается формулой :

 

Работа = Крутящий момент X Вращательное движение

Вт = τ δθ

 

/δt

 

Подставляя определение работы вращения в приведенное выше уравнение и учитывая, что скорость вращения определяется выражением ω=δθ/δt, передача мощности во вращающемся устройстве определяется выражением:

 

P = Вт/ δt = τ δθ/δt

P = τ ω

 

Аналогично, для поступательного движения передача мощности определяется выражением:

 

P = W/δt = f δd/δt

P = fv

 

Зубчатая передача как показано ниже, с входной шестерней слева и выходной шестерней справа.Для целей этого анализа мы предполагаем, что входная шестерня может быть прикреплена к двигателю, а выходная шестерня прикреплена к валу машины, которая выполняет желаемую функцию.

Как показано, входная шестерня вращается против часовой стрелки с угловой скоростью ωin, а выходная шестерня вращается по часовой стрелке с угловой скоростью ωout. Входной крутящий момент τin прикладывается двигателем к входной шестерне, а противоположный выходной крутящий момент τout прикладывается машиной к выходной шестерне.Радиус зубчатых колес показан в делительной окружности шестерни, которая находится между верхней и нижней частью зуба шестерни и представляет собой радиус, при котором происходит контакт между двумя шестернями.

 

Разработка форм зубчатых колес была значительно оптимизирована для снижения потерь на трение, обеспечения плавной передачи мощности и снижения шума. Более подробное описание зубчатых колес и рекомендаций по проектированию предоставлено Boston Gear на сайте www.bostongear.com. Местные копии предоставлены Boston Gear Engineering Information и Каталогом прямозубых зубчатых колес.

 

Зубья шестерни имеют одинаковую форму как на входной, так и на выходной шестерне, поэтому на большей шестерне больше зубьев. Шаговое расстояние Pd — это расстояние между шестернями. Таким образом, количество зубьев на шестерне, n, умноженное на шаг, равно длине окружности шестерни. Соответственно,

PD NIN = 2 π RIN

PD Nout = 2 π Rout

NIN / Nout = RIN / RUB

Пара передач анализируется со следующими допущениями:

  • Квазистатический анализ (предполагается, что шестерни вращаются с постоянной скоростью, поэтому моментами ускорения можно пренебречь)

  • Потери на трение не учитываются (трение может быть значительным, и его следует учитывать отдельно!)

  • Зубья шестерни входят в зацепление друг с другом (без перескакивания шестерен!)

 

Поскольку потери на трение отсутствуют, входную и выходную мощности можно положить равными друг другу как:

Pin = τin ωвх

 

Pвых = τвых ωвых

 

rминируется зацеплением зубов.Поскольку зубья входят в зацепление, мы знаем, что одинаковое количество зубьев должно зацепляться с обеими шестернями. За каждый оборот входной шестерни через площадь зацепления проходит следующее количество зубьев, где nrevin — число оборотов входной шестерни: Применив то же уравнение к выходной шестерне и установив число зубьев в зацеплении равным друг другу, получим:

 

nrevout 2 π rout / Pd = nrevin 2 π rin / Pd

 

Приведенное выше уравнение упрощается до:

 

nrevout / nrevin = rin / rout

 

Если число оборотов умножить на 2π, мы получим угол поворота обеих шестерен в радианах, что дает: •

Если разделить угол поворота на время δt, то получим отношение угловых скоростей в радианах в секунду

 

ωвых / ωвх = rin / rout Интерпретация заключается в том, что угловая скорость в точке зацепления одинакова для обеих шестерен.Поскольку скорость точки на вращающемся объекте определяется как rω. Равенство скоростей в узловой точке определяется выражением:

rin ωin = rout ωout

И мы видим, что два предыдущих уравнения идентичны.

 

Поскольку радиус шестерни пропорционален количеству зубьев, соотношение скоростей может быть выражено количеством зубьев на входной и выходной шестернях. Просто подставьте в вышеприведенное уравнение, что nPd=2πr для обеих шестерен, чтобы получить:

ωвых / ωвх = nin / nout

 

Теперь мы можем объединить уравнение мощности с уравнением скорости, чтобы получить соотношение входного и выходного крутящих моментов. :

τin Ωin = τout ωout (уравнение электроэнергии)

τout / τin = ωin / ωout

τout / τin = Rouge / RIN (замена в отношениях скорости)

когда входная шестерня меньше выходной:

 

  • Выходной крутящий момент выше входного крутящего момента

  • Выходная скорость меньше входной скорости (т.е. Меньшее снаряжение нужно сделать больше оборотов, чем большая передача)

Фундаментальные уравнения для пары передач:

τin ωin = τout Ωout (сила электроэнергии)

ωout / ωin = rin / rout (зависимость скоростей в терминах радиусов)

 

ωout / ωin = nin / nout (зависимость скоростей в терминах числа зубьев)

 

τout / τin = rout / rin (момент радиусы)

 

τout / τin = nout / nin (соотношение крутящего момента по количеству зубьев)

 

 

Передаточное число определяется как входная скорость относительно выходной скорости.Обычно записывается как:

 

Передаточное число = ωвход : ωвыход

 


Как установить конические шестерни

Конические шестерни представляют собой конические шестерни, которые позволяют машине плавно и бесшумно передавать мощность с одной шестерни на другую. Изменяя размеры этих шестерен, можно также использовать их для управления механическим преимуществом машины. Это означает, что, соединив две конические шестерни с разным диаметром и количеством зубьев, можно изменить скорость или крутящий момент, создаваемый карданным валом, а также количество энергии, необходимой для его вращения.

В отличие от прямозубых цилиндрических зубчатых колес, где единственной проблемой при монтаже является расстояние между центрами и выравнивание вала, конические зубчатые колеса должны быть установлены точно синхронно друг с другом. Чтобы узнать, как установить конические шестерни на заднюю часть автомобиля, прочитайте шаги ниже. Важно отметить, что в этой статье описывается метод снятия шестерни на автомобиле Ford, поскольку на других автомобилях механизмы могут отличаться. Также в этой статье предполагается, что задние колеса и их тормозные механизмы уже сняты.

Шаг 1. Поддомкратьте автомобиль

Прежде чем поднимать автомобиль, убедитесь, что он находится в парковочном положении, чтобы колеса не катились, и подложите клинья под задние колеса. Затем поместите домкрат прямо под шасси или раму, где домкрат сможет упираться в плоскую негнущуюся поверхность, и поднимите автомобиль над землей. Вставьте подставку домкрата, а затем повторите процесс с противоположной стороны.

Шаг 2. Откройте коробку передач

Поместите масляный поддон под коробку передач для сбора масла, которое может вытечь из коробки передач, когда она открывается.Затем с помощью торцевого ключа на три восьмых дюйма открутите все болты, крепящие крышку коробки передач, кроме самого верхнего. Затем с помощью молотка постучите отверткой между крышкой редуктора и остальной частью редуктора и подденьте крышку наружу. Это нарушит уплотнение внутри и заставит смазку внутри вылиться в масляный поддон внизу. Как только вся жидкость вытечет, открутите последний болт в крышке и снимите ее. Может быть целесообразно использовать тряпку, чтобы впитать любую смазку, которая может остаться внутри.

Шаг 3. Снимите карданный вал

Для отсоединения болтов, крепящих карданный вал к коробке передач, потребуется торцевой ключ на двенадцать миллиметров. Используйте маркер или белила, чтобы отметить, где кронштейн приводного вала соединяется с фланцем коробки передач, чтобы его можно было правильно выровнять во время повторной сборки. Используйте молоток, чтобы выбить приводной вал, если это необходимо.

Шаг 4. Снимите гайку шестерни

С помощью торцевой головки на один и восемь дюймов и ломаной планки закрутите и ослабьте гайку шестерни, расположенную в области, из которой был снят карданный вал.Фланец, который находился между гайкой шестерни и приводным валом, затем можно снять с помощью четырехдюймового съемника.

Шаг 5. Снимите центральный штифт

С помощью гаечного ключа на три восьмых дюйма ослабьте болты рядом с коническими шестернями, которые удерживают оси на месте. Затем немного сдвиньте оси внутрь и снимите С-образные зажимы, которые предотвращают соскальзывание осей с автомобиля. Оттяните оси от конических шестерен и используйте головку на три четверти дюйма с ломаной планкой, чтобы снять болты, крепящие зажимы вокруг конических шестерен.В этот момент старые конические шестерни должны выскользнуть (включая коническую шестерню). При желании, это было бы хорошим временем для замены сальников и подшипников.

Шаг 6. Вставьте новые конические шестерни на место

Прикрутите новую коническую шестерню к дифференциалу, а затем снова вставьте ее вместе с конической шестерней в коробку передач. После того, как шестерни на месте, используйте инструмент для измерения люфта, чтобы проверить зацепление шестерни. При необходимости добавляйте или удаляйте прокладки с шестерни, пока шестерни не будут идеально выровнены.На зубья одной из шестерен можно нанести краску, чтобы при вращении двух можно было видеть, где зубья соприкасаются с противоположной шестерней. Как только зубчатое зацепление будет правильно выровнено, используйте оправочный пресс, чтобы соединить ведущую шестерню с прокладками и новым подшипником, если это необходимо; затем соберите вещи в обратном порядке, в котором они были разобраны. Нанесите Loctite на болты, когда они будут вставлены обратно.

Шаг 7. Залейте жидкости

Наконец, когда коробка передач будет полностью собрана, заполните ее трансмиссионным маслом и добавьте модификатор трения.

Bike Jargon Buster… Объяснение велосипедных передач WhyCycle?

Передачи на велосипеде сбивают с толку очень многих людей, поэтому, если вы один из них, не бойтесь, вы далеко не одиноки!

Велосипеды почти всегда будут иметь один из четырех типов зубчатой ​​передачи;
  • Односкоростной
  • Фиксированные шестерни
  • Ступичные шестерни
  • Шестерни переключателя передач
Первые три типа выше требуют очень небольшого объяснения, но Derailleur Gears, кажется, оставляют большинство людей немного в замешательстве, и большая часть этой страницы будет посвящена им.

Почти все системы велосипедных передач состоят из:

  • педалей, соединенных через «кривошипы» с одним или несколькими зубчатыми кольцами, известными как «цепочка». Два кривошипа соединены друг с другом через раму металлическим валом, известным как «ось каретки»
  • .
  • Цепь. Велосипедные цепи имеют шаг 1/2 дюйма (расстояние между звеньями) и различаются по ширине в зависимости от типа приводной системы.
  • Одно или несколько зубчатых колец (известных как «звездочки»), прикрепленных к заднему колесу
В некоторых зубчатых передачах цепь заменена ремнем, но они не особенно распространены.Также в прошлом были велосипеды с карданным приводом.

Односкоростная

В односкоростной системе велосипед имеет только одно передаточное число: переднюю звездочку одного размера и заднюю звездочку второго (обычно меньшего) размера. Звездочка сзади имеет возможность самостоятельно вращаться в обратном направлении; это называется «выбег». С обгонной муфтой колесо может продолжать вращаться без педалей, и вы можете «назад педали». Некоторые односкоростные велосипеды также могут быть «Fixed Gear» или «Fixies» (см. Ниже).

Фиксированные шестерни

В системе с фиксированной передачей велосипед имеет только одно передаточное число (одна скорость [см. выше]), И педали будут продолжать вращаться (даже когда вы перестанете крутить педали), пока велосипед движется.

Ступичные шестерни

В системе Hub Gear шестерни заключены в заднюю ступицу велосипеда. Когда «3 скорости» или «8 скоростей» упоминаются в отношении ступичной передачи, это означает, что ступица имеет 3 (или 8) различных передаточных чисел.

Существует отдельный тип системы зубчатой ​​передачи, в которой используются принципы CVT (бесступенчатая трансмиссия), в которых нет отдельных фиксированных передаточных чисел; передаточное отношение варьируется где-то между самым низким и самым высоким передаточным числом.На момент написания есть только одна компания, производящая такую ​​систему передач (NuVinci), и они не особенно распространены.

Шестерни переключателя передач

Шестерни переключателя являются наиболее распространенными и вызывают наибольшую путаницу.

Если у вас нет ступицы, но вы хотите велосипед с различными передаточными числами, переключатели передач — наиболее распространенное решение.

В системе переключения передач передаточное число изменяется путем увеличения или уменьшения размера передней или задней звезды.Именно переключатель выполняет это действие, сталкивая цепь с одной звездочки/цепочки на другую — отсюда и название… цепь сходит с рельсов.
В системе переключения передач к линии передачи добавляется один или два переключателя.

Задний переключатель

Задний переключатель крепится к раме велосипеда рядом с осью заднего колеса. Цепь проходит через два небольших полузубчатых колеса (направляющие колеса), прежде чем подается на нижнюю часть задних звездочек.
Сам переключатель может перемещать относительное положение опорных колес вбок по сравнению с фиксированной точкой крепления на раме с помощью троса управления, приводимого в действие уровнем шестерни на раме или руле.
Это движение позволяет протолкнуть/стянуть цепь с одной звездочки на другую.
Задний переключатель подпружинен, компенсируя провисание цепи.

Передний переключатель

Передний переключатель крепится к раме велосипеда рядом с педалями.Цепь проходит через клетку, прежде чем попасть на верхнюю сторону звездочек.
Сам переключатель может перемещать относительное положение каркаса в сторону относительно фиксированной точки крепления на раме с помощью троса управления, приводимого в действие уровнем шестерни на раме или руле.
Это движение позволяет проталкивать/стягивать цепь с одной звезды на другую.
Велосипед не может иметь только передний переключатель, если нет другого механизма, компенсирующего провисание цепи.

На велосипеде с ОБОИМ передним и задним переключателями у нас есть:
  • 2 или 3 звезды разного размера на системе, управляемые передним переключателем
  • 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11 звездочек разного размера на заднем колесе, управляемых задним переключателем
Каждая комбинация передней звезды и звездочки дает нам различное передаточное число.

18/10/21/27 и т. д. «Скоростной» велосипед

Это область, которую большинство людей не понимают.

В системе с переключателем передач велосипеды часто называют «21 Speed» или что-то в этом роде.Мы будем использовать 21 скорость, поскольку она была очень распространена в течение довольно долгого времени.

Если наш велосипед имеет три звезды и семь звездочек , мы имеем 3 x 7 = 21 передаточное число. Это так называемая 21 скорость.

НО рассматривать их как 21 независимую шестерню, пронумерованных от 1 до 21, было бы неправильно. Чтобы понять почему, нам сначала нужно понять передаточные числа.

Передаточные числа

Проще говоря, передаточное число на велосипеде означает, сколько раз заднее колесо будет вращаться за каждый полный оборот шатунов (педалей).
Если у нас есть передняя звезда с 30 зубьями и звездочка с 30 зубьями, между ними нет никакой разницы; один полный оборот педалей приведет к одному полному обороту колеса. В соотношении это 1 к 1 (1:1).
Если у нас есть передняя звезда с 30 зубьями и звездочка с 10 зубьями, передняя звезда в 3 раза больше, чем звездочка; один полный оборот педалей означает ТРИ полных оборота руля. В соотношении это 3 к 1 (3:1).
Если у нас есть передняя звезда с 20 зубьями и звездочка с 30 зубьями, передняя звезда составляет всего 2/3 размера звездочки; один полный оборот педалей дает ДВЕ ТРЕТИ оборота колеса.В соотношении это 2 к 3 (2:3).

Шестерня в дюймах
В Великобритании передаточное отношение велосипеда обычно выражается в зубчатых дюймах (или зубчатых сантиметрах для метрической системы у нас).
Если мы представим, что наши педали были прикреплены непосредственно к ведущему колесу, мы можем использовать передаточное число, чтобы определить эффективный размер воображаемого ведущего колеса. Представьте пенни-фартинг с огромным передним колесом.
Если наше фактическое колесо имеет диаметр 26 дюймов и передаточное число 3:1, диаметр воображаемого колеса составляет 3/1 x 26 дюймов = 78 дюймов.
Если реальное колесо имеет диаметр 26 дюймов и передаточное число 2:3, диаметр воображаемого колеса составляет 2/3 x 26 дюймов = 17,3 дюйма. передаточное отношение обычно выражается в метрах хода
Опять же, если представить, что наши педали прикреплены непосредственно к ведущему колесу, метры хода означают расстояние (в метрах), которое мы проедем за один полный оборот педалей

Передаточные числа по отношению к 10/18/21/27 и т. д. «Скоростной» велосипед

Теперь у нас есть представление о том, что такое передаточные числа, дюймы передач и метры прогрессии, мы можем начать оглядываться назад на наш велосипед с «21 скоростью» и посмотреть, что произойдет, когда мы нарисуем передаточные числа в реальном времени.Вы можете сделать это самостоятельно для передач на своем велосипеде, используя наш калькулятор передач.

Этот пример имеет три звезды: 28/38/48 и набор 7-скоростных звездочек 12/13/15/17/20/24/28 и описан с диаметром колеса 622 мм.

622 мм 12т 13т 15т 17т 20т 24т 28т
28т 1451,3 мм
(2,33:1)
(PM:4.56м)
1339,7 мм
(2,15:1)
(PM:4,21 м)
1161,1 мм
(1,87:1)
(PM:3,65 м)
1024,5 мм
(1,65:1)
(PM:3,22 м)
870,8 мм
(1,40:1)
(PM:2,74 м)
725,7 мм
(1,17:1)
(PM:2,28 м)
622,0 мм
(1,00:1)
(PM:1.95м)
38т 1969,7 мм
(3,17:1)
(PM:6,19 м)
1818,2 мм
(2,92:1)
(PM:5.71м)
1575,7 мм
(2,53:1)
(PM:4,95 м)
1390,4 мм
(2,24:1)
(PM:4,37 м)
1181,8 мм
(1,90:1)
(PM:3.71м)
984,8 мм
(1.58:1)
(PM:3.09м)
844,1 мм
(1,36:1)
(PM:2,65 м)
48т 2488,0 мм
(4,00:1)
(PM:7.82м)
2296,6 мм
(3,69:1)
(PM:7.21м)
1990,4 мм
(3,20:1)
(PM:6,25 м)
1756,2 мм
(2,82:1)
(PM:5,52 м)
1492.8 мм
(2,40:1)
(PM:4,69 м)
1244,0 мм
(2,00:1)
(PM:3.91м)
1066,3 мм
(1,71:1)
(PM:3,35 м)

Цветовое кодирование предназначено для визуального отображения передач, которые становятся выше/жестче. Чем больше зеленого, тем легче/ниже передача, чем краснее, тем жестче/выше передача.

Посмотрите внимательно на значения для 28-зубной звезды с 28-зубной звездочкой, и вы увидите, что соотношение составляет 1:1.Для 48-тонной звезды со звездочкой 12-тонным соотношение составляет 4:1.
Первая строка таблицы — это 7 передаточных чисел, которые у нас есть, с самой маленькой (28 т) выбранной звездочкой. Самое высокое передаточное число составляет 28 т с 12 т; соотношение 2,33:1.
В результате для указанных выше размеров звездочек у нас есть набор из 21 передаточного числа, которые охватывают диапазон от 1:1 до 4:1; Самая высокая/самая сложная передача приведет к тому, что мы проедем в четыре раза больше расстояния, чем самая низкая/самая легкая передача за каждый оборот педали.
Теперь посмотрите на второй ряд, где у нас выделена средняя звезда 38 зуб.Наше передаточное число 28 т + 12 т находится где-то между передаточным числом для наших звездочек 15 и 17 т, когда используется средняя передняя звезда. т. е. самое высокое передаточное число на наименьшей передней звезде выше, чем самое низкое передаточное число на средней передней звезде.
Точно так же 38t+12t имеет передаточное число 3,17:1, которое снова находится между передаточными числами для наших 15t и 17t звездочек, когда используется самая большая передняя звезда.

Это приводит к тому, что вместо 21 «скорости» есть три диапазона по семь передач.Каждый из наших трех диапазонов передач накладывается на передаточные числа своего соседа.
На самом деле, если вы присмотритесь, то заметите, что почти каждое передаточное число при выборе средней 38-зубной звезды почти дублируется передаточными числами на 28- и 48-зубчатых звездочках.

Почему шестерни (почти) дублируются?

Ответ заключается в удобстве использования.

Если убрать каждое передаточное число, которое точно повторяет другое передаточное число, у нас останется всего 11 различных передаточных чисел:

  • 28t + 28t
  • 28 т + 24 т
  • 38 т + 28 т
  • 38 т + 24 т
  • 38 т + 20 т
  • 38 т + 17 т
  • 38 т + 15 т
  • 38 т + 13 т
  • 38 т + 12 т
  • 48 т + 13 т
  • 48 т + 12 т
Если бы мы полностью удалили дублированные передаточные числа, т. е. сделали бы их непригодными для использования, нам пришлось бы время от времени одновременно менять настройки переднего и заднего переключателей, что могло бы быть только на один уровень сложности сложнее или проще.Оставив дубликаты в миксе, мы можем перейти к следующей более легкой или более сложной передаче, всего лишь изменив задний переключатель на один шаг.

Рассматривайте их как три диапазона передач; в случае установки 3×7 — пониженный диапазон с 5 различными передачами. Диапазон средних передач с 6 или 7 различными передачами и, наконец, диапазон высоких передач с 5-6 различными передачами.

Итак, если вы находитесь в крутом восходящем ландшафте , вы выбираете диапазон низкой передачи (самая маленькая передняя звезда)
)
В большинстве других ситуаций, умеренное повышение и понижение , вы выбираете средний диапазон передачи (средняя передняя звезда)
На асфальте вы можете переключаться между средним и высоким диапазонами.

Имея три диапазона передач, которые значительно перекрываются, вы обнаружите, что можете минимизировать изменения выбора передней звезды, делая ваши переключения передач более плавными.

Гоночные велосипеды (т. е. велосипеды со старым откидным рулем типа «Я знал, что был прав насчет этого седла») редко сталкиваются с такими крутыми или трудными подъемами, что требуется самый низкий диапазон, предлагаемый для горных велосипедов (где рельеф требует увеличения требуемого усилия) . В последнее время все больше гоночных велосипедов оснащаются тройными передними звездами.Это служит двум целям; это позволяет передаточным числам в каждом из трех диапазонов быть более плотными, обеспечивая более ограниченный контроль, И это позволяет производителям увеличить количество звездочек, установленных сзади. Выберите любые два диапазона на диаграмме, и вы увидите, что по крайней мере одна комбинация звездочки/цепочки не рекомендуется. С тремя становятся пригодными для использования все звездочки и все передние звезды, хотя и не все комбинации.

В магазине мне сказали избегать определенных передач. Почему?

Проблема заключается в относительно грубом способе работы систем переключателей.

У вас есть два набора шестеренок, соединенных цепочкой.
Передний набор шестерен (в настоящее время их обычно 3) известен как цепочка/цепочка.
Задний набор шестерен (от 5 до 11) — это муфта свободного хода или «звездочки».

Велосипедная цепь скреплена штифтами, чтобы звенья могли двигаться (чтобы они могли обходить звездочки и передние звезды), и, хотя допускается небольшое поперечное движение, цепь, по сути, должна двигаться по прямой линии.

Теперь учтите, что и передние звезды, и задние звезды образуют прямые линии, но есть только несколько комбинаций этих передних и задних звездочек, которые соединяются прямой линией.

Передний комплект передних звезд обычно немного смещен в пользу более высоких передач, т. е. средняя передняя звезда не образует прямой линии со средней задней звездочкой.

«Скрежещущие» звуки, которые вы иногда слышите, являются прямым результатом контакта между сторонами цепи и одной из следующих сторон: внутренней поверхностью переднего переключателя, внутренней поверхностью большей передней звезды, чем выбранная, или вращением цепи. над опорными колесами в заднем переключателе (эти два маленьких пластиковых зубчатых колеса в заднем переключателе, которые компенсируют провисание цепи).Скорее всего первые два.

Иллюстрация справа, надеюсь, демонстрирует расположение различных шестерен (в системе 3×7).

На левом рисунке выбрана самая маленькая передняя звезда. Как видите, он очень хорошо совпадает с третьей звездочкой и довольно хорошо с звездочками 2 и 4. Даже 1 и 5 не показывают слишком большого отклонения от прямой линии, но как только мы начнем смотреть на звездочки 6 и 7 , отклонение от прямой становится довольно резким.Действительно, на 7-й звездочке есть большая вероятность того, что цепь начнет притираться к внутренней стороне средней звезды. Почти во всех магазинах/магазинах вам скажут, чтобы вы не использовали самую маленькую цепочку с самой маленькой звездочкой просто потому, что автономный аспект настолько велик, что это приведет к преждевременному износу вашей цепи. Кроме того, это точка, в которой цепь меньше всего «наматывается» на звездочки, что делает ее самой слабой.

На среднем рисунке выбрана средняя передняя звезда.Как видите, он довольно хорошо сочетается со всеми задними звездочками, за исключением самой большой (1) звездочки. От средней до наибольшей звезды рекомендуется не использовать, но это не должно привести к чрезмерному повреждению цепи. Комбинация, однако, будет означать, что цепь почти наверняка будет притираться к внутренней стороне механизма переднего переключателя. Цепь также может притираться к внутренней поверхности переднего переключателя в середине -> наименьшей. По этой причине многие переключатели передних передач более высокого качества могут иметь две настройки положения переднего переключателя, чтобы уменьшить этот стук.В те дни, когда еще не было «индексированных» передач, велосипедисты регулярно регулировали положение переднего переключателя, чтобы уменьшить трение, но с современными индексными системами это не так просто.

На правом рисунке выбрана самая большая передняя звезда. Опять же, вы можете видеть, что это довольно хорошо согласуется с четырьмя самыми маленькими звездами, однако три самые большие звезды все больше отклоняются от линии … фактически больше, чем комбинации на самой маленькой звезде … потому что система смещена в пользу более высоких звезд. шестерни.На самой большой передней звезде никогда не стоит использовать две самые большие задние звезды, а третья самая большая, как указано выше, также оставит цепь на внутренней поверхности переднего переключателя.

Короче говоря;
на самой маленькой звездочке, не используйте две самые маленькие звездочки.
на средней цепочке, вы можете использовать все задние звёздочки, но рекомендуется избегать использования самого большого
на самой большой цепочке, не использовать 2 самые большие звёздочки, а также желательно избегать использования третьей по величине звёздочки, но это зависит в соответствии с вашей конкретной настройкой передач.

Использование этих плохих комбинаций приводит к чрезмерному и преждевременному износу вашей цепи, передних звезд и звездочек, И означает, что вы почти наверняка будете испытывать скрежет.

Далее, более подробная техническая информация

Подробности, приведенные выше, даны в терминах, которые, как мы надеемся, понятны непрофессионалам, настолько простыми для понимания, насколько мы можем это сделать.

Более подробное и подробное объяснение (хотя местами довольно техническое) можно найти в статье WikiPedia Bicycle Gearing.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2022 © Все права защищены.