Механизмы из шестеренок своими руками: Изготовление шестерен — как легко сделать шаблон?

Содержание

Изготовление шестерен — как легко сделать шаблон?

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.

Шестерёнка своими руками

«Копался» в интернете и ни где не нашёл как можно сделать шестерёнку без компьютерных программ и станков.

Оказалось всё просто. У любого мастера под рукой найдётся:

И так начнём; для изготовления нам потребуется: кусок фанеры, карандаш, линейка, ножовка по металлу или лобзик (у меня циркулярная пила в помощь), 2 сверла (у меня 8 и 3 мм), диск пилы или отрезной диск по камню (главное, что бы были зубцы), ручная или электрическая дрель, напильник с крупной насечкой.

Для начала возьмём квадратный кусок фанеры, найдём середину проведя 2 диагонали.


Накладываем пильный диск так, что бы зубцы совпадали с диагоналями

И сверлим отверстия выбрав «шаг» для будущих зубцов шестерни.

Рассверлим полученные отверстия до 8 мм. и с помощью лобзика (я делал на циркулярке) выпилим правильный круг.

Нанесём линии проходящие через центр круга, соединяя противоположные стороны 8и мм. отверстий и выпилим заштрихованные сектора.

С помощью лобзика или циркулярки подравняем полученные зубцы до нужной длинны.

Нанеся линии (чёрные) на полученную заготовку, подрезаем зубцы шестерни.

Далее подработав напильником получаем готовый продукт

Так же мне нужна ещё и маленькая шестерёнка, для «привода». Её я делал аналогично большой, но использовал отрезной круг по камню.


Если большая шестерня у меня на 20 зубьев, то малая на 9 зубьев.
Определив центра на основании получил шестерёнчатую передачу, которую собираюсь употребить в другом изделии.

Удачи в делах и изысканиях! Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Данный мастер-класс научит вас делать копии несложных деталей из алюминия. В нашем случае сломалась приводная шестеренка для откатных ворот. В заводском исполнении она сделана из пластика. Ей и займемся.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия

Нам понадобятся:


  • Секундный клей.
  • Пластилин.
  • Желатин.
  • Глицерин.
  • Воск.
  • Гипс.
  • Самоклеящийся уплотнитель.
  • Алюминий (в виде любого ненужного лома).

Все необходимое покупается в хозяйственном, продуктовом и строительном магазинах. Стоит не дорого и всегда есть в наличии. Из инструментов и прочего нужны различные металлические емкости или кастрюли, газовая плита и горн.

Процесс изготовления


Приступим к самому процессу. Берем части расколотой шестеренки и склеиваем секундным клеем.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Все технические полости в ней заполняем пластилином, чтобы проще было отливать деталь.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Затем высыпаем в кастрюлю желатин и разбавляем его глицерином. Растапливаем на водной бане до однородной массы. Когда желатин готов, помещаем деталь в небольшую емкость и заливаем получившейся массой.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Даем некоторое время на застывание. Далее делаем небольшие надрезы, чтобы извлечь шестерню. Первая форма готова.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Теперь необходимо расплавить воск и отлить из него деталь.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Когда деталь готова обязательно сравните ее размер с исходной.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
У нас вышла чуть меньше, чем должна быть. Вопрос был решен оконным уплотнителем. Нужно наклеить его на зубья шестерни и срезать лишнее.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Дальше повторяем предыдущие шаги. Плавим желатиновую форму и опять заливаем деталь, извлекаем ее и заливаем воск. Теперь получилось точно по размеру.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой

Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Следующим шагом разводим гипс и в металлической емкости и заливаем им деталь из воска. Даем гипсу застыть и прокаливаем емкость в горне, чтобы убрать из нее воск.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Мы пробовали выплавить воск из гипса в духовке, но до конца это сделать не получилось, что плохо сказалось на качестве конечной детали.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой

Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Когда гипсовая форма готова, плавим алюминий в горне.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Расплавленный метал заливаем в гипс, охлаждаем в воде и получаем готовую деталь.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
В целом выглядит неплохо, но требует небольших доработок.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Для этого достаточно напильника и ножовки по металлу.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Токарный станок облегчит обработку, но его наличие не обязательно.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Все что осталось сделать после обработки детали, это установить шестерню на свое место.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Не забывайте смазывать движущиеся и трущиеся детали механизма. Так они прослужат намного дольше.
Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой
Важный момент! При заливке металла в гипсовую форму будьте предельно осторожны. Если гипс высох не до конца, то при сильном разогреве от заливаемого металла вода начнет быстро испаряться. Это приведет к тому, что форма начнет «плеваться» паром и мелкими капельками раскаленного метала.

Заключение


В наши дни зачастую используются пластиковые детали в высоконагруженных механизмах. Это хитрый маркетинговый ход, который вынуждает нас раскошелиться на дорогостоящие детали. Новая шестерня из алюминия проста в изготовлении, прослужит намного дольше и существенно сбережет ваш бюджет.

Смотрите видео


Как сделать шестерню своими руками

Привет. Хочу поделиться опытом быстрого создания шестерёнок. Кратко расскажу как проектировать шестерни и как изготавливать.

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!


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

Изготовление пластиковой шестерни (обучающий видео урок). Как сделать шестерню своими руками из металла Механизмы из шестеренок своими руками

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 л

Как восстановить пластмассовую шестеренку своими руками
Как восстановить пластмассовую шестеренку
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.
Как восстановить пластмассовую шестеренку
Делаем такой своеобразный бугорок.
Как восстановить пластмассовую шестеренку
Как восстановить пластмассовую шестеренку
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.
Как восстановить пластмассовую шестеренку
Ускорить реакцию и уменьшить время загустения можно нагреванием. К примеру взять фен и начать нагревать клей на шестеренке.
Как восстановить пластмассовую шестеренку

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.
Как восстановить пластмассовую шестеренку
Как восстановить пластмассовую шестеренку
В результате другая шестеренка прокатает след на густом клее.
Как восстановить пластмассовую шестеренку
Как восстановить пластмассовую шестеренку
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.
Как восстановить пластмассовую шестеренку
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.

Смотрите видео


методика построения для любой CAD системы

Про моделирование и печать шестеренок здесь написано достаточно. Однако, большинство статей предполагают использование спец. программ. Но, у каждого пользователя есть своя «любимая» программа для моделирования. Кроме того, не все хотят устанавливать и изучать дополнительный софт. Как же моделировать профиль зуба шестерни в программе, где не предусмотрено вычерчивание эвольвентного профиля? Очень просто! Но муторно… 🙂

Нам понадобится любая программа, которая может работать с 2D графикой. Например, ваша любимая программа! Она работает с 3D? Значит и с 2D сможет! 😉 Строим профиль эвольвентного зуба без коррекции. Если кому-то захочется построить корригированный зуб, он может с этим разобраться самостоятельно. Информации полно — и в интернете, и в литературе. Если в вашей шестеренке зубьев больше 17-ти, то вам коррекция не понадобится. Если же зубьев 17 или меньше, то без коррекции возникает «утоньшение» ножки зуба, а при чрезмерной коррекции возникает заострение вершины зуба. Что выбрать? Решать вам.

1 шаг.

Определяем делительную окружность шестерни. Зачем это нужно? Чтобы определить межосевое расстояние. Т.е. где у вас будет располагаться одна шестерня, а где другая. Сложив диаметры делительных окружностей шестеренок и разделив сумму пополам, вы определите межосевое расстояние.

Чтобы определить диаметр делительной окружности нужно знать два параметра: модуль зуба и количество зубьев. Ну, с количеством зубьев – тут всем все понятно. Количеством зубьев на одной и другой шестерне определяется нужное нам передаточное отношение. Что такое модуль? Чтобы не связываться с числом «пи», инженеры придумали модуль. 🙂 Как вы знаете из курса школьной математики: D= 2 «Пи» R. Так вот, что касается шестеренок, там D = m* z, где D – это диаметр делительной окружности, m – модуль, z – количество зубьев. Модуль – величина, характеризующая размер зуба. Высота зуба равна 2,25 m. Модуль принято выбирать из стандартного ряда величин: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32 (ГОСТ-9563). Можно ли придумать «свой» модуль? Конечно! Но ваша шестеренка будет нестандартная! 😉

2 шаг.

Чертим делительную окружность. У кого нет подходящей «проги», чертит на бумаге, фанере или металле! 🙂 От делительной окружности «откладываем» наружу на величину модуля (m) окружность вершин зубьев. Внутрь откладываем модуль и еще четверть модуля (1,25 m) — получаем окружность впадин зубьев. Четверть модуля дается на зазор между зубом другой шестерни и впадиной этой шестерни.

3 шаг:

Строим основную окружность. Основная окружность – это окружность, по которой «перекатывается» прямая линия, своим концом вычерчивая эвольвенту. Формула для расчета диаметра основной окружности очень простая: Db = D * cos a, где а – угол рейки 20 градусов. Эта формула нам не нужна! Все гораздо проще. Строим прямую линию через любую точку делительной окружности. Удобнее взять самую высокую точку, на «12 часов». Тогда линия будет горизонтальная. Повернем эту линию на угол в 20 градусов против часовой стрелки. Можно ли повернуть на другой угол? Думаю, можно, но не нужно. 🙂 Кому интересно, ищем в литературе или интернете ответ на вопрос.

4 шаг:

Прямую линию, которую мы получили, будем поворачивать вокруг центра шестерни маленькими угловыми шагами. Но, самое главное, при каждом повороте против часовой стрелки будем удлинять нашу линию на длину той дуги основной окружности, которую она прошла. А при повороте по часовой стрелки наша линия будет укорачиваться на ту же величину. Длину дуги или мерим в программе, или считаем по формуле: Длина дуги = (Пи * Db * угол поворота (в градусах)) / 360

5 шаг

«Прокатываем» прямую линию по основной окружности с нужным угловым шагом. Получаем точки эвольвентного профиля. Чем точнее хотим строить эвольвенту, тем меньший угловой шаг выбираем.

К сожалению, в большинстве программ автоматического проектирования (CAD) не предусмотрено построение эвольвенты. Поэтому эвольвенту строим по точкам либо прямыми, либо дугами, либо сплайнами. При построении эвольвента заканчивается на основной окружности. Оставшуюся часть зуба до впадины можно построить дугой того же радиуса, который получается на трех последних точках. Для 3D печати я рисовал эвольвенту сплайнами. Для лазерной резки металла мне пришлось рисовать эвольвенту дугами. Для лазера нужно создать файл в формате dwg или dxf (для некоторых, почему-то, только dxf). «Понимает» лазер только прямые, дуги и окружности, сплайны не понимает. На лазере можно сделать только прямозубые шестерни.

6 шаг:

Делим окружность на такое количество частей, которое в 4 раза больше количества зубьев шестерни. Эвольвенту отзеркаливаем относительно оси зуба и копируем с поворотом нужное количество раз.

Чтобы получить шестерню в объеме, то задаем толщину и получаем прямозубую цилиндрическую шестерню:

Если нужна косозубая шестерня, то вводим наклон зубьев и получаем:

Для получения шевронной шестерни, нужно отзеркалить косозубую шестерню относительно нужной торцевой поверхности:

Как смоделировать коническую шестерню, придумайте сами. 🙂

К вопросу о точности шестеренок. Те шестеренки, которые я распечатал на 3D принтере, сначала вращались, издавая легкое поскрипывание. Прошло некоторое время, и звук прекратился. Шестеренки «притерлись». 🙂

После модернизации принтера, шестеренки не печатал. Возможно, сейчас они напечатаются более точно, и не будут скрипеть.

Для вакуумной машины смоделировал пару – «шестерня-рейка». Их вырезали на лазере:

Рейка будет перемещать прижимную рамку с материалом (листовой АБС) из области нагрева в область вакуумного формования. Рейка и шестерня еще не испытывались. Возможно, придется «дорабатывать напильником». На рейке и шестерне видны «волны» от лазера – слишком толстый металл. Они то и могут заклинить. А, может, разработается. 🙂 Время покажет!

Механизмы: шестерни | Hackaday

Еще до промышленной революции, механизмы того или иного вида были задействованы как для нас, так и для нас. Зубчатые колеса — от древних водяных колес и ветряных мельниц, которые измельчают зерно и измельченный лен, до трансмиссий, которые приводят в движение военные машины от осадных орудий до основных боевых танков, — были неотъемлемыми частями почти всех когда-либо созданных механических устройств. В следующем выпуске нашей серии, посвященной механизмам, мы кратко рассмотрим механизмы и их применение.

ускоренного прогресса на

Как это часто бывает, эволюция — лучший изобретатель, а механизм с зубчатой ​​передачей, соединяющий задние лапы юных насекомых-кузнечиков, предшествует человеческому изобретению зубчатых колес на пару миллиардов лет. Использование зубчатых колес человеком началось, по крайней мере, в третьем веке до нашей эры в Китае, и технологии быстро и широко распространяются. В течение нескольких сотен лет точно обработанные металлические зубчатые колеса позволили создать в Греции сложные приспособления, такие как механизм Antikythera.

В самом простом случае шестерня — это не что иное, как колесо с зубцами, врезанными в его окружность. Зубья имеют размеры и форму для сцепления с зубцами на других механических элементах для передачи крутящего момента. Несколько последовательно соединенных зубчатых колес называются зубчатой ​​передачей, и если диаметры зубчатых колес в зубчатой ​​передаче различны, передаваемый крутящий момент будет пропорционален разности. Таким образом, если ведущее зубчатое колесо имеет диаметр 1 см, а ведомое зубчатое колесо имеет ширину 10 см, зубчатая передача увеличит крутящий момент в 10 раз при одновременном снижении скорости вращения в 10 раз.

Спиральные эвольвентные зубчатые колеса, созданные классическим кодом OpenSCAD [Greg Frost]. Простейшие зубчатые колеса с зубьями, прорезанными прямо по всей окружности диска, называются цилиндрическими зубчатыми колесами. Многие зубчатые передачи с низкой и средней скоростью используют цилиндрические зубчатые колеса, которые имеют простую геометрию, которую легко производить в массовом порядке. Но у цилиндрических зубчатых колес есть некоторые недостатки. Все оси цилиндрических зубчатых колес должны быть параллельны друг другу в зубчатой ​​передаче, поэтому нет возможности передавать мощность на другую плоскость вращения.Кроме того, поскольку вся ширина поверхности зуба зацепляется за один раз, цилиндрические зубчатые колеса имеют тенденцию издавать много шума на более высоких скоростях, когда зубы стучат вместе.

Чтобы противостоять этому, зубы могут быть обрезаны под углом к ​​оси вращения. Наклон таких зубцов по окружности зубчатого колеса приводит к спиральной структуре, отсюда и название винтовой зубчатой ​​передачи. Мало того, что винтовые зубчатые колеса тише, они также могут быть пересечены для передачи мощности под прямым углом. Компромисс состоит в том, что из-за перекосов зубчатых колес винтовые зубчатые колеса передают тягу вдоль своих осей.Усилие может быть устранено с помощью упорных подшипников, таких как конические роликовые подшипники, или с помощью двух винтовых зубчатых колес с противоположными направлениями зубьев на одном валу, чтобы компенсировать осевое усилие. Это приводит к прекрасному елочному механизму, замеченному во многих мощных заявлениях как ветряные турбины.

Порошковые шестерни

Долгое время изготовление металлических зубчатых колес было сложным процессом, включающим в себя несколько этапов механической обработки для изготовления зубьев с желаемой геометрией. Зубы могут быть вырезаны с помощью любого количества операций обработки, таких как протяжка, фрезерование, обработка или шлифование.

Но нарезание зубчатых колес занимает много времени и является дорогостоящим, поэтому большинство зубчатых колес в наши дни изготавливают с помощью некоторой операции литья Пластиковые зубчатые колеса, которые мы не хотим видеть, когда заглядываем внутрь электроинструмента, построенного по цене, легко изготавливаются литьем под давлением, и, несмотря на их плохую репутацию, они могут привести к превосходному обслуживанию, если не особенно долговечным зубчатым передачам. Но металлические зубчатые колеса также могут быть отлиты, причем порошковые металлические зубчатые колеса в настоящее время составляют огромную долю рынка.

Порошковые металлические шестерни производятся путем заполнения формы очень мелким порошком из металлического сплава, смешанным со связующими и смазочными материалами.Порошок в пресс-форме сжимается гидравлическим поршнем с помощью инструмента, соответствующего форме пресс-формы, и огромное давление сплавляет металлические частицы вместе в твердое вещество, достаточно прочное, чтобы с ним можно было обращаться. Затем зеленые части нагревают, чтобы окончательно сплавить частицы в конечную металлическую часть, которая во многих случаях готова к использованию без дальнейшей механической обработки.

Roll Your Own

В то время как порошковая металлургия недоступна для большинства домашних магазинов, снаряжение для DIY очень доступно любому, кто имеет доступ к некоторым основным станкам.Нам никогда не будет достаточно наблюдать, как Крис управляет механизмами и шестернями часов Clickspring, и, хотя эти механизмы являются высокоспециализированными для метрологии, многие из тех же принципов применимы к механизмам для других применений. 3D-печать делает возможным также создание пользовательских зубчатых передач, и результаты могут быть на удивление устойчивыми при правильных условиях. И не забудьте про фрезерные станки с ЧПУ, которые делают большие и маленькие шестерни из разных материалов.

Трудно даже поцарапать поверхность того, что входит в конструкцию за шестернями — геометрию зуба, углы давления, линии соприкосновения — и мы не можем охватить действительно интересные шестерни, такие как гармонические приводы и эпициклические шестерни.Но это, по крайней мере, начало, и вкус того, что вам нужно, когда вы начнете добавлять механизмы в свои сборки. Открой шлюзы удивительных проектов снастей в комментариях!

,

Contrivance — Модульная машина



Бесчисленные конфигурации

Contrivance имеет девять различных механизмов, которые могут соединяться друг с другом, а также стеком. Есть больше способов организовать эти механизмы, чем можно было бы сделать за всю жизнь. Устройство включает в себя: три цилиндрических зубчатых колеса различного размера, женевское колесо, странные шестерни, скотч-хомут, турбийон, редуктор гипоциклоиды, рычажный механизм, эллиптические шестерни и храповик.



Build One, Build All

Contrivance отличается от других проектов по деревообработке тем, что не требует, чтобы каждая деталь была изготовлена ​​до того, как она начнет работать.Выключите пару механизмов и основание, и Contrivance начнет оживать. Его механизмы могут работать сами по себе или подключаться к другим механизмам без необходимости определения количества деталей. Сделайте только те механизмы, которые вы хотите, или сделайте их всех.

Tourbillon Powered

Турбийон (произносится как «тор-би-на») — это механизм хронометража в высококачественных механических часах. Он берет традиционный часовой спуск и постоянно вращает его.Это вращение помогает нейтрализовать влияние гравитации на механизм и повышает точность хронометража. Хотя турбийон Contrivance не предназначен для точного удержания времени, он показывает, как работает этот сложный механизм, и когда он заводится, он может управлять некоторыми из механизмов Contrivance.

Математика механизмов

Когда-нибудь задумывались, как выглядит математика, управляющая движением механизмов? Конечно, кто нет? Уравнения движения эллиптических зубчатых колес, женевских колес и четырехбалочных связей подробно изложены в бесплатных документах PDF, доступных на странице «Инструменты».

Глава 2. Механизмы и простые машины

И Чжан
с
Сьюзен Фингер
Стефани Беренс

Оглавление

Механизм : фундаментальные физические или химические процессы участвует или ответственен за действие, реакцию или другое естественное явление.

Машина : совокупность деталей, передающих силы, движение и энергия в заранее определенном порядке.

Простая машина : любой из различных элементарных механизмов, имеющих элементы, из которых состоят все машины.Включен в К этой категории относятся рычаг, колесо и ось, шкив, наклонная плоскость, клин и винт.

Слово механизм имеет много значений. В кинематика , механизм является средством передача, управление или ограничение относительного движения (Hunt 78). Движения, которые электрически, магнитно, пневматически исключены из понятие механизма. Центральная тема для механизмов жесткая тела, соединенные между собой суставами.

Машина представляет собой комбинацию жестких или прочных корпусов, сформированы и связаны так, что они движутся с определенными относительными движениями и передавать силу от источника энергии к сопротивлению преодолеть. Машина имеет две функции: передача определенного относительного движение и передающая сила. Эти функции требуют силы и жесткость для передачи сил.

Термин механизм применяется для обозначения комбинации геометрические тела, которые составляют машину или часть машины. механизм может поэтому быть определен как комбинация твердые или устойчивые тела, сформированные и соединенные так, чтобы они определенные относительные движения относительно друг друга (Ham и др. 58).

Хотя действительно твердого тела не существует, многие инженерные компоненты являются жесткими, потому что их деформации и искажения ничтожно мал по сравнению с их относительными движениями.

Сходство между машинами и механизмами является который

  • они обе комбинации твердых тел
  • относительные движения среди твердых тел являются определенными.

Разница между станком и механизмом составляет что машины преобразуют энергию для выполнения работы, а механизмы — нет обязательно выполните эту функцию. Термин машин обычно означает машины и механизмы. Рисунок 2-1 показывает картину основной части дизельного двигателя. механизм его частей цилиндра звена кривошипа является кривошипом механизм , как показано на рисунке 2-2.

Рисунок 2-1 Поперечное сечение мощности цилиндр в дизеле
Рисунок 2-2 Контур скелета

2.1 Наклонная плоскость

Рисунок 2-3a показывает наклон плоскость , AB — основание, BC — высота, а AC — наклон самолет . При использовании наклонной плоскости данное сопротивление может преодолеть с меньшей силой, чем если бы самолет не использовался. Для Например, на рисунке 2-3b, предположим, что мы хотим поднять вес 1000 фунтов через вертикальное расстояние до н.э. = 2 фута. Если это вес поднимался вертикально и без использования наклонных Самолет сила 1000 фунтов.придется приложить через расстояние ДО НАШЕЙ ЭРЫ. Однако если используется наклонная плоскость и вес перемещается над его наклонной плоскостью переменного тока, сила всего 2/3 1000 фунтов или 667 фунт необходим, хотя эта сила действует через расстояние AC что больше, чем расстояние до нашей эры.

Рисунок 2-3 Наклонная плоскость

Использование наклонной плоскости требует меньшего приложенного усилия через большее расстояние, чтобы сделать определенное количество работы.

Позволяя F представлять силу, необходимую для поднятия данного веса на наклонная плоскость, а W вес, который нужно поднять, мы имеем пропорцию:

(2-1)
2.1,1 винтовой домкрат

Одним из наиболее распространенных применений принципа наклонной плоскости является винт Джек , который используется для преодоления сильного давления или поднять тяжелый вес Вт при значительно меньшей силе Вт при рукоять. R представляет длину ручки, а P шаг винта, или расстояние увеличивается на один полный поворот.

Рисунок 2-4 Винтовой домкрат

Пренебрегая трением, используется следующее правило: Сила F умножается на расстояние, на которое он движется за один полный оборот равен поднятому весу, умноженному на расстояние, на которое он снято в то же время.За один полный оборот конец ручки описывает окружность окружности 2 R . Это расстояние, на которое действует сила F .

Поэтому из правила выше

(2-2)

и

(2-3)

Предположим, что R равен 18 дюймам, P равен 1/8 дюймов и весу чтобы быть поднятым равняется 100000 фунтов, то сила, необходимая в F составляет 110 фунтов. Это означает, что, пренебрегая трением, 110 фунтов при F поднимет 100 000 фунтов.на Вт , но вес поднял движется намного медленнее, чем сила, приложенная в F .

2,2 шестерни

При работе зубчатое колесо или зубчатое колесо может рассматривается как рычаг с дополнительной возможностью поворота непрерывно, вместо того, чтобы раскачиваться взад и вперед через короткий расстояние. Одним из основных соотношений для снаряжения является число зубьев, диаметр и скорость вращения зубчатых колес. Рисунок 2-5 показывает концы двух валов A и B соединены 2 шестернями по 24 и 48 зубьев соответственно.Обратите внимание, что большая передача сделает только половину оборота, в то время как меньшая делает полный поворот. То есть отношение скоростей (скоростное отношение) от большего к меньшему — от 1 до 2.

Рисунок 2-5 Передачи

Механизм, который находится ближе к источнику энергии, называется водитель , и механизм, который получает питание от водителя называется ведомой шестерней .

2.2.1 Передачи

Зубчатая передача может иметь несколько водителей и несколько ведомых передач.

Рисунок 2-6 Зубчатая передача

Когда шестерня A вращается один раз по часовой стрелке, шестерня B поворачивается 4 раза против часовой стрелки и шестерня C вращается один раз по часовой стрелке. Следовательно, шестерня B делает не изменить скорость С от того, что было бы, если бы непосредственно на шестерню А, но она меняет свое направление против часовой стрелки по часовой стрелке.

Соотношение скоростей первой и последней передач в поезде простых передач Доза не изменяется, помещая любое количество передач между ними.

Рисунок 2-7 показывает составные шестерни , в которых две шестерни находятся на среднем валу.Шестерни B и D вращаются одновременно скорость, так как они прикреплены (зафиксированы) к одному валу. Номер Зубья на каждой передаче приведены на рисунке. Учитывая эти цифры, если шестерня А вращается со скоростью 100 об. по часовой стрелке шестерня B поворачивает на 400 оборотов в минуту (оборотов в минуту) против часовой стрелки, и шестерня C поворачивается на 1200 оборотов в минуту по часовой стрелке.

Рисунок 2-7
Составные передачи
2.2.2 Передаточные числа

При работе с шестернями важно знать, какое количество зубьев шестерни должны иметь так, чтобы они могли правильно сцепляться в зубчатой ​​передаче.Размер зубьев для соединения зубчатых колес должен совпадать.

2.3 Ремни и шкивы

Ремни и Шкивы являются важной частью большинство машин. Шкивы — это всего лишь шестерни без зубы и вместо того, чтобы бежать вместе, они заставляют друг друга веревками, веревками, тросами или какими-то ремнями.

Как и в случае зубчатых колес, скорости шкивов обратно пропорциональны их диаметры.

Рисунок 2-8
Ремни и шкивы Шкивы также могут быть организованы как блок и снасть.

2.4 Рычаг

2.5 Колесо и ось

2.6 Клин

2.7 КПД машин

При решении задач на рычаги , ремней и шкивы , наклонные плоскости и пр. мы не взяли учет трения или других источников потерь энергии. Другими словами, мы предполагали, что они совершенны, хотя на самом деле это не такк измерять производительность машины, мы часто находим ее КПД , который определяется как

(2-4)

где

= эффективность машины,
W в = входная работа для станка, и
Вт из = выходная работа машины.

Оглавление

Полное содержание
1 Введение в механизмы
2 механизма и простые машины
2.1 Наклонная плоскость
2.1.1 Винтовой домкрат
2,2 шестерни
2.2.1 Передачи
2.2.2 Передаточные числа
2.3 Ремни и шкивы
2.4 Рычаг
2.5 Рычаг
2.6 Клин
2.7 Эффективность машин
3 Подробнее о машинах и механизмах
4 Базовая кинематика связанных жестких тел
5 планарных связей
6 кулачков
7 передач
8 Другие механизмы
Указатель
Ссылки


sfinger @ ri.cmu.edu

,

Механические Механизмы — mechamechanisms.com

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйтесь, вы можете скачать его и посмотреть с помощью вашего любимого видеоплеера!

прочитать описание механизма

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о