Как начертить зубья шестерни

Как начертить зубья шестерни

Основы черчения

Строительное

Машиностроительное

Эвольвентный профиль зубца. Построение эвольвенты в общем виде было рассмотрено в главе „Геометрическое черчение». Рассмотрим прак­тическое применение этой кривой при вычерчивании профиля зубцов зубчатых колёс. Пусть даны два цилиндрических зубчатых колеса с модулем m=18 и числом зубцов: первого z1 = 18, второго z2 = 12.

Для вычерчивания профиля зубцов пользуемся ранее приведёнными формулами. Находим размеры элементов зубцов.

d1 = m • z1 = 18 • 18 = 324 мм; De1 = m (z1 + 2) = 18(18 + 2) = 360 мм;

Di1= De1 — 2 • 2,2 m = 360 — 2 • 2,2 • 18 = 280,8 мм; t= ? • m = 3,14 • 18 = 56,52 мм.

d2 = m • z2 = 18 • 12 = 216 мм; De2 = m (z2 + 2) = 18 (12 + 2) = 252 мм;

Проводим из центров O1 и 02 (фиг. 358) начальные окружности, окружности выступов и окружности впадин, обращая при этом внимание на то, чтобы начальные окружности обоих колёс имели одну общую точку касания К, лежащую на линии центров O1—O2. Далее через точку К проводим под углом 20° к общей касательной начальных окружностей прямую MQ и, опустив из центров О1 и 02 на эту прямую перпендикуляры, получим точки А и В. Из центра О1 радиусом О1А описываем основную окружность (на чертеже показана только часть её). Делим прямую KA на равное число частей, например на три, и отметим точки деления буквами d, с и вправо от точки А —b, e, f.

Затем откладываем от точки А влево и вправо эти отрезки по дуге основной окружности PAT; точки деления обозначаем буквами d’, с’, b’, е’у f ‘ и соединяем их радиусами с центром О1.

Проводим через точки d’, c’, b’, e’, f’ перпендикулярно к радиусам лучи. Далее на этих лучах откладываем отрезки: на луче d’—отрезок AC, получим точку 1; на луче с’—отрезок Ad, получим точку 2 и т. д. Соединив по лекалу найденные таким образом точки 1, 2, 3, 4, 5, получим эвольвенту, по которой должен быть вычерчен профиль зубца большего колеса.

Аналогичным построением получим профиль зубца и для второго колеса.

Чтобы вычертить полный профиль зубца, откладываем по дугам начальных окружностей от точки К вправо и влево размер толщины зубца s = KK’. Делим s пополам и через середины зубцов, отмеченные точками N и H, проводим прямые O1N и 02H, а затем из центра 01 описываем ряд дуг: 1-1′; 2—2′; 3—3′ и т. д. Эти дуги делятся прямой 01N пополам. Проводя таким образом дуги из центра 02, легко построим полный профиль зубца и для второго колеса. Следует заметить, что по эвольвенте вычерчивается часть зубца—кривая PK5, которая начинается от точки Я, лежащей на основной окружности. Нижняя часть зубца вычерчивается по прямой, имеющей направление от точки P к центру O1. Место примыкания ножки зубца к окружности впадин скругляется радиу­сом R = 0,2 m. В нашем примере R = 3,6 мм.

Циклоидальный профиль зубца. Образование профиля зубца колеса производится по кривым—эпициклоиде и гипоциклоиде.

Пусть дано: модуль m = 16, число зубцов первого колеса z1 = 12, второго — z2 = 8. Для построения зубцов цилиндрических колёс опреде­лим сначала их конструктивные элементы.

Диаметры начальных окружностей

Диаметры окружностей выступов

De1 = m (z1+ 2) = 224 мм; De2 = m (z2 + 2) == 160 мм. Диаметры окружностей впадин

s = 0,487 *t = 24,47 мм,
Строим из центров OI и ОII(фиг. 359) начальные окружности, окружности выступов и впадин. Из точек 01 й 02 описываем вспомогательные окружности, диаметры которых соответственно равны 0,4 d1 и 0,4 d2 т. е.

77 мм и 51 мм. Как видно из чертежа, обе вспомогательные окружности имеют общую точку касания К. По начальной окружности большого колеса откладываем от точки К влево равные по величине произвольного размера дуги KA, AB, ВС и СЕ и из центра 0I радиусом 0I —О1 опи­сываем дугу ОI Р. Точки пересечения лучей 0IA, ОIВ, 0IС и т.д. с дугой О1Р отмечаем соответственно 0′1 0′2, 0′3, 0′4.

Принимая эти точки за центры, проводим радиусом О1К ряд дуг: из O1‘—дугу, проходящую через точку Л, из 0’2 — дугу, проходящую через точку В, и т. д. и на этих дугах откладываем длины соответст­вующих дуг. На первой дуге, проходящей через точку A, откладываем длину дуги AK, на второй—дугу BK, на третьей—дугу CK и т. д. Сое­динив по лекалу полученные точки—1, 2, 3 и 4, получим гипоциклоиду для ножки зубца большого колеса.

Аналогично этому строим гипоциклоиду для ножки зубца малой шестерни.

Чтобы построить эпициклоиду головки зубца, откладываем от точки К вправо по начальной окружности этого колеса несколько равных по величине произвольного размера дуг KF, FL, LH и проводим из центра OI радиусом 0I—02 дугу 02Q. Пересечения лучей 0I, F, 01 L u OIH дадут на проведённой дуге точки a1, а2 и а3. Принимая эти точки за центры, проводим радиусом O2K из точки а1 дугу, проходящую через точку F.

из а2—дугу через L и т.д. Отложив затем на первой дуге длину дуги FK, получим точку 5, на второй дуге—длину дуги LK, получим точку 6 и т. д. Соединив точки К, 5, 6 и 7 по лекалу до пересечения с окруж­ностью выступов большего колеса, получим эпициклоиду головки.

Чтобы построить полный профиль этого зубца, необходимо по начальной окружности большего колеса отложить толщину зубца s = 24 мм, равную КМ, разделить её пополам (на чертеже середина отмечена штрих-пунктирной линией, выходящей из OI ) и затем симмет­рично построить, справа от этой линии, точки 3′, 2′, 1′, 5′, 6′ и т. д.

Построение профиля головки зубца малого колеса производится аналогично построению зубца большего. Для вычерчивания остальных зубцов следует разделить начальные окружности на равное число частей, соответственно числу зубцов шестерни. Расстояние между центрами каждых двух смежных зубцов по дуге начальной окружности должно равняться шагу зацепления t.

Упрощённый способ вычерчивания профиля зубца. Этот способ применяется для вычерчивания эвольвентного профиля зубцов зубчатых

колёс с литыми зубцами, а также для указания обработки, размеров элементов зубца на рабочем чертеже зубчатого колеса и т. п. Рассмотрим это построение на примере.

Пусть даны: d = 324 мм, De = 360 мм, Di=280,8 мм, m=18, z=18, шаг t=56,52 мм и s=27мм; требуется вычертить про­филь зубца (фиг. 360). Из центра 0 зубчатого колеса проводим дуги окружностей диаметров d, De и Di . Определяем диаметр ос­новной окружности по формуле: D = d cos 20° = 324-0,94 = 304 мм и строим её. Намечаем на начальной окружности произвольную точку А и откладываем толщину зубца s = 27 мм = АВ. Соединяем точку А с центром 0 и, разделив OA пополам, получим центр O1 Радиусом R, рав­ным OA/2 = d/2 из центра О1 описываем дугу до пересечения с основной ок­ружностью в точке 02. Из этой

точки радиусом R1 проводим дугу CAE, Сделав из точки В на основной окружности засечку тем же радиусом R1 получим точку 02«, из которой описываем дугу ВК. Точки САЕFВК при­надлежат очертанию головки зубца. Ножка зубца строится по прямым линиям, имеющим направление от точек А и В к центру О. Сопряже­ние линий профиля ножки с окружностью впадин выполняется радиу­сом R2, равным 0,2 m. Профиль остальных зубцов строится аналогичным способом. Откладываем по начальной окружности шаг t и толщину зубца s, затем радиусом R1 строим головку зубца и т. д.

Читать еще:  Как настроить самсунг галакси а6

Вычерчивание звёздочек цепных передач. Вычерчивание звёздочек аналогично вычерчиванию зубчатых колёс. Наружная окружность, про­ходящая по вершинам зубьев звёздочки, вычерчивается на главном виде сплошной контурной линией, начальная окружность-штрих-пунктирной, окружность впадин—штриховой. На том же виде или отдельно вычерчи­вается профиль звёздочки с нанесением всех необходимых конструктив­ных размеров.

В табл. 22 приведены профили зубьев звёздочек для приводных втулочно-роликовых и втулочных цепей и основные зависимости для их построения.

В табл. 23 приведены данные для звёздочек зубчатых цепей. На фиг. 361 дан конструктивный чертёж звёздочки для втулочно-роликовой цепи.

Источник: www.nacherchy.ru

1.2. Вычерчивание элементов зубчатого зацепления

Подсчитав все размеры элементов зацепления, приступаем к вычерчиванию зубчатого зацепления.

Размер в масштабе, мм

Пример расчета параметров зубчатого зацепления здесь.

Профили зубьев вычерчиваем в такой последовательности:

1. На чертеже под произвольным углом откладываем линию центров О1О2. Длина линии центров равна межосевому расстоянию О1О2=aw.
2. Из концов отрезка (линии центров) откладываем начальные окружности dw1 и dw2. Начальные окружности dw1 и dw2 касаются друг друга в полюсе P.
3. Откладываем и строим основные окружности dв1 и dв2.

4. Построение эвольвенты колеса 2.

4.1. Из полюса P к основной окружности проводим касательную РА.
Отрезок АР (см. рис.) делим на четыре равные части (АВ = ВС = СD = DP) и из точки В проводим дугу радиуса r = ВР до пересечения в точке Р1 с основной окружностью; тогда АР1 = АР.

4.2. После этого, отрезок АР снова делим на произвольное число равных частей длиной 15…20мм (число делений целесообразно взять четным, например 8). Дугу АР1 также делим на такое число равных частей (Р11’= 1′ 2′ = 2′ 3′ = …).

4.3. Точки 1′; 2′; 3’… соединяем с центром О2.

4.4. Через точки 1′; 2′; 3’… проводим перпендикуляры к соответствующим радиусам О21′; О22′; О23’….
На перпендикулярах (они касаются основной окружности) откладываем отрезки 1’1»; 2’2»; 3’3»…, соответственно равные отрезкам Р1; Р2; Р3….

4.5. Соединяя точки Р1; 1»; 2»; 3»… плавной кривой, получаем часть эвольвенты второго колеса.

4.6. Для продолжения построения профиля зуба второго колеса откладываем и строим окружности выступов и впадин зубьев второго колеса. Следует отметить, что радиус окружности впадин может быть больше, равен и меньше радиуса rв основной окружности. Это зависит от числа Z зубьев колеса и от коэффициента смещения х. В нашем случае dв2 > df2

4.6. Для завершения построения эвольвенты второго колеса вводим дополнительные точки 8 и 9. Точки 8 и 9 откладываем против часовой стрелки от точки А.
Пользуясь описанным выше методом, находим точки 8»и 9». Завершаем построение эвольвенты второго колеса.

4.7. Профиль ножки у основания зуба можно построить упрощенно. Если rf

Источник: student-com.ru

Чертежи зубчатого колеса

При создании технологического процесса производства и проведении других проектных работ зачастую создаются чертежи. Они отражают особенности геометрии изделия, а также его размеры и многие другие моменты. Чертежи зубчатого колеса или другого типа выполняются по упрощенной схеме с применением различных условных обозначений. Это связано с тем, что сложная форма изделия создает существенные трудности при ее полной детализации на момент создания чертежей. Оформить рассматриваемый документ с учетом всех требований достаточно сложно, для этого требуются определенные навыки и знания. Сегодня большинство чертежей создается в электронном виде при применении особых программ. Стоит учитывать, что они лишь частично упрощают процесс. Часто проектируется червячная зубчатая передача, чертежи которой можно встретить на самых различных сайтах.

Основные параметры зубчатого колеса

Создавать рассматриваемую конструкцию следует исключительно при заблаговременном создании чертежа, на котором отображаются основные параметры зубчатого колеса. Стоит отметить, что по создаваемой схеме некоторых механизмов также можно определить неправильный выбор основных параметров. В большинстве случае также делается упрощенный чертеж вала, за счет чего можно сразу определить принцип действия механизма.

Основными параметры, которые относятся к зубчатым колесам, являются:

  1. Делительная окружность пары зубчатых колес. Данный показатель применяется в случае проектирования зубчатой пары самого различного типа. Она определяется соприкасающимися окружностями, которые катаются одна по другой без скольжения. Применяется для обозначения момента зацепления и сопряжения. Для обозначения на чертеже применяется буква d. Стоит учитывать, что само обозначение зачастую не проставляется, а только указывается соответствующий размер.
  2. Окружный шаг зубьев. Этот параметр применяется для определения расстояния между отдельными профильными поверхностями соседних зубьев. Подобный показатель вычисляется путем разделения значения делительной окружности на число зубьев.
  3. Число зубьев. Достаточно важным моментом назовем то, что на чертеже не проводится отображение всех зубьев. В некоторых случаях проводится создание эскиза нескольких зубьев. За счет этого существенно упрощается поставленная задача по созданию рассматриваемого документа.
  4. В создаваемой таблице в обязательном порядке указывается число зубьев. Подобная информация позволяет проводить расчеты и определение других наиболее важных параметров.
  5. Длина делительной окружности.
  6. Основные геометрические параметры зуба. Основной частью зубчатых колес является именно зуб. Он применяется

Кроме этого, при создании технической документации уделяется внимание тому, в каких условиях происходит зацепление.

Если не учитывать основные параметры, то есть вероятность быстрого износа поверхности и появления многих других проблем.

Правила оформления чертежей

Довольно большое распространение получил чертеж цилиндрической зубчатой передачи. При его создании учитывается достаточно большое количество различных параметров. Правила выполнения рассматриваемой технической документации характеризуются следующими особенностями:

  1. Для начала проводится заполнение таблицы, в которой указываются основные параметры. Примером можно назвать нормальный исходный контур, коэффициент смещения, степень точности проводимой работы и вид сопряжения по нормам бокового зазора. Вторая часть таблицы применяется для указания основных параметров венца для контроля взаимного расположение профилей. Третья часть таблицы требуется для указания менее важных параметров, без которых чертеж конического зубчатого колеса будет неполным.
  2. Создавая чертеж цилиндрического зубчатого колеса проводятся расчеты основных параметров, которые зависят от делительного конуса. Для проектирования применяется два дополнительных делительных конуса: внешний и внутренний. Чертежи зубчатых колес шестерен также можно создать при учете внешнего модуля окружности и числа зубьев. Если на документе отображается механизм, то число зубьев обоих колес обозначаются z1 и z Стоит учитывать, что чертеж червячного колеса существенно отличается от цилиндрического.
  3. Прежде чем приступать к непосредственному вычерчиванию линий нужно провести расчет все основных параметров, которые также отобразятся в содержимом документа. Оформление чертежа зубчатого колеса начинается с создания фронтального разреза. Он также требуется для определения основных параметров косозубого или прямозубого колеса.
  4. Следующий шаг заключается в создании двух делительных конусов с общей образующей. Правила выполнения чертежей предусматривают создание двух линий, которые отходят от делительного конуса колеса. Они должны быть расположены исключительно под прямым углом к образующей. За счет этого образуется внешний дополнительный конус.
  5. На месте пересечения образующей откладываются дополнительные точки. За счет этого формируется высота головки и размер ножки. Создавая зубчатые колеса по ГОСТ откладывается размер высоты ножки вдоль образующей дополнительного конуса, за счет чего получается конус впадин.
  6. По образующей делительного конуса откладывается размер длины зуба. Типовое изображение на чертеже этого элемента также достаточно просто, основные параметры подсчитываются.
Читать еще:  Как заправить баллончик газом из баллона пропана

Следующий шаг заключается в создании вида слева. Госстандарт предусматривает наличие подобного вида, при создании самых различных технологических карт. Среди особенностей создания подобного вида отметим нижеприведенные моменты:

  1. Для конических колес был создан ГОСТ 2.402-68. Информация, которая содержится в этом документе, определяет необходимость в указании лишь двух окружностей зубчатого венца. Применяется обозначение определяет то, что основная часть указывается сплошной линией, делительная окружность штрихпунктирной. Подобное способ отображения чертежа позволяет указать основные данные. Если создается шевронное соединение, то нужно уделить внимание другим ГОСТам, в которых также отображены определенные стандарты.
  2. Согласно установленным норам в ГОСТ 2.405-75 часть размеров проставляется на изображении, другая указывается в таблице параметров. За счет этого можно существенно повысить степень читаемости чертежа. Распространенный пример заключается в указании модуля и другой подобной информации.

Таблица различных данных отображается в большинстве случаев справа в верхнем углу. Чтение подобной информации, как правило, не создает трудностей, так как она отображена числами.

Среди других особенностей отображения информации можно отметить следующие моменты:

  1. На изображении наносится диаметр большего основания конуса вершин.
  2. Также проводится указание размера от базовой поверхности до большего основания конуса вершин.
  3. Не стоит забывать о том, что зубья имеют довольно сложную форму. При производстве уделяется внимание показателю градусов. К примеру, угол конуса вершин внешнего дополнительного конуса.
  4. При наличии внешнего дополнительного конуса также проводится указание ширины зубчатого венца.
  5. Во всех случаях проводится указание размера базового расстояния. Этот показатель в большинстве случаев применяется в случае расчетов второстепенных размеров. Именно поэтому следует уделять больше внимания тому, какие именно базовые показатели следует указывать в конкретном случае.
  6. Фаски являются неотъемлемой частью всех зубчатых колес. Как правило, она выполняется под углом 45 градусов и составляет всего пару миллиметров. Радиус скругления на кромках зуба также должен указываться.

В конструкторской документации ЕСКД указывается и некоторая другая информация, которая позволяет получить изделие с требуемыми параметрами. Примером можно назвать нанесение показателя шероховатости. Качественные изделия характеризуются довольно низким значение шероховатости, что достигается путем шлифования и полирования. Подобный показатель наносится на чертеж при помощи специальной полки.

Размер, ширина, габариты проставляются практически во всех случаях. Они позволяют сразу подобрать наиболее подходящую заготовку, в качестве которой часто применяется цилиндр. Не стоит забывать и про внутренний диаметр отверстия, которое предназначено для посадки на вал. Исключить вероятность прокручивания шестерни можно за счет создания шпоночного отверстия.

Чертеж, который применяется для изготовления пластмассового зубчатого колеса, несколько отличается от тех, по которым проводится производство стальных изделий. Это связано с эксплуатационными характеристиками изделия, особенностями применяемого материала при его изготовлении. Эскиз также изготавливается в соответствии со стандартами, в таблице указывается тип применяемого материала при изготовлении.

Довольно много внимания уделяется именно нанесению основных размеров. Часто встречается ситуация, когда из-за небольших размеров изделия или сложности отображаемого механизма нет достаточного количества свободного пространства. Инженер, которые занимается создание чертежа, должен предусмотреть правильное расположение всех размерных линий. Стоит учитывать, что определение размеров путем измерения линий на производстве не проводится, то есть все требуемые показатели для изготовления детали проставляются. В некоторых случаях проводится указание базовых размеров, от которых проводится вычисление других.

Довольно распространенным способом решения проблемы с большим количеством размерных линий можно назвать создание различных выносок.

Они существенно упрощают чтение информации.

При применении специальной программы для создания проектной документации следует учитывать, что в настройках указывается тип стрелок и многие другие моменты. В этом случае программ сама считает основные показатели между двумя указанными точками, за счет чего существенно упрощается поставленная задача.

В последнее время для создания чертежей зубчатых колес часто применяется программа автокад. Она встречается не только в бюро разработок, но и сборочном конвейере, так как позволяет открывать ранее созданные чертежи и проводить внесение различных изменений. Среди особенностей применения отметим следующие моменты:

  1. Чертеж создается в электронном виде, после чего отправляется на печать. Готовый вариант исполнения практически ничем не будет отличаться от электронного, главное правильно выбрать подходящее оборудование.
  2. Не стоит предполагать, что применение рассматриваемого программного обеспечения позволит автоматизировать процесс. При применении Автокада также приходится выбирать подходящие способы простановки основных параметров, строить линии и выполнять другую работу.
  3. Сложность в применении подобной программы заключается в том, что она имеет просто огромное количество различных инструментов, которые можно использовать для существенного ускорения работы. Правильно использовать подобные инструменты достаточно сложно, для этого нужно иметь определенные навыки.

На сегодняшний день в большинстве случаев применяются именно электронные чертежи. Это можно связать с простотой их использования, а также снижением вероятности допущения ошибок. Вся проектная документация должна создаваться исключительно с учетом масштаба. При применении рассматриваемой программы можно существенно повысить точность размеров.

В заключение отметим, что при работе в программе не стоит забывать о важности применения линий различной толщины и типа. Кроме этого, для их корректного отображения требуется более подходящее печатное оборудование, которое способно отображать линии различной толщины. В противном случае некоторые конструктивные элементы будет практически невозможно отобразить соответствующим образом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: stankiexpert.ru

Урок 18. Зубчатое колесо в Компасе

Здравствуйте уважаемые читатели! На этом уроке посмотрим, как создать зубчатое колесо в Компасе при помощи библиотеки Валы и механические передачи 2d.

Библиотека эта доступна в полной версии Компаса, скачать бесплатно ознакомительную версию можно на официальном сайте компании Аскон.

Я буду выполнять работу в Компас 3dv14.

В качестве примера воспользуюсь чертежом колеса, расположенным в учебнике С. К. Боголюбова, 1985 г., стр. 236.

Основные параметры колеса рассчитаны, задан модуль и число зубьев. Можно приступать к выполнению работы.

Зубчатое колесо в Компасе

1 Создаем документ Чертеж, устанавливаем формат А3, ориентация – горизонтальная.

2 Вызываем библиотеку Валы и механические передачи 2d, нажав на кнопку Менеджер библиотек на стандартной панели. Выбираем вкладку Расчет и построение. Дважды щелкаем по нужной библиотеке.

3 Дважды нажимаем на команду Построение модели.

4 В окне нажимаем Создание новой модели, строить будем в разрезе.

5 Фиксируем первую точку изображения и приступаем к построению чертежа зубчатого колеса.

5.1 Для начала построим выступающую часть ступицы. Во внешнем контуре выбираем Цилиндрическую ступень.

Задаем ее размеры: диаметр 70 мм, длина – 5 мм.

Нажимаем кнопку Ок (зеленая стрелочка).

5.2 Т. К. вычерчивать будем прямозубое зубчатое колесо, то во вкладке Элементы механических передач, выбираем Цилиндрическую шестерню.

Читать еще:  Как подключить провод заземления

5.2 Задаем фаски справа и слева по 1,6 мм и запускаем расчет по межосевому расстоянию.

5.3 В окошко вводим значения параметров передачи, рассчитываем межосевое расстояние. Переходим на вторую страницу.

5.4 Нажимаем на кнопку Расчет, дожидаемся появления результатов проверки внесенных данных системой, и, если все в норме, нажимаем кнопку Закончить расчеты.

5.5 Выбираем шестерню или колесо (в данном случае без разницы). Жмем Ок.

5.6 Дочерчиваем часть ступицы.

5.7 Оформляем внутренний контур колеса. Выбираем внутреннюю цилиндрическую ступень, делаем в ней фаски 2*45º

5.8 Выбираем дополнительные построения и строим шпоночный паз, размеры его определяются автоматически.

5.9 Возвращаемся к внешнему контуру и создаем кольцевые пазы и отверстия (дополнительные построения).

Колесо почти готово.

5.10 Нажимаем на кнопку дополнительных построений во внешнем контуре, выбираем построение таблицы параметров. Создаем упрощенную таблицу.

5.11 Сгенерируем твердотельную модель колеса.

Нажимаем Сохранить модель и выйти.

Чертеж зубчатого колеса в Компасе остается дополнить построенным от руки контуром отверстия для вала со шпоночным пазом, проставленными размерами и нанесенной шероховатостью поверхности.

Технические требования и знак неуказанной шероховатости берем из меню Вставка.

Посмотрите урок, если что-то непонятно.

Зубчатое колесо в Компасе с помощью библиотеки построить достаточно просто и быстро. А это, согласитесь, большой плюс.

Источник: veselowa.ru

Шестерёнка — методика построения для любой CAD системы

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

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.

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! 😉

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.

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.

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

«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.

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:

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Источник: 3dtoday.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector