November 5th, 2014

Шестерёнки

Вместе с очередной порцией деталей для Робота Машинки решил попробовать добавить к четежам несколько шестерёнок вырезать лазером из 3хмиллиметрового оргстекла в laserhall.ru (Воплощение замыслов.РФ). Результат оказался неожиданным как для меня, так и для технолога на производстве: все шестерёнки, даже самые маленькие, получились.

Партия4-Робот Машинка и шестерёнки-06.jpg

Шестерёнки можно рисовать в Inkscape при помощи специального инструмента в меню «Расширения > Отрисовка > Зубчатое колесо...». Для шестерёнки указывается три параметра: количество зубцов, шаг колеса и угол зацепления. Угол зацепления определяет форму каждого зубца. Шаг колеса (при одинаковом количестве зубцов) определяет размер колеса. Количество зубцов определяет количество зубцов.

Для того, чтобы два колеса с разным количеством зубцов были совместимы друг с другом (т.е. могли сцепляться и передавать вращение), у них должны быть одинаковыми шаг колеса и угол зацепления; количество зубцов можно варьировать.

inkscape-gears-01.png

Для пробы я нарисовал 4 шестерёнки:
- две с шагом 10 пикселей (у которых зубцы покрупнее), 29 и 9 зубцов
- и две с шагом 5 пикселей (с зубцами помельче), 29 и 9 зубцов.

Также добавил каждой шестерёнки в центре отверстие диаметром 1 мм.

inkscape-gears-03.png

Дальше экспорт в DXF (если на производстве любят Автокад) или в PDF (если на производстве любят Корел Драв) и производство. В местах, где режут пластик, обычно больше любят CorelDraw (разгадка простая: их главные клиенты - рекламщики, а рекламщики любят Корел). В местах, где режут мелалл, обычно больше любят Автокад (здесь тоже понятно: металл чаще используют для всяких инженерных конструкций, а не для подставок для буклетов и неоновых вывесок, поэтому традиции отличаются). В laserhall.ru режут пластик и предпочитают работать с CorelDraw, поэтому я обычно отправляю туда PDF.

Результат из оргстекла, толщина 3 мм: получилось очень неплохо, прорезались все даже самые маленькие шестерёнки, на которые надежды вообще не было. На 3д-принтере с послойным наплавлением (FDM) на такой результат можно даже не надеяться.

Шестерёнки-21.jpg

Что будет с зубцами под нагрузкой пока не ясно, для этого придётся собирать какую-то конструкцию. В любом случае, это повод провести испытания над пластиковыми шестеренками и попробовать сделать тоже самое из металла.

Такие шестерёнки могут в первую очередь пригодиться при изготовлении редуктора для электрического мотора. Ранее я уже упоминал, что тяги с вала обычного моторчика не хватит для того, чтобы сдвинуть с места даже не слишком тяжелую конструкцию. Для того, чтобы мотор мог тянуть роботизированную платформу, к нему нужно приделать систему передачи вращения с вала мотора на ведущее колесо через набор шестерёнок; такая система называется редуктором. Проще всего купить сразу мотор с редуктором, размещенные в одном корпусе. Но в этом случае, во-первых, сильно сужается круг возможных покупок; во-вторых, теряется возможность более тонко подгонять параметры тяги ведущей платформы, которые можно было бы регулировать, меняя параметры при расчете собственного редуктора; в-третьих, всегда лучше обладать технологией производства компонент изготавливаемого устройства, чем не обладать ей.

Теперь, если получилось сделать шестерёнки, можно попробовать сделать и редуктор.

Шестерёнки-19.jpg

Шестерёнки с шагом 5 пикселей (в Инкскейпе при отрисовке шестеренок почему-то не используются миллиметры, поэтому подогнать размеры до реальных придётся самостоятельно) очень близки по форме к самым мелким шестеренкам из редуктора моторчика Pololu от Робота Машинки.

Шестерёнки-17.jpg

Collapse )