Как сделать зубчатое колесо в адеме

Обновлено: 07.07.2024

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)

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:

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.
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.
В создаваемой таблице в обязательном порядке указывается число зубьев. Подобная информация позволяет проводить расчеты и определение других наиболее важных параметров.
Длина делительной окружности.
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:

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.
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.
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.
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.
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.
По образующей делительного конуса откладывается размер длины зуба. Типовое изображение на чертеже этого элемента также достаточно просто, основные параметры подсчитываются.

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:

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.
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:

На изображении наносится диаметр большего основания конуса вершин.
Также проводится указание размера от базовой поверхности до большего основания конуса вершин.
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.
При наличии внешнего дополнительного конуса также проводится указание ширины зубчатого венца.
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.
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:

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.
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.
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.

В современных САПР проектирование зубчатых колес максимально упрощено. Пользователю нет необходимости вручную вычислять параметры зацеплений по формулам из справочников, ему достаточно ввести исходные данные и моментально получить результаты расчета и готовые трехмерные модели. В Autodesk Inventor зубчатые колеса проектируются с помощью так называемых генераторов компонентов.

Autodesk Inventor поддерживает проектирование:

компонентов цилиндрических зубчатых зацеплений;
компонентов конических зубчатых колес;
компонентов червячной передачи.

Принцип работы и интерфейс всех генераторов схож, поэтому более подробно рассмотрим их работу на примере генератора цилиндрических зубчатых колес.

Проектирование цилиндрических зубчатых зацеплений

Перед тем как проектировать зубчатое колесо в Инвенторе, пользователь должен определиться с задачей, которую нужно решить. Генератор компонентов передачи выполняет следующие операции:

произвести расчет геометрических и прочностных характеристик зубчатых зацеплений;
вставить в сборку модель только одного или сразу двух зубчатых колес одного зацепления;
добавить элемент зубчатого венца к существующей детали.

Важно! Созданные компоненты передачи представляют из себя обычные детали, не связанные сборочными зависимостями с остальными элементами сборки.

Повышение точности моделей зубчатых колес

Модели зубчатых колес, полученные в результате работы генератора, сильно упрощены для облегчения моделей и повышения быстроты работы Inventor. Так, например, эвольвентный профиль зуба представлен всего тремя дугами.

Заключение

Автор:

В диалоговом окне "Зубчатая передача" вводятся значения параметров зубчатых передачах в стандартах DIN или ANSI.

Модуль (DIN) — m

Отношение диаметра делительной окружности к числу зубьев. Обычно под модулем понимается отношение диаметра в миллиметрах к количеству зубьев. В британских единицах это отношение диаметра в дюймах к количеству зубьев.

Диаметральный питч (ANSI) — p

Отношение количества зубьев к диаметру делительной окружности в дюймах, т.е. число зубьев передачи на каждый дюйм диаметра делительной окружности. Нормальный диаметральный питч рассчитывается в нормальной плоскости и равен диаметральному питчу, поделенному на косинус угла наклона линии зуба.

Количество зубьев — z (DIN) / N (ANSI)

Ввод значения количества зубьев.

Условие для стандартной прямозубой цилиндрической зубчатой передачи без поднутрения рассчитывается по следующему выражению:

z >= 2 * hap° / (sin(альфа)) 2

Угол зацепления — альфа (DIN) / Фи (ANSI)

Угол между профилем зуба и радиусом в полюсе зацепления. Стандартные углы зацепления определяются вместе с остальными размерами зубчатой передачи. Большую часть прямозубых цилиндрических зубчатых колес подрезают для эксплуатации с углом зацепления 20 или 25°.

Угол наклона зуба — бета (DIN) / Пси (ANSI)

Угол между зубом и осью косозубого цилиндрического зубчатого колеса.

Сдвиг контура или изменение высоты головки — x

Коэффициент сдвига вводится во избежание возникновения поднутрений от малого количества зубьев, для получения заданного межосевого расстояния и для увеличения допустимой нагрузки. При положительном значении высота зуба будет больше, при отрицательном — меньше. При этом также будут изменяться диаметры.

Стандартное значение: -0.7 roa* = (hfp* — hap*) / (1-sin(альфа))

hfp* — hap* 0.295 -> roa* = ((1+sin (альфа_n) / cos (альфа_n)) * ((PI / 4) — (hfp* — hap*)* tan (альфа_t))

альфа_n — угол зацепления в плоскости, перпендикулярной направлению зубцов

альфа_t — угол зацепления в радиальной плоскости

Длина

Определение длины участка с зубчатой передачей.

da (DIN)/ do (ANSI)

Наружный диаметр (вершины колеса).

da = dt + 2 * x * mn + 2 * hap° * mn

da = — dt + 2 * x * mn + 2 * hap° * mn

dt (DIN) / D (ANSI)

Диаметр начальной окружности зубчатого колеса. Для цилиндрических прямозубых колес диаметр начальной окружности находится из соотношения числа зубьев и межосевого расстояния. Радиус начальной окружности равен расстоянию между осью колеса и полюсом зацепления.

dt = z * mn / cos бета

df (DIN)/ DR (ANSI)

Диаметр впадин: Диаметр окружности впадин зубчатого колеса.

df = dt + 2 * x * m — 2 * hfp° * mn

df = — dt + 2 * x * mn — 2 * hfp * mn

Окружность впадин: окружность, совпадающая с основаниями промежутков между зубьями или касательная к ним.

Читайте также: