Как сделать шестеренку

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.10.2024

Не так давно друг мне подогнал головоломку, в виде поломанной шестерёнки от кухонного комбайна.
И только из-за её отсутствия, устройство простаивает.

Так как такого рода детали купить в магазине не возможно, а изготавливать с ноля металлические, достаточно дорогостоящее мероприятие. Поэтому было принято решение отлить данную шестерёнку из пластика, используя литьевой полиуретан. Очень удобный материал в таких работах.
Для этого было необходимо, склеить имеющиеся фрагменты. И до моделировать недостающие части, воском.

После моделировки идёт процесс дублирования, жидким силиконом.

После в получившуюся форму заливается жидкий пластик.

Материалы, которые использовались в работе.

В конечном результате мы получаем копию нашей шестерёнки.

Как для первого раза, результатом я полностью доволен. Конечно, есть мелкие недочёты, но об этом наверстаем в будущем.
Более подробно и наглядно все этапы изготовления в видео ниже.

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!

Не-FDM 3D-печать

Большинство людей, даже убежденные любители, не имеют непосредственного доступа к другим технологиям 3D-печати для изготовления шестеренок. Между тем такие сервисы существуют и могут помочь.

отличная технология для профессионального прототипирования шестеренок. Печатаемые слои не видны, в результате процесса можно получать очень мелкие детали. С другой стороны, детали получаются дорогими и несколько хрупкими. Если вы используете этот процесс для прототипирования будущей литой модели, проблем с ее извлечением не возникнет. Делайте деталь сплошной, а то она непременно сломается!

очень точный процесс, в результате которого получаются прочные детали. Технология не требует подпорок для нависающих структур. Можно создавать сложные и подробные изделия, лучше со стенками толщиной до четверти дюйма. Слои печати также почти невидимы… НО, шершавая поверхность (потому что технология основана на порошковой печати) крайне склонна к износу. Требуется очень мощная смазка, и многие вообще не рекомендуют SLS-шестеренки для приложений длительного пользования.

Технология BinderJet

хороша для детализированных и точных многоцветных декоративных или
не конструкционных
деталей. Подойдет для получения деталей безумных цветов, впрочем, очень хрупких и зернистых, так что это не то, что требуется для функциональных шестеренок.

> Купить в подарок или заказать уникальную вещь ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About sTs

Идея уркашения детской комнаты — 21.08.2019
Акция! Возможность открыть свою обучающую школу от МозгоЧинов! — 19.07.2019
Самодельная люстра в виде пирамиды с Трикветрами — 05.06.2019
Поиск администраторов! — 29.01.2019
Лайфхаки для родителей или старших братьев и сестёр — 13.12.2018
Креативный подарок другу — 20.11.2018
Купить самодельные световые мечи из StarWars для Halloween — 16.09.2018
Как избавиться от недостатков школьного образования и системы — 09.09.2018
Обновление сайта, снова открыта регистрация — 02.09.2018
Узнай, как я зарабатываю путешествуя и занимаясь любимым делом — 02.08.2018
Как я навёл порядок в своей коллекции домашних фото и видео на 300 Гб — 02.08.2018
Как за 20 минут сделать крутой шлем виртуальной реальности v.3.0 — 23.07.2018
Бизнес под ключ для детей — 09.02.2018
Администрация сайта уходит в отпуск! — 22.12.2017
ВНИМАНИЕ! Конкурс лучших инструкций — 13.10.2017

Настройка дифференциала

После установки детали и фрезы на станок, необходимо выполнить настройку передачи между основным и вторичным шпинделем. В различных станках это делается по-своему:

а) сменой паразитных шестерен гитары

б) переключением коробки передач

в) синхронизацией электроприводов с частотным управлением.

В станках с зубчатой гитарой настройка сводится к тому, чтобы отношение модуля к передаточному числу, которое индивидуально для каждой модели станка, представить как отношение произведений чисел, указывающих на число зубьев в паразитных шестернях. В современных станках синхронизация шестерни с фрезой выполняется автоматически в соответствии с заданными параметрами обработки.

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.

Чем заменить эпоксидный клей?

Если вы не нашли клей, я могу вам порекомендовать сделать немного похожий состав. Для этого понадобится:

Эпоксидная смола с отвердителем.
Цемент сухой.

Покупаем обычную прозрачную или желтоватую эпоксидную смолу с отвердителем. Эти два компонента зачастую продаются вместе. В пропорции указанной в инструкции, смешиваем компоненты для получения нужного количества клея. Добавляем цемент. Только не цементно-песчаную смесь, а именно чистый цемент. Пропорции примерно два к одному. То есть две части клея и одна цемента. И все очень тщательно перемешиваем. Клей готов, а дальше все как по инструкции выше.
Владельцы домашних мастерских имеют много приспособлений и устройств, которые значительно облегчают ручной труд и повышают эффективность работы. Одним из таких механизмов является понижающий редуктор.

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

Понижающий редуктор многие изготавливают своими руками.

Что такое редуктор?

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

Основными характеризующими показателями редуктора являются:

передаваемая мощность;
количество ведущих и ведомых вращательных валов.

К вращательным устройствам этого механизма неподвижно закрепляют зубчатые или червячные передачи

, которые передают и регулируют движение от одного к другому. В корпусе имеются отверстия с подшипниками, на которых располагаются валы.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы изготовить редуктор могут потребоваться следующие материалы и инструменты:

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

Как сделать редуктор своими руками?

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

Корпусы промышленных редукторов изготавливают в основном методом литья из алюминиевых сплавов или чугуна

Многие мастера делают по-другому. Чтобы не заморачиваться с расточными работами, они корпус начинают сваривать полностью, а вместо гнезд для опорных подшипников применяют отрезки трубы

, которые выставляют в необходимом положении и только после этого окончательно закрепляют на месте при помощи сварки или болтами. Для облегчения обслуживания редуктора необходимо у корпуса сделать съемной верхнюю крышку, а снизу — сливное отверстие, которое будет использоваться для стока отработанного масла.

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

Она начинает свободно вращаться на своей оси с минимальным зазором

, а чтобы не смещалась вбок, ее фиксируют гайкой, упорным буртиком или стопорными разрезными шайбами.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Процесс монтажа очень сильно облегчают крышки подшипников

, которые бывают сквозными или глухими. Подбирают их из готовых деталей или вытачивают на токарном станке.

> Купить в подарок или заказать уникальную вещь ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About sTs

Идея уркашения детской комнаты — 21.08.2019
Акция! Возможность открыть свою обучающую школу от МозгоЧинов! — 19.07.2019
Самодельная люстра в виде пирамиды с Трикветрами — 05.06.2019
Поиск администраторов! — 29.01.2019
Лайфхаки для родителей или старших братьев и сестёр — 13.12.2018
Креативный подарок другу — 20.11.2018
Купить самодельные световые мечи из StarWars для Halloween — 16.09.2018
Как избавиться от недостатков школьного образования и системы — 09.09.2018
Обновление сайта, снова открыта регистрация — 02.09.2018
Узнай, как я зарабатываю путешествуя и занимаясь любимым делом — 02.08.2018
Как я навёл порядок в своей коллекции домашних фото и видео на 300 Гб — 02.08.2018
Как за 20 минут сделать крутой шлем виртуальной реальности v.3.0 — 23.07.2018
Бизнес под ключ для детей — 09.02.2018
Администрация сайта уходит в отпуск! — 22.12.2017
ВНИМАНИЕ! Конкурс лучших инструкций — 13.10.2017

Режем зубья любой формы

В реальных механизмах применяются шестеренки с различной формой поперечного сечения зуба: треугольной, эвольвентной, круговой и т.д. Далее мы рассмотрим способ, позволяющий создать контур шестеренки с зубьями любой формы.

Базовым элементом таких изображений является окружность. При помощи инструмента Эллипс (F7) создайте окружность нужного диаметра (рис. 17), удерживая нажатой клавишу Ctrl.

Рис. 17. Окружность — базовый элемент для создания изображения шестеренки

Рис. 18. Пиктограмма выбора режима Закругленный угол на панели свойств

Рис. 19. Скругление углов прямоугольника путем ввода числовых значений радиусов в поля на панели свойств

Теперь создайте заготовку зуба. В рассматриваемом примере он имеет форму трапеции со скругленными углами. При помощи инструмента Прямоугольник создайте прямоугольник. Скруглите верхние углы, выбрав режим Закругленный угол (рис. 18) и введя числовые значения радиуса в соответствующие поля на панели свойств (рис. 19). Для того чтобы нижние углы остались в исходном состоянии, отключите режим Изменить углы совместно (рис. 20).

Преобразуйте прямоугольник в кривую, нажав сочетание клавиш CtrlQ. При помощи инструмента Форма переместите правую и левую нижние узловые точки кривой на равные расстояния по горизонтальной оси по направлению от центра объекта, чтобы придать ему форму трапеции (рис. 21 и 22).

Рис. 20. Пиктограмма включения и отключения режима Изменить углы совместно на панели свойств

Рис. 21. Перемещение узловой точки кривой при помощи инструмента Форма

Рис. 22. Заготовка зуба готова

Рис. 23. Расположение заготовки зуба относительно окружности

Переключитесь на инструмент выделения и переместите модифицированный объект, как показано на рис. 23. Добавьте к выделению окружность и выровняйте объекты по вертикальной оси, выбрав в меню Объект -> Выровнять и распределить -> Выровнять центры по вертикали или нажав клавишу С. Обратите внимание на то, что оба нижних угла заготовки зуба должны находиться внутри окружности.

Рис. 24. Перемещение маркера оси вращения заготовки зуба в центр окружности

Рис. 25. Настройки раздела Вращение палитры Преобразования

Рис. 26. Заготовки зубьев равномерно распределены по окружности

Откройте раздел Вращение палитры Преобразования, выбрав в меню Окно -> Окна настройки -> Преобразования -> Повернуть или нажав сочетание клавиш AltF8. Чтобы рассчитать угол поворота, нужно разделить 360 на их количество. В приведенном примере оно равно 9. Соответственно, угол поворота составляет 40° (360/9=40). Количество копий должно быть на единицу меньше количества зубьев (в данном случае — 8).

Введите числовые значения угла поворота и количества копий в соответствующие поля палитры (рис. 25) и нажмите кнопку Применить. Заготовки зубьев равномерно распределены по окружности (рис. 26).

Рис. 27. Объединение группы выделенных объектов в один нажатием кнопки Объединение на панели свойств

Рис. 28. Контур шестеренки готов

В качестве тренировки попробуйте самостоятельно создать изображения шестеренок с зубьями другой формы.

Существует масса механизмов, в которых используются шестерёнки. Наверняка, Вы понимаете важность этой детали, и хотите научиться самостоятельному изготовлению таких деталей.

Ранее автор уже делал подобные шестеренки, они успешно используются в различных механизмах и приспособлениях его станков.

Материалы , необходимые для самоделки.
— Листовая фанера
— Болты, шайбы, саморезы
— Столярный клей, акриловый лак, наждачная бумага.

Инструменты , использованные автором.
— Ленточная пила, сверлильный станок
— Трехточечные сверла по дереву
— Ленточный шлифовальный станок
— Цифровой угломер
— F-струбцины, тиски, принтер
— Отвертка с набором бит
— Транспортир, напильник, киянка, шило, ножницы, карандаш.

Процесс изготовления.
Сначала потребуется создать бумажный шаблон — эскиз будущих шестерней. Подобные шаблоны можно создать самостоятельно, пройдя по следующей ссылке.

В данном электронном онлайн генераторе шаблонов шестерней можно подобрать нужный размер и конфигурацию шестерней для Ваших проектов.

Распечатанный на принтере шаблон вырезается и наклеивается на фанерный лист. При этом, чем меньше клея Вы используете, тем лучше — после вырезания детали бумагу в любом случае придётся удалить. Отлично подходит для этого не столярный, а контактный аэрозольный клей или канцелярский клеевой карандаш.

Затем на ленточной пиле вокруг шаблона вырезается приблизительная форма колёсика. Окружность делается с небольшим запасом на последующую обработку.

Когда круг готов накалываются центры будущих отверстий по окружности круга между каждой парой зубьев. Также делается отметина в центре шестерни.

Далее столик ленточного станка выставляется под углом в 5 градусов. Это нужно для того, чтобы придать зубцам шестерёнок соответствующий скос, благодаря которому они смогут проворачиваться гораздо мягче и плавнее. Эту операцию можно сделать с помощью транспортира, цифрового угломера, либо смартфона с соответствующей программой.

Перед тем, как вырезать зубцы, желательно подложить под обрабатываемую заготовку лист фанеры или деревянную панель и расположить её таким образом, чтобы лезвие пилы соприкасалось с ней. Так автор сокращает количество сколов на тыльной стороне заготовки.
Этот лист фиксируется на столе парой струбцин.

При наклонённом в правую сторону столике автор вырезает левую сторону каждого зубца. В этом случае зубья будут немного сужаться к боковой стороне.

Затем столик ленточной пилы следует накренить в противоположную, левую сторону. Однако, как известно, в большинстве моделей ленточной пилы наклон столика влево не предусмотрен.

Поэтому мастер возвращает стол в исходное, горизонтальное положение. Затем подкладывает под фанеру, лежащую на столике, деревянную доску такой толщины, чтобы получилась плоскость, наклонённая примерно под углом в 5 градусов.

Фанерная подкладка снова фиксируется струбцинами с краю, и в том месте, где подложена дощечка.

Только после этого вырезается правая сторона каждого зубчика. Благодаря отверстиям, высверленным ранее на сверлильном станке, нет необходимости ровнять зубцы у их основания.

В последнюю очередь зубцы ровняются по длине.

Как видно на фотографии, благодаря фанере на обратной стороне заготовки не возникло ни одного скола.

Перед дальнейшей обработкой нужно просверлить отверстие для оси. В случае автора это будет болт М8.

Когда центральное отверстие просверлено, можно избавиться от бумажного шаблона. Автор сделал это на ленточном шлифовальном станке, но можно обойтись и широкой стамеской.

Готовую шестерню автор апробирует на своём механизме (заменяя ей изготовленную ранее). В данном случае никаких застреваний и заеданий не зафиксировано. Колесо вращается плавно.

Если же шестерни немного вязнут, можно подточить немного их зубчики напильником.
На фотографии видно, что зубья несколько сужаются в сторону зрителя. Этот эффект был достигнут благодаря наклону столика ленточной пилы.

Следующей задачей мастер делает ручку к данной шестерне. Для этого он наклеивает на боковую часть шестерёнки небольшой деревянный брусочек. К нему с помощью болта и будет крепиться рукоять.

Готовое изделие покрывается слоем прозрачного лака. Особое внимание автор уделяет поверхностям зубцов. Это дополнительно скрепит древесные волокна зубцов, и замедлит их износ.

Для самой рукояти сгодится отрез деревянного нагеля диаметром около 20 мм. В нём сверлится сквозное отверстие под шуруп, и зенкуется. Последний выбирается с гладким хвостовиком. Автор укорачивает длинный шуруп болгаркой, учитывая длину рукоятки и толщину шестерни с накладкой.

Также нужно снять фаску, восстановив резьбу на конце шурупа. Это можно сделать на точильном станке, либо напильником.

Затем для того же шурупа сверлится отверстие уже в самом колёсике. Отверстие должно быть несколько меньшего диаметра, чем сам саморез, поскольку нам нужна довольно плотная посадка.

Саморез закручивается немного не до конца, чтобы ручка могла легко проворачиваться.

И вот финальный тест. Шестерня надёжно фиксируется на инструменте. Всё работает! Быть может немного громко, но работает.

Благодарю автора за весьма простой способ изготовления шестеренок из фанеры.

Всем хорошего настроения, крепкого здоровья, и интересных идей!

Подписывайтесь на телеграм-канал сайта, чтобы не пропустить новые статьи.

Авторское видео можно найти здесь.

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.

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.

Все технические полости в ней заполняем пластилином, чтобы проще было отливать деталь.

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.

Даем некоторое время на застывание. Далее делаем небольшие надрезы, чтобы извлечь шестерню. Первая форма готова.

Теперь необходимо расплавить воск и отлить из него деталь.

Когда деталь готова обязательно сравните ее размер с исходной.

У нас вышла чуть меньше, чем должна быть. Вопрос был решен оконным уплотнителем. Нужно наклеить его на зубья шестерни и срезать лишнее.

Дальше повторяем предыдущие шаги. Плавим желатиновую форму и опять заливаем деталь, извлекаем ее и заливаем воск. Теперь получилось точно по размеру.

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.

Мы пробовали выплавить воск из гипса в духовке, но до конца это сделать не получилось, что плохо сказалось на качестве конечной детали.

Когда гипсовая форма готова, плавим алюминий в горне.

Расплавленный метал заливаем в гипс, охлаждаем в воде и получаем готовую деталь.

В целом выглядит неплохо, но требует небольших доработок.

Для этого достаточно напильника и ножовки по металлу.

Токарный станок облегчит обработку, но его наличие не обязательно.

Все что осталось сделать после обработки детали, это установить шестерню на свое место.

Не забывайте смазывать движущиеся и трущиеся детали механизма. Так они прослужат намного дольше.

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.

Читайте также: