De nos jours, de nombreux mécanismes utilisent des engrenages en plastique. De plus, cela peut être comme petites voitures, et des choses assez sérieuses, par exemple, un élévateur d'antenne dans une voiture, une boîte de vitesses à tige tournante, etc. Les raisons de la défaillance des engrenages peuvent être différentes, bien sûr, la plupart d'entre elles sont liées à un mauvais fonctionnement, mais ce n'est pas le cas maintenant. Si vous vous trouvez dans une telle situation et que quelques dents d'engrenage sont cassées, alors il existe un moyen de s'en sortir : ne pas payer pour une pièce coûteuse, mais la restaurer de manière simple.

Nécessaire à la récupération

• Brosse à dents inutile.
• Détergent.
• Adhésif époxy bi-composant - soudure à froid pour plastique.

Restaurer un engrenage en plastique

Préparation

Préparation de la colle

Restauration des dents

Restauration des dents

Durcissement

Comment remplacer la colle époxy ?

• Résine époxy avec durcisseur.
• Le ciment est sec.

Les propriétaires d'ateliers à domicile disposent de nombreux appareils et appareils qui facilitent grandement le travail manuel et augmentent l'efficacité du travail. Un de ces mécanismes est un réducteur.

Il est principalement utilisé pour modifier la vitesse de rotation de l'arbre de sortie vers le bas ou pour augmenter le couple sur celui-ci. De par sa conception, ce dispositif peut être combiné, à vis sans fin ou à engrenage, ainsi qu'à un ou plusieurs étages.

De nombreuses personnes fabriquent un réducteur de leurs propres mains.

Qu'est-ce qu'une boîte de vitesses ?

Ce mécanisme est un lien de transmission situé entre les dispositifs de rotation d'un moteur électrique ou d'un moteur combustion interneà l'unité de travail finale.

Les principaux indicateurs caractérisant la boîte de vitesses sont :

• puissance transmise ;
• nombre d'arbres rotatifs menant et mené.

Aux dispositifs de rotation de ce mécanisme fixer fixement les engrenages ou les engrenages à vis sans fin, qui transmettent et régulent le mouvement de l’un à l’autre. Le boîtier comporte des trous avec des roulements sur lesquels se trouvent les arbres.

Matériel et outils requis

Pour fabriquer une boîte de vitesses, vous aurez peut-être besoin des matériaux et outils suivants :

• clés et tournevis de différentes formes et tailles;
• limes, perceuses;
• joints en caoutchouc;
• rondelles, morceaux de tuyaux, engrenages, boulons, roulements, poulies, arbres ;
• onduleur;
• pied à coulisse, règle;
• pinces;
• vice, marteau;
• châssis d'une ancienne boîte de vitesses ou de tôles d'acier.

Comment fabriquer une boîte de vitesses de vos propres mains ?

La plupart détail important Le réducteur est considéré comme possédant son carter. Il doit être conçu et fabriqué correctement de vos propres mains, car la position relative des arbres et des axes, l'alignement des sièges des roulements de support et les écarts entre les engrenages en dépendent.

Carters d'engrenages industriels fabriqué principalement par moulage à partir de alliages d'aluminium ou en fonte Cependant, cela est totalement impossible à faire à la maison. Ainsi, vous pouvez sélectionner ou modifier un corps prêt à l'emploi en fonction de vos besoins, ou le souder à partir de tôle d'acier. Ce n'est que dans ce cas qu'il faut se rappeler que pendant le processus de soudage, le métal peut « conduire » et, par conséquent, pour maintenir l'alignement des arbres, il est nécessaire de laisser une marge.

De nombreux maîtres le font différemment. Afin de ne pas s'embêter avec des travaux ennuyeux, ils commencent à souder complètement la carrosserie, et au lieu de douilles pour roulements de support, des sections de tuyaux sont utilisées, qui sont placés dans la position requise et seulement après cela, ils sont définitivement fixés par soudage ou par boulons. Pour faciliter l'entretien de la boîte de vitesses, il est nécessaire de réaliser un couvercle supérieur amovible au niveau du carter, et un trou de vidange en bas, qui servira à évacuer l'huile usagée.

Les engrenages sont supportés par les axes et les arbres de la boîte de vitesses. Habituellement, dans un mécanisme à un étage, seuls des arbres avec des engrenages montés de manière rigide sont utilisés. Dans ce cas, les deux engrenages tournent ensemble avec leurs arbres. L'essieu est utilisé lorsqu'il est nécessaire d'insérer un engrenage intermédiaire dans la boîte de vitesses.

Elle commence à tourner librement sur son axe avec un jeu minimal, et pour qu'il ne bouge pas latéralement, il est fixé avec un écrou, une bague de butée ou des rondelles fendues de blocage.

Les arbres doivent être en acier, qui présente une bonne résistance et une excellente usinabilité.

Les roulements de la boîte de vitesses servent de supports aux arbres. Ils perçoivent les charges qui surviennent lors du fonctionnement du mécanisme. La fiabilité et les performances de la boîte de vitesses dépendent entièrement de la manière dont les roulements ont été correctement sélectionnés.

Pour le mécanisme de vos propres mains meilleur choix de roulements type fermé , qui nécessitent un minimum d’entretien. Ils sont lubrifiés avec de la graisse. Le type de roulements dépend directement du type de charge.

Lors de l'utilisation d'engrenages droits, des roulements à billes ordinaires à une ou deux rangées suffiront.

Si le mécanisme contient des engrenages hélicoïdaux ou des engrenages à vis sans fin, alors une charge axiale commence à être transmise à l'arbre et aux roulements, ce qui nécessite la présence d'un roulement à billes ou à rouleaux à contact oblique.

Une autre partie assez importante de la boîte de vitesses concerne les engrenages. Grâce à eux, vous pouvez modifier la vitesse de rotation de l'arbre de sortie. Pour fabriquer des engrenages, vous avez besoin d'un spécial équipement de coupe de métal, donc pour économiser de l'argent, vous pouvez utiliser des pièces prêtes à l'emploi provenant d'appareils mis hors service.

Il est très important lors de l'installation des engrenages de régler l'écart correct entre eux, car le niveau de bruit qui se produit lors du fonctionnement de la boîte de vitesses et la capacité de charge en dépendent. Il est préférable de lubrifier les engrenages avec de l'huile industrielle liquide, qui est versée de manière à recouvrir les dents de l'engrenage inférieur. Les pièces restantes sont lubrifiées par pulvérisation d'huile dans toute la cavité interne du mécanisme.

Les joints d'arbre empêchent l'huile de s'échapper de la boîte de vitesses. Ils sont installés aux sorties d'arbre et fixés dans des chapeaux de palier.

Pour éviter la destruction d'urgence des pièces du mécanisme sous l'effet de charges lourdes, un embrayage de sécurité est utilisé. Il se présente sous la forme d'un soufflet, de disques de friction à ressort ou d'une goupille de cisaillement.

Processus d'installation Les chapeaux de roulement les rendent très légers, qui peut être traversant ou aveugle. Ils sont sélectionnés parmi des pièces prêtes à l'emploi ou tournés sur un tour.

Champ d'application de la boîte de vitesses

Ce mécanisme est des assistants indispensables dans diverses sphères de l'activité humaine. Généralement, il est utilisé :

• dans l'industrie;
• dans les boîtes de vitesses automobiles ;
• dans les équipements électriques et électroménagers ;
• dans l'industrie du gaz et dans de nombreuses autres industries.

Ce mécanisme est très largement utilisé dans l'industrie. Dans diverses machines de traitement il est utilisé comme pièce de transmission rotative, augmentant la vitesse des révolutions.

Mais dans les boîtes de vitesses automobiles, la boîte de vitesses réduit au contraire le régime moteur. La douceur et la douceur du transport dépendent de la précision de son réglage.

Ce dispositif réducteur de vitesse est également utilisé dans appareils ménagers et équipements électriques avec moteurs électriques. Il peut s'agir de mixeurs, machines à laver, exercices, Robots culinaires, les Bulgares.

Les boîtes de vitesses sont un élément indispensable équipement de ventilation, installations de traitement, systèmes de pompage. Ils aider à maintenir une pression de gaz optimale dans les installations à gaz.

L'industrie de la production de gaz ne peut pas non plus se passer de ce mécanisme. Le transport et le stockage des gaz sont un processus plutôt dangereux, c'est pourquoi un réducteur est utilisé pour bloquer l'accès au gaz ou ouvrir sa sortie en ajustant la pression.

Assembler une boîte de vitesses de vos propres mains à partir des matériaux disponibles est une tâche assez fastidieuse, mais pas trop difficile. Avec son aide, la rotation de l'arbre de sortie est réduite et son couple est augmenté. Les performances des appareils ou de la machine dépendent entièrement de cette partie. Ce mécanisme est utilisé dans une grande variété d’activités humaines.

• Fiodor Ilitch Artyomov
• Imprimer

Les matériaux suivants sont utilisés pour la fabrication des engrenages : fer, fonte, bronze, acier au carbone simple, composés spéciaux acier avec un mélange de chrome, nickel, vanadium. En plus des métaux, des matériaux adoucissants sont utilisés : cuir, fibre, papier, ils adoucissent et atténuent le bruit. Mais les engrenages métalliques peuvent également fonctionner silencieusement si leur profil est réalisé avec précision. Pour les engrenages bruts, des engrenages « de puissance » sont produits ; ils sont fabriqués par moulage à partir de fonte et d'acier sans autre traitement. Les roues dentées « courantes » pour engrenages à grande vitesse sont fabriquées sur des fraiseuses ou des machines à tailler les engrenages, puis traitement thermique– la carburation, qui rend les dents dures et résistantes à l'usure. Après carburation, les engrenages sont traités sur des rectifieuses.

Méthode d'exécution

La méthode de laminage est l'option la plus courante pour fabriquer des engrenages, car cette méthode est la plus avancée technologiquement. Dans ce mode de fabrication, les outils suivants sont utilisés : cutter, plaque, peigne.

Méthode de roulage à l'aide d'un cutter

Pour produire des engrenages, une machine de façonnage d'engrenages avec une fraise spéciale est utilisée (un engrenage équipé de tranchants). La procédure de fabrication des engrenages se déroule en plusieurs étapes, car il n'est pas possible de couper toute la couche de métal en excès en une seule fois. Lors du traitement d'une pièce, la fraise effectue un mouvement alternatif et après chaque double course, la pièce et la fraise tournent d'un pas, comme si elles «roulaient» l'une sur l'autre. Lorsque l'ébauche d'engrenage effectue un tour complet, la fraise effectue un mouvement d'avance vers la pièce à usiner. Ce cycle de production est effectué jusqu'à ce que toute la couche métallique requise ait été éliminée.

Méthode de roulement à l'aide d'un peigne

Le peigne est un outil de coupe, sa forme est semblable à celle d'une crémaillère, mais un côté des dents du peigne est affûté. L'ébauche de l'engrenage en cours de fabrication produit un mouvement de rotation autour de son axe. Et le peigne effectue un mouvement de translation perpendiculaire à l'axe de l'engrenage et un mouvement alternatif parallèle à l'axe de la roue (engrenage). Ainsi, le peigne enlève l'excédent de couche sur toute la largeur de la couronne dentée. Une autre option pour le mouvement de l'outil de coupe et de l'ébauche d'engrenage l'un par rapport à l'autre est possible, par exemple, la pièce effectue un mouvement intermittent complexe, coordonné avec le mouvement du peigne, comme si le profil des dents coupées s'engageait avec le contour de l'outil de coupe.

Cette méthode permet de réaliser un engrenage à l'aide d'une fraise-mère. L'outil de coupe dans cette méthode est une fraise-mère qui, avec l'ébauche d'engrenage, produit un engrenage à vis sans fin.

Une cavité d'engrenage est découpée avec un disque ou un coupe-doigt. La partie coupante de la fraise, réalisée sous la forme de cette cavité, coupe l'engrenage. Et avec l'aide du dispositif de division, l'engrenage en cours de coupe tourne d'un pas angulaire et le processus de coupe est répété. Cette méthode de fabrication des engrenages a été utilisée au début du XXe siècle, elle n'est pas précise, les cavités des engrenages produits sont différentes, pas identiques.

Laminage à chaud et à froid

Dans cette méthode de production d'engrenages, un outil de laminage d'engrenages est utilisé, qui chauffe une certaine couche de la pièce jusqu'à un état plastique. Après cela, la couche chauffée est déformée pour obtenir des dents. Et puis les dents de l'engrenage en cours de fabrication sont roulées jusqu'à ce qu'elles acquièrent la forme exacte.

Fabrication d'engrenages coniques

Pour la fabrication de roues coniques(engrenages coniques) on utilise la possibilité de faire fonctionner dans l'engrenage de la machine la pièce à usiner avec une roue de production imaginaire. Arêtes de coupe lors du mouvement principal de l'outil, la surépaisseur est coupée, formant ainsi surfaces latérales futur équipement (équipement).

Ce matériel est un guide général pour la conception et l'impression d'engrenages en plastique sur une imprimante 3D couche par couche.

L'interrupteur d'éclairage de vitesse est un exemple intelligent de quelque chose que vous pouvez concevoir vous-même après avoir lu cet article.

Matériaux optimaux pour les engrenages en plastique

Quel matériau est le meilleur ? La réponse courte en termes de qualité des engrenages finis est la suivante :

Nylon (PA) > PETG > PLA > ABS

• Veuillez noter que la licence est « usage personnel uniquement », c'est-à-dire le résultat ne peut être distribué, vendu, modifié, etc.
• Une fois assemblée, la structure mesure 15,87 cm de diamètre. La plus grande partie imprimée - 14,92 cm de diamètre

Imprimez toutes les pièces avec au moins 3 périmètres sur tous les côtés et en bas, 15 % de remplissage. Nous recommandons une épaisseur de couche ne dépassant pas 0,3 mm. N'importe quel matériau fonctionnera dans la mesure où il est possible d'éviter les déformations des pièces, qui rendraient l'appareil inutilisable.

La partie poignée est la seule qui nécessitera des supports.

Instructions de montage (à lire avant de commencer les travaux)

1. Utilisez une lame de rasoir pour nettoyer les dents des engrenages jusqu'à ce qu'ils s'emboîtent bien, puis installez-les sur la plaque avec le même sens de rotation qu'ils ont été imprimés (goupille d'engrenage centrale à droite, maille d'engrenage mené en haut au centre).
2. Fixez l'engrenage principal en insérant les broches dans les trous.
3. Appliquez un peu de colle sèche (un bâton de colle fonctionne bien) sur l'extrémité active du levier et installez le levier du côté où les broches correspondent. De la colle est nécessaire pour fixer le levier aux broches. Le levier presse également le train principal contre la structure.
4. Chauffer et ramollir les pinces. Cela suffit pour les ouvrir. Alignez les bords des pinces avec les trous à l'arrière de la plaque et sertissez l'engrenage en cercle. (Les trous au dos de la plaque peuvent nécessiter un nettoyage – un couteau vous aidera, tout dépend de la qualité de votre imprimante). Appuyez sur les pinces jusqu'à ce qu'elles durcissent. Cela garantit que tout tiendra en toute sécurité.

Avantages particuliers de l'impression couche par couche et exemples d'utilisation d'engrenages

Alors, quel est l’avantage des engrenages imprimés en 3D par rapport à méthodes traditionnelles comment sont-ils fabriqués et quelle est la solidité des engrenages ?

Les engrenages en plastique imprimés sont bon marché, le processus est rapide et vous pouvez facilement obtenir un résultat personnalisé. Les engrenages complexes et les variations 3D sont imprimés sans problème. Le processus de prototypage et de création est rapide et propre. Le plus important est que les imprimantes 3D sont suffisamment courantes pour qu’un ensemble de fichiers STL provenant d’Internet puisse approvisionner des milliers de personnes.

Bien entendu, l’impression d’engrenages avec des plastiques courants constitue un compromis en termes de qualité de surface et de résistance à l’usure par rapport aux engrenages en plastique moulé ou usiné. Mais s’ils sont conçus correctement, les engrenages imprimés peuvent constituer une option tout à fait efficace et raisonnable, et pour certaines applications, l’idéal.

La plupart des applications fonctionnelles ressemblent à ceci : boîte de vitesses généralement pour les petits moteurs électriques, les poignées et les clés de remontage. En effet, les moteurs électriques fonctionnent très bien à des vitesses élevées, mais ils ont des problèmes avec une forte baisse de vitesse, et il est problématique de se passer d'un entraînement par engrenages dans ce cas. Voici des exemples :

Problèmes spécifiques de l'impression couche par couche

1. Les engrenages imprimés nécessitent généralement peu de post-traitement avant utilisation. Préparez-vous aux trous de ver et au fait que les dents devront être traitées avec une lame.

   La réduction du diamètre du trou central est un problème très courant, même sur les imprimantes coûteuses. Ceci est le résultat de nombreux facteurs. Cela est dû en partie à la contraction thermique du plastique de refroidissement, et en partie au fait que les trous sont conçus sous la forme de polygones avec un grand nombre d'angles qui se contractent autour du périmètre du trou. (Exportez toujours les fichiers STL d'engrenage avec un grand nombre de segments).

   Les slicers contribuent également car certains de ces programmes peuvent choisir différents points pour contourner les trous. Si bord intérieur Le trou dessinera le bord intérieur du plastique extrudé, puis le diamètre réel du trou aura un léger rétrécissement, et pour insérer ultérieurement quelque chose dans ce trou, une certaine force peut être nécessaire. Ainsi, la trancheuse peut intentionnellement réduire les trous.

   De plus, toute différence entre les couches ou la différence entre la largeur de l'extrusion prévue et réelle peut avoir un effet assez perceptible en « resserrant » le trou. Vous pouvez lutter contre cela, par exemple, en modélisant des trous d'un diamètre d'environ 0,005 cm plus grand. Pour des raisons similaires, et pour garantir que les engrenages imprimés s'emboîtent les uns à côté des autres et puissent fonctionner, il est recommandé de laisser un espace d'environ 0,4 mm entre les dents du modèle. C'est un peu un compromis, mais les engrenages imprimés ne resteront pas coincés.

2. Un autre problème courant est d'obtenir un remplissage solide, ce qui est assez difficile pour les petits engrenages. Les espaces entre les petites dents sont assez fréquents, même lorsque la trancheuse est réglée à 100 % de remplissage.

   Certains programmes gèrent ce problème avec relativement de succès en mode automatique, mais vous pouvez résoudre ce problème manuellement en augmentant le chevauchement des calques. Ce problème est bien documenté sur RichRap et le blog propose diverses solutions.

3. Les pièces à paroi mince s'avèrent fragiles, les pièces en surplomb nécessitent des supports et la résistance de la pièce est nettement moindre le long de l'axe Z. Les réglages recommandés pour l'impression des engrenages ne diffèrent pas des réglages habituels. Sur la base des tests déjà effectués, nous pouvons préconiser un remplissage rectangulaire et au moins 3 périmètres. Il est également conseillé d'imprimer autant que possible fine couche- dans la mesure où l'équipement et la patience le permettent, car les dents s'avèrent alors plus lisses.
4. Cependant, le plastique est peu coûteux, mais le temps est précieux. Si le problème est critique ou si vous devez remplacer un énorme engrenage cassé, vous pouvez imprimer avec un remplissage continu, afin de ne laisser aucune chance à une autre embuscade que l'usure.

Raisons les plus courantes des pannes d’équipements imprimés

• Grincement des dents (en cas d'utilisation à long terme, voir l'étape 10 sur la lubrification).
• Problèmes de montage sur l'essieu (voir étape 7 concernant le montage).
• Corps ou rayon cassé (ce sont des pannes rares qui surviennent généralement si l'engrenage est mal imprimé, manque de rembourrage par exemple ou est conçu avec des rayons trop fins).

À propos de l'importance de l'involute

Mauvaise façon de fabriquer des engrenages

Très souvent, dans les communautés d'amateurs, vous pouvez trouver des engrenages mal conçus - modélisation des engrenages la question n'est pas si simple. Comme vous pouvez le deviner, les engrenages mal conçus ne s’engrènent pas bien, présentent une friction, une pression, un rebond excessifs et une vitesse de rotation inégale.

Une développante (involute) est un certain type de courbe optimale décrite le long d'un certain contour. En technologie, la développante d'un cercle est utilisée comme profil de dent pour les roues dentées. Ceci est fait pour garantir que la vitesse de rotation et l'angle d'engagement restent constants. Un ensemble d’engrenages bien conçu doit transmettre le mouvement entièrement par rotation, avec un glissement minimal.

Modéliser un engrenage en développante à partir de zéro est assez fastidieux, il est donc logique de rechercher des modèles avant de l'entreprendre. Des liens vers certains d’entre eux seront donnés ci-dessous.

Subtilités du modelage dentaire. Nombre optimal de dents

Pensez-y : si vous souhaitez un rapport de démultiplication de 2:1 pour un mécanisme linéaire, combien de dents chaque engrenage doit-il avoir ? Quel est le meilleur : 30 et 60, 15 et 30 ou 8 et 17 ?

Chacun de ces rapports donnera le même résultat, mais le jeu d'engrenages dans chaque cas sera très différent une fois imprimé.

Un plus grand nombre de dents donne un coefficient de friction plus élevé (le nombre de dents s'engrènent à la fois) et permet une rotation plus douce. Augmenter le nombre de dents signifie que chacune d'elles doit être plus petite pour s'adapter au même diamètre. Les petites dents sont plus fragiles et plus difficiles à imprimer avec précision.

En revanche, réduire le nombre de dents permet d’obtenir plus de volume pour une solidité accrue.

Imprimer de petits engrenages sur une imprimante 3D, c'est comme peindre des lignes fines dans un livre de coloriage avec un pinceau épais. (Cela dépend à 100 % du diamètre de la buse et de la résolution de l'imprimante. plan horizontal. La résolution verticale ne joue aucun rôle dans la limitation de taille minimale).

Si vous souhaitez tester votre imprimante en imprimant des petits engrenages, vous pouvez utiliser ce STL :

L’imprimante que nous avons testée a tout parfaitement exécuté. haut niveau, mais avec un diamètre d'environ un demi-pouce, les dents ont commencé à paraître suspectes.

Le conseil est de rendre les dents aussi grandes que possible, tout en évitant les avertissements du programme indiquant qu'il y a trop peu de dents, et également en évitant les intersections.

Il y a encore un point à prendre en compte lors du choix du nombre de dents : nombres premiers et la factorisation.

Les nombres 15 et 30 sont tous deux divisibles par 15, donc avec autant de dents sur deux engrenages, les mêmes dents se heurteront continuellement, créant des points d'usure.

Plus bonne solution- 15 et 31. (C'est la réponse à la question au début de la section).

Dans ce cas, la proportion n'est pas respectée, mais une usure uniforme de la paire d'engrenages est assurée. La poussière et la saleté seront réparties uniformément dans tout l'équipement, tout comme l'usure.

L'expérience montre qu'il est préférable que le rapport du nombre de dents des deux engrenages soit compris entre environ 0,2 et 5. Si un rapport de démultiplication plus élevé est requis, il est préférable d'ajouter un engrenage supplémentaire au système, sinon vous peut se retrouver avec un monstre mécanique.

Combien y a-t-il de dents ?

Ces informations peuvent être trouvées dans n’importe quel manuel du mécanicien. 13 est la recommandation minimale pour les engrenages avec un angle de pression de 20 degrés, 9 est le minimum recommandé pour 25 degrés.

Un plus petit nombre de dents n'est pas souhaitable car elles se croiseront, ce qui affaiblira les dents elles-mêmes, et le problème de chevauchement devra être résolu lors du processus d'impression.

Subtilités du modelage dentaire. Angle de pression et comment fabriquer des dents solides

Angle de pression 15, angle de pression 35

Angle de pression? Pourquoi ai-je besoin de savoir cela ?

C'est l'angle entre la normale à la surface de la dent et le diamètre du cercle. Les dents avec un angle de pression plus grand (plus triangulaire) sont plus solides, mais ont une moins bonne adhérence. Ils sont plus faciles à imprimer, mais pendant le fonctionnement, ils créent une charge radiale élevée sur l'axe de support, produisent plus de bruit et sont sujets aux rebonds et aux glissements.

Pour l'impression 3D bonne option est de 25 degrés, permettant une transmission douce et efficace dans des engrenages de la taille d'une paume.

Que peut-on faire d’autre pour renforcer les dents ?

Rendez simplement l'engrenage plus épais - cela renforcera évidemment également les dents. Doubler l’épaisseur équivaut à doubler la résistance. bien règle générale indique : l'épaisseur doit être de trois à cinq fois le pas de l'engrenage.

La résistance d’une dent d’engrenage peut être estimée grossièrement en la considérant comme une petite poutre en porte-à-faux. Avec cette approche, il est clair que l’ajout d’une paroi solide sus-jacente pour réduire la zone non supportée améliore considérablement la résistance des dents de l’engrenage. Selon l'application, cette technique de calcul peut également être utilisée pour réduire le nombre de points d'engagement.

Méthodes de montage des essieux

Ajustement serré sur l'essieu avec encoches. Cette méthode la plus simple n’est pas très courante. Ici, il faut faire attention à la déformation du plastique, ce qui va aggraver la transmission du couple dans le temps. Cette conception est également non amovible.

L'axe se trouve sur la vis de fixation dans le plan de l'engrenage. La vis de retenue traverse l'engrenage et repose contre une zone plane de l'essieu. La vis de retenue est généralement dirigée directement dans le corps de l'engrenage ou à travers un écrou encastré à travers trou carré. Chaque méthode comporte ses propres risques.

Pointer directement la vis peut dénuder les fils de plastique fragiles. La méthode de l'écrou encastré résout ce problème, mais si vous ne faites pas attention et appliquez trop de force lors du serrage, le corps de l'engrenage peut se briser. Rendez l'équipement plus épais !

L'ajout d'inserts thermiques spéciaux à visser améliorera considérablement la résistance de la fixation de l'essieu.

Hexagone encastré - insert hexagonal dans lequel se trouve un écrou hexagonal pour une vis hexagonale. Vous devez imprimer suffisamment de couches solides autour de l'hexagone pour que la vis ait quelque chose à retenir. Il est également utile d'utiliser une vis de fixation, surtout si nous parlons de sur les vitesses élevées.

Coin on le trouve rarement dans le monde de l’impression 3D amateur.

L'essieu est une seule unité avec l'écrou. Cette solution résiste bien aux charges de torsion. Ceci est cependant très difficile à réaliser sur une imprimante, car les engrenages doivent être imprimés perpendiculairement à la surface de la table et tous les axes avec cette solution ont faiblesse le long de l'axe Z, qui se manifeste sous des charges élevées.

Certains types d'engrenages

Engrenages droits externes et internes, hélicoïdaux parallèles (hélicoïdaux), double hélice, à crémaillère et pignon, coniques, hélicoïdaux, à dessus plat, à vis sans fin

Engrenage en spirale (à chevrons). On le voit couramment dans les extrudeuses d’imprimantes, elles sont complexes à utiliser mais ont leurs avantages. Ils se distinguent par leur coefficient d'adhérence élevé, leur autocentrage et leur autonivellement. (L'autonivellement est gênant car il affecte le fonctionnement de l'ensemble de la structure). Ce type d’équipement n’est pas non plus facile à produire avec des équipements conventionnels tels que des imprimantes amateurs. L'impression 3D connaît des méthodes beaucoup plus simples.

Vis sans fin. Facile à modéliser, la tentation est grande de s’en servir. Il convient de noter que le rapport de démultiplication d'un tel système est égal au nombre de dents d'engrenage divisé par le nombre d'ouvertures de vis sans fin. (Vous devez regarder depuis l'extrémité du ver et compter le nombre de spirales de départ. Dans la plupart des cas, il s'avère de 1 à 3).

Engrenage à crémaillère et pignon. Convertit le mouvement de rotation en mouvement linéaire et vice versa. Ici, nous ne parlons pas de rotation, mais de la distance que parcourt la crémaillère à chaque tour de l'arbre de transmission. Il est très simple de calculer la densité des dents : il suffit de multiplier leur densité sur la crémaillère par pi et par le diamètre de l'engrenage. (Ou multipliez le nombre de dents sur la crémaillère par la densité des dents sur le pignon).

Lubrification des engrenages imprimés en 3D

Si l’appareil fonctionne sous des charges légères, à des vitesses et fréquences faibles, vous n’avez pas à vous soucier de la lubrification des engrenages en plastique. Mais si les charges sont élevées, vous pouvez essayer de prolonger la durée de vie en lubrifiant les engrenages et en réduisant la friction et l'usure. De toute façon toutes les fonctions des engrenages sont plus efficaces lorsqu'elles sont lubrifiées et les engrenages eux-mêmes durent plus longtemps

Pour les objets tels que les engrenages d’extrudeuse d’imprimante 3D, un lubrifiant très résistant peut être recommandé. Les lubrifiants à base de lithol, de PTFE ou de silicone sont parfaits pour cela. Le lubrifiant doit être appliqué en essuyant légèrement la pièce avec du papier toilette, une serviette en papier propre ou un chiffon sans poussière, en répartissant uniformément le lubrifiant et en tournant l'engrenage plusieurs fois.

N'importe quel lubrifiant vaut mieux que pas de lubrifiant, mais vous devez vous assurer qu'il est chimiquement compatible avec le plastique. Et vous devez toujours vous rappeler que le lubrifiant WD-40 est nul. Bien qu'il nettoie décemment.

Outils pour fabriquer des engrenages

Des engrenages de haute qualité peuvent être fabriqués uniquement à l'aide de programmes gratuits. Autrement dit, il y a programmes payants pour des connexions d'engrenages hautement optimisées et parfaites, avec des paramètres finement réglés et des performances optimales, mais rien de bon n'est souhaité. Il suffit de s'assurer que le même mécanisme utilise des engrenages réalisés par le même outil pour que les connexions s'engrènent comme elles le devraient. Il est préférable de modéliser les engrenages par paires.

Option 1. Recherchez un modèle d'engrenage existant, modifiez-le ou mettez-le à l'échelle en fonction de vos besoins. Voici une liste de bases de données où vous pouvez trouver des modèles d'engrenages prêts à l'emploi.

• McMaster Carr : Vaste gamme de modèles 3D, solutions éprouvées
• GrabCAD : une base de données géante de modèles soumis par les utilisateurs
.
• GearGenerator.com génère des fichiers SVG d'engrenages droits (ces fichiers peuvent être convertis en fichiers importables. Cependant, certains programmes, tels que Blender, peuvent importer du SVG directement, sans danser avec des tambourins).
• https://inkscape.org/ru/ - programme gratuit graphiques vectoriels avec générateur d'engrenages intégré. Un tutoriel décent sur la création d'engrenages dans Inkscape - et .

Éditeurs de fichiers STL

La plupart des générateurs de modèles d'engrenages produisent des fichiers STL en sortie, ce qui peut être ennuyeux si vous avez besoin de fonctionnalités que le générateur n'offre pas. Les fichiers STL sont les PDF du monde 3D, ils sont extrêmement difficiles à modifier, mais l'édition est possible.

TinkerCAD. Un bon programme de CAO de base basé sur un navigateur, facile et rapide à apprendre, l'un des rares programmes de modélisation 3D capable de modifier les fichiers STL. www.Tinkercad.com

Mélangeur de mailles. Un bon programme pour redimensionner des formes originales. http://meshmixer.com/

Impression 3D sans FDM

La plupart des gens, même les amateurs passionnés, n’ont pas un accès immédiat aux autres technologies d’impression 3D pour fabriquer des engrenages. Entre-temps, de tels services existent et peuvent aider.

SLA- Excellente technologie pour le prototypage professionnel d’équipements. Les couches imprimées ne sont pas visibles et le processus peut produire de très petites pièces. En revanche, les pièces sont chères et quelque peu fragiles. Si vous utilisez ce processus pour prototyper un futur modèle moulé sous pression, vous n'aurez aucun problème à le récupérer. Rendez la pièce solide, sinon elle va certainement casser !

SLS- un processus très précis qui aboutit à des pièces durables. La technologie ne nécessite pas de supports pour les structures en surplomb. Vous pouvez créer des pièces complexes et détaillées, de préférence avec des murs allant jusqu'à un quart de pouce d'épaisseur. Les couches d'impression sont également presque invisibles... MAIS, la surface rugueuse (car la technologie est basée sur l'impression en poudre) est extrêmement sujette à l'usure. Une lubrification très intensive est nécessaire et beaucoup ne recommandent pas du tout les engrenages SLS pour les applications à longue durée de vie.

Technologie BinderJet bon pour une décoration multicolore détaillée et précise ou pas structurel détails. Bon pour obtenir des pièces aux couleurs folles, mais très cassant et granuleux, donc pas ce dont vous avez besoin pour des engrenages fonctionnels.

L’un des plus complexes et pourtant répandu systèmes mécaniques est un entraînement par engrenages. Ce très bon moyen le transfert d'énergie mécanique d'un endroit à un autre et un moyen d'augmenter ou de diminuer la puissance (couple) ou d'augmenter ou de diminuer la vitesse de quelque chose.

Comment fabriquer un engrenage de ses propres mains ? Le problème est toujours que créer des engrenages efficaces nécessite de nombreuses compétences en dessin et en mathématiques, ainsi que la capacité de créer des pièces complexes.

Pour l'amateur, il n'est pas nécessaire d'avoir une efficacité maximale, nous pouvons donc obtenir un système beaucoup plus facile à réaliser, même avec les outils à portée de main.

Un engrenage est une série de dents sur une roue. (Notez que dans le diagramme ci-dessus, ils ont indiqué le mauvais nombre de dents sur les engrenages - désolé)

Étape 1 : Formules et calculs

Les formules pour dessiner et fabriquer des dents d'engrenage peuvent être trouvées en abondance sur Internet, mais pour un débutant, elles semblent très compliquées.

J'ai décidé de simplifier le problème et la solution fonctionne très bien à grande et à petite échelle. À petite échelle, il convient mieux à la découpe à la machine en utilisant découpeuses laser Par exemple, de très petits engrenages peuvent être fabriqués avec succès de cette manière.

Étape 2 : Méthode simple

Ainsi, la forme de la broche, pour faire simple, peut être un demi-cercle.

Étape 3 : Déterminez les dimensions

Nous pouvons maintenant définir les paramètres pour fabriquer l'engrenage :

1. Quelle sera la taille des dents de l'engrenage (diamètre) - plus l'engrenage est petit, plus les dents doivent être petites.
2. Toutes les dents qui se rejoignent doivent être de la même taille, donc le plus petit engrenage doit être calculé en premier.

Commençons par des dents de 10 mm.

Je veux un engrenage à 5 dents pour que le cercle fasse 10x10mm (en circonférence) = 100mm.

Pour dessiner ce cercle, je dois trouver le diamètre, j'utilise donc les mathématiques et une calculatrice et je divise la circonférence (100 mm) par Pi = 3,142.

Cela me donne un diamètre de 31,8 mm et je peux dessiner ce cercle à l'aide d'un compas puis dessiner exactement 10 cercles de 10 mm de diamètre sur sa circonférence à l'aide d'un compas.

Si vous en avez la possibilité, il est plus simple de tout faire avec un logiciel de dessin. Si vous utilisez logiciel, vous devrez être capable de faire pivoter les cercles de dents autour du cercle principal et vous devrez savoir jusqu'où faire tourner chaque dent. C'est simple à calculer : divisez 360 ​​degrés par le nombre de cercles. Donc pour nos 10 cercles, 360/10 = 36 degrés pour chaque dent.

Étape 4 : Création de la forme festonnée

Retirer la partie supérieure un cercle et le bas du cercle suivant. Pour ce faire, vous devez avoir un nombre pair de dents

Nous avons la première vitesse. Il peut être découpé dans du bois ou du métal à l’aide d’outils de base, de scies et de limes.

Ce processus est facile à répéter pour autant de vitesses que nécessaire. Gardez la taille du cercle cohérente et ils s’emboîteront.

Étape 5 : Obtenez l'équipement

Étant donné que ces engrenages semi-circulaires sont faciles à couper, vous pouvez les fabriquer à l'aide d'un outil et d'une scie sauteuse ou d'une scie.

J'avais l'habitude de fabriquer un gabarit à 9 ou 10 dents sur du contreplaqué et je l'utilisais comme guide pour mes toupie manuelle et coupez les engrenages sans aucun problème.

Si vous avez accès à une découpeuse laser, ils peuvent être découpés dans de l'acrylique de 3 ou 5 mm d'épaisseur et sont disponibles en très petites tailles.