Générateur d’engrenages : paires droites et hélicoïdales pour l’impression 3D et la découpe laser

Dans le générateur en haut de cette page, choisissez pour chaque roue le module (la taille des dents) et le nombre de dents, réglez la largeur de denture et l’alésage, puis regardez les contrôles sous l’aperçu. Téléchargez ensuite les fichiers STL, ou les deux dans un ZIP, et découpez-les en tranches comme n’importe quelle pièce. Les roues sont construites à plat sur Z = 0 : elles s’impriment donc à plat sur le plateau, l’axe à la verticale. Gardez le jeu dans la plage FDM de 0,15 à 0,25 mm (règle dfam.feature.pip_mesh_backlash_mm) pour que les dents imprimées ne fusionnent pas, et imprimez une paire d’essai avant une longue impression. La paire par défaut (module 2, 20 et 40 dents) donne 2 720 et 5 280 triangles et 132,9 Ko et 257,9 Ko de STL.

Le module m est le diamètre primitif divisé par le nombre de dents, en millimètres : m = d / z. Il fixe la taille de la dent, et deux roues n’engrènent que si elles ont le même module (et le même angle de pression). Les valeurs préférentielles de la série ISO 54 sont 0,5, 0,8, 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20 mm (règle mech.gear.module_standard_series). Les engrenages en pouces utilisent à la place le pas diamétral, P = 25,4 / m : le module 2 correspond donc à environ 12,7 dents par pouce.

Pour l’angle de pression normalisé de 20 degrés, une roue a besoin d’au moins 17 dents pour éviter la sous-coupe (règle mech.gear.min_teeth_20deg), soit 2 / sin² de l’angle arrondi à une dent entière (17,1). Jusqu’à 14 dents, la sous-coupe reste légère (règle mechanical.spur_gear.gear_min_tooth_count_with_slight_undercut). En dessous, le pied de la dent est entamé dans une roue réelle et la dent devient fragile. Le générateur avertit quand une roue est sous la limite et quand la tête d’une roue entamerait le pied de l’autre. Il ne propose pas le déport de denture, remède habituel d’un petit pignon : prenez donc plus de dents.

Pour deux roues droites de même module, a = m x (z1 + z2) / 2. La paire par défaut, module 2 avec 20 et 40 dents, est à 2 x 60 / 2 = 60 mm. Pour des roues hélicoïdales de module réel m et d’angle d’hélice bêta, a = m x (z1 + z2) / (2 x cos bêta). Le rapport est le nombre de dents de la roue menée sur celui de la roue menante, i = z2 / z1, avec la roue 1 motrice : 40 et 20 dents donnent 2 : 1, la sortie tourne donc deux fois moins vite avec un couple double, frottements en moins. Un étage devrait rester entre 1 et 10 (règle mech.gear.ratio_per_stage) ; pour davantage, mettez deux étages en série. La page affiche les valeurs exactes et l’aperçu 3D place les roues à cette distance. Le jeu s’obtient en amincissant les dents, pas en écartant les roues : montez donc les arbres exactement à cette distance. Pour les trains d’engrenages et les réducteurs planétaires, utilisez le Gear Designer.

Pour une paire imprimée en FDM, le noyau de règles donne de 0,15 à 0,25 mm (règle dfam.feature.pip_mesh_backlash_mm), et de 0,04 à 0,25 mm (règle mech.gear.backlash_range, énoncée pour des modules de 1 à 5) pour les engrenages en général. Le défaut ici est 0,2 mm. La page mesure le jeu sur le cercle primitif et retire la moitié de la valeur à l’épaisseur de la dent de chaque roue. Les imprimantes diffèrent : imprimez une paire d’essai et changez la valeur si la paire se coince ou cliquette. Le noyau de règles n’a pas de valeur de jeu pour les imprimantes à résine ou à poudre, aucune n’est donc indiquée.

Oui. Les deux fichiers contiennent le profil 2D des roues en millimètres, avec 1 unité = 1 mm. Les deux roues sont côte à côte avec 5 mm d’écart pour pouvoir les découper séparément, le DXF a un calque par roue, et l’alésage avec sa rainure est un trou dans le profil. Le contour est le contour nominal : un laser enlève une bande de matière, mesurez donc le trait de coupe sur votre machine et tenez-en compte dans le jeu. Les fichiers contiennent le profil dans le plan de rotation : pour une roue hélicoïdale, ils ne constituent donc pas un patron de découpe plat. L’alésage est dessiné comme un polygone à 40 côtés, comme dans le STL.

Oui. Vous avez trois téléchargements gratuits par jour pour cet outil, comptés sur notre serveur, sans compte et sans filigrane dans les fichiers. Un téléchargement est une paire : les STL, le ZIP, le SVG et le DXF de la même paire comptent pour un, et un nouveau réglage est un nouveau téléchargement. Pro (15 EUR par mois) supprime la limite.

Non. Les roues sont construites dans l’onglet de votre navigateur par du code qui s’exécute sur votre propre machine, avec un moteur géométrique compilé en WebAssembly. La page charge ses scripts et ce moteur depuis edufacturing.com à l’ouverture. Elle n’envoie qu’une petite requête pour le compte des téléchargements gratuits (le nom de l’outil, un identifiant aléatoire du navigateur et la langue). Aucune conception, aucun réglage et aucun fichier ne quitte votre machine.

Vous pouvez convertir le STL avec le convertisseur STL en STEP, qui fonctionne dans votre navigateur. Le STEP qu’il fabrique à partir de triangles est facetté : la forme est conservée, mais chaque flanc de dent reste un maillage de petites faces planes. Le convertisseur ne reconnaît pas la développante : n’attendez donc pas un profil de dent modifiable dans votre logiciel de CAO. Pour une pièce que vous modifierez en CAO, construisez l’engrenage dans un outil de CAO paramétrique qui dessine la développante, et gardez le STL d’ici pour l’impression et le DXF pour le profil.

Les roues à denture droite ont des dents droites, parallèles à l’arbre. Les roues hélicoïdales ont des dents vrillées sur la largeur : elles entrent en prise progressivement, ce qui est plus silencieux et ajoute un recouvrement au rapport de conduite, mais pousse l’arbre latéralement. Le noyau de règles donne un angle d’hélice de 15 à 45 degrés (règle mech.gear.helical_helix_angle). Les deux roues d’une paire hélicoïdale doivent avoir des hélices de sens opposé : le générateur met la roue 1 à droite et la roue 2 à gauche, et les noms de fichiers l’indiquent. Le module que vous saisissez pour une roue hélicoïdale est le module réel.