Истинска еволвента, проверена преди печат

Шест вида и две сглобки

Цилиндрично с прави зъби, с наклонени зъби, конусно, вътрешно зацепване, зъбна рейка и червячна двойка. Към тях се редят предавателни вериги от няколко колела и планетна предавка от слънчево колело, сателити и корона.

Три числа задават профила

Модул, брой зъби и ъгъл на зацепване. От тях се изчертава истинската еволвента точка по точка, по функцията inv(алфа), равна на тангенс алфа минус алфа, с височина на главата, равна на модула, и височина на крака, равна на 1,25 пъти модула.

Това е основният профил по ISO 53

При ъгъл на зацепване 20 градуса по подразбиране. Тоест профилът не е избран по вкус, а е този, по който се изработват насрещните колела, и точно затова напечатаното колело влиза в зацепване с купено.

Подрязването е сметка, не правило на палец

Под 17 зъба при ъгъл 20 градуса кракът на зъба се изрязва от самото генериращо движение. Границата излиза от 2, разделено на квадрата на синуса на ъгъла на зацепване. Проверката прилага точно тази формула и отхвърля колелото, вместо геометрията да се открие по-късно в слайсъра.

Защо подрязаният зъб е по-слаб

Защото материалът е махнат точно там, където напрежението на огъване е най-голямо, тоест в основата. Освен това основата вече не следва еволвентата, която останалата част от зъба ползва, и зацепването става друго.

Напрежението на огъване е по Shigley

Смята се с коефициента на формата на Луис, четен от таблица 14-2 на Shigley и интерполиран по същите бройки зъби, които учебникът дава. Тоест числото има произход и може да се провери, а не е вградено в инструмента наизуст.

Контактното напрежение е по ISO 6336

По формулата на Херц от ISO 6336-2:2019. И двете напрежения се сверяват с допустимото за избрания материал при най-малък коефициент на сигурност 1,5 за огъване и 1,2 за контакт.

Предавателната верига смята сама

Щом се навържат няколко колела, предавателното отношение, оборотите, моментът и посоката на въртене се пренасят по веригата, като на всяко зацепване се отчита загуба с коефициент 0,97.

Планетната предавка минава три проверки

Уравнението на Уилис, тоест зъбите на короната да са равни на зъбите на слънчевото колело плюс два пъти зъбите на сателита, условието за сглобяемост, и най-малко 0,5 милиметра просвет между сателитите. Чак тогава се предлага за износ.

Какво излиза накрая

Плътна сглобка за печат в STL или 3MF. Проверките минават преди износа, а не след него, защото откриването на подрязан зъб върху готовия детайл струва време и материал.

Печатаното колело има граници

То върши работа за макет, за учебен модел и за ненатоварена кинематика. За носещо зацепване се изработва от метал по същите размери, а сметката за напрежение е точно това, което позволява такъв преход.

Къде продължава

Валовете, лагерите и шпонките за същата сглобка се оразмеряват с отделните инструменти. Кинематиката се гледа с библиотеката с механизми, а самата предавателна верига има свой калкулатор.

Какво питат хората

Защо колела под 17 зъба се отхвърлят?

Защото при ъгъл на зацепване 20 градуса генериращото движение изрязва крака на зъба. Границата е 2, разделено на квадрата на синуса на ъгъла, което дава около 17.

Какъв профил ползва?

ISO 53: пълновисочинен еволвентен профил с височина на главата, равна на модула, и на крака 1,25 пъти модула, при ъгъл 20 градуса по подразбиране.

Как се смята напрежението на огъване?

С коефициента на формата на Луис от таблица 14-2 на Shigley, интерполиран по същите бройки зъби, които учебникът дава.

А контактното?

По формулата на Херц от ISO 6336-2:2019, срещу допустимото за материала, при коефициент на сигурност 1,2. За огъване прагът е 1,5.

Какво проверява планетната предавка?

Уравнението на Уилис, условието за сглобяемост и просвет между сателитите поне 0,5 милиметра.

Смята ли цялата верига?

Да. Отношението, оборотите, моментът и посоката се пренасят по веригата, с отчетена загуба 0,97 на всяко зацепване.

Мога ли да отпечатам работещо колело?

За макет и ненатоварена кинематика да. За носещо зацепване се изработва от метал по същите размери.

Какви видове има?

Цилиндрично с прави и с наклонени зъби, конусно, вътрешно зацепване, зъбна рейка и червячна двойка, плюс вериги и планетни предавки.

В какъв формат излиза?

STL и 3MF, като плътна сглобка. Проверките минават преди износа, а не след него.

Как се получава достъп?

С профил в EduFacturing. Част от инструментите влизат в Pro.