چگونه می توان چرخ دنده های چاپ شده سه بعدی متناسب با نیازهای خود ساخت
چرخ دنده 101
چرخ دنده ها حرکت را از طریق دندانه هایی که اطراف شفت ها کوپل شده منتقل می کنند
چرخ دنده ها جالب،مفید و کاملاً سرگرم کننده هستند. اما چگونه کار می کنند و چه کارهایی می توانند انجام دهند؟
چرخ دنده ها در ابتدایی ترین شکل خود از دندانه های مشبک برای انتقال و تغییر حرکت چرخشی بین خود استفاده می کردند. چرخ دنده های یک اندازه به سادگی چرخش را از یک مرکز دنده به مرکز دیگر انتقال می دهند،در حالی که چرخ دنده ها با اندازه های مختلف می توانند سرعت و گشتاور را تغییر دهند
یکی از اساسی ترین اصول چرخ دنده های مکانیکی این است که یک دندانه روی یک چرخ دنده با یک دندانه روی چرخ دنده جفت خود مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، یک چرخ دنده 15 دندانه با یک چرخ دنده 60 دندانه ای را در نظر بگیرید. نسبت 60:15 برابر چیزی است که نسبت دنده 4 نامیده می شود،به این معنی که چرخ دنده کوچک چهار دور باید بچرخد تا چرخ دنده بزرگ یک دور بچرخد.
چرخش آهسته تر چرخدنده 60 دندانه ای به آن نیروی چرخشی بیشتری می دهد که به گشتاور معروف است. در این مورد،سرعت با قدرت معامله می شود و این تنها یک مثال از نحوه ترکیب چرخ دنده ها برای ایجاد فعل و انفعالات مکانیکی پیچیده است.
علاقه مندان به پرینتر های سه بعدی ، می توانند از پرینتر سه بعدی صنعتی S5050 ثمین دیدن فرمایند.
نکته شماره 1: از پیش برنامه ریزی کنید
با آزمایش چاپ سه بعدی برخی طرح ها می توانید اندازه دندان های خود را بررسی کنید
به منظور ایجاد موفقیت آمیز چرخ دنده های چاپ شده از ابتدا ، برخی از برنامه ریزی ها و آزمایش ها توصیه می شود.
ابتدا باید اهداف خود را مشخص کنید. این قطعات کجا نصب می شوند؟ آیا برای مدت کوتاهی استفاده می شوند یا طولانی؟ برای جایگزینی قطعات،از چه موادی برای قطعات اصلی استفاده شده است؟ همه این جنبه ها بر طرح و انتخاب مواد بیشتر تأثیر می گذارد و باید از ابتدا مورد توجه قرار گیرد.
1.چاپگر خود را آزمایش کنید
بسیار مهم است که محدودیت های چاپگر سه بعدی خود را از نظر اندازه دندانه بدانید. این چاپ سه بعدی آزمایشی چرخ دنده یک نقطه شروع عالی است. صحت آن را بررسی کنید و به یاد داشته باشید که از همان متریالی که قصد دارید برای چرخ دنده های نهایی استفاده کنید استفاده می کنید.
2.مسائل اندازه
هنگامی که می دانید چقدر کوچک می توانید پرینت کنید ، باید بدانید که چقدر بزرگ هم می توانید انجام دهید. چرخ دنده های بزرگتر به دندانه های بزرگتر با همان نسبت نیاز دارند. دندانه های بزرگتر نیز قوی تر هستند،و می توانند خطاهای تلرانس را بهتر کنترل کنند و پردازش پس از تولید راحت تری دارند.
در این مورد،از عرض قطعه،که "ارتفاع" یک چرخ دنده است،اگر آن را روی میز قرار دهید،آگاه باشید. اغلب با استفاده از قواعد مختلف تصویری،عرض چرخ دنده مستقیماً به قدرت چرخ دنده مربوط می شود و بنابراین باید به خوبی در نظر گرفته شود.
3.کوپلینگ شفت
در نهایت اتصال شفت را در نظر بگیرید. به این ترتیب چرخ دنده ها به هر شفتی که استفاده می کنید متصل می شوند.این رابط نقش اصلی را در انتقال حرکت ایفا می کند و به احتمال زیاد در طراحی سه بعدی شما نقطه شکست خواهد بود،زیرا شفت ها معمولاً از فلز به ویژه در موتورها ساخته می شوند.
یک اتصال غیر گرد مانند شش ضلعی،همراه با استفاده از بلبرینگ و دیگر پایه های دستگاه،جایگزین مناسبی خواهد بود.
نکته شماره 2: طراحی
مشخصات دندانه های چرخ دنده از درگیری حلقه ها ساخته شده است
نمونه اولیه چرخدنده های چاپ سه بعدی آسان است،اما چرخ دنده هایی با عملکرد خوب بستگی زیادی به برخی پارامترهای کلیدی دارند. طراحی دندانه مدرن یک رشته 100 ساله است که شامل فیزیک زیادی است. در حالی که تعداد زیادی سیستم دندانه وجود دارد،چرخ دنده حرکتی رایج ترین است.
در یک طراحی کلاسیک عالی،پارامترهای مهم شامل قطر ارتفاع،زاویه فشار،عرض قطعه،فاصله مرکز،مدول ها است ( لیست ادامه می یابد).
با این وجود ، اساسی ترین اصل در طراحی چرخ دنده این است که سطح درگیری بین دو دندانه در یک نقطه واحد اتفاق افتد. و این تنها با استفاده از مشخصات خاص دندانه که از حلقه های دایره ساخته شده است ، امکان پذیر است.
به راحتی می توانید مدل های دندانه با نرم افزار Fusion 360 بسازید
طراحی یک چرخ دنده سه بعدی از ابتدا به مدتی برای یادگیری پارامترهای چرخ دنده و استفاده از ابزارهایی مانند ژنراتور دندانه نیاز دارد. با این حال،ممکن است با استفاده از ابزارهایی مانند نرم افزار Spur Gear Fusion 360 راهی پیدا کنید که نیاز به دانستن چند پارامتر طراحی دارد. در غیر این صورت،طرح های ساده چرخ دنده برای پروژه های جدید را می توان از طریق منابع آنلاین مانند McMaster Carr ،3DContentCentral و GrabCAD تهیه کرد.
نکته 3: مواد
چرخ دنده های چاپ سه بعدی نمی توانند بارهای مشابه چرخ دنده های فلزی یا تزریقی را تحمل کنند
بیایید با آن روبرو شویم؛چرخ دنده های چاپ سه بعدی هرگز به اندازه قطعات تزریق شده یا ماشینکاری شده محکم یا بادوام نخواهند بود. با این حال،با توجه به طیف گسترده ای از پلاستیک های موجود برای چاپ سه بعدی،برنامه های زیادی وجود دارد که چاپ سه بعدی برای آنها می تواند مناسب یا حتی از نظر عملکرد عالی باشد.
از نظر دوام،نایلون اولین انتخاب است،به ویژه برای عملکرد بدون روغن کاری. اگرچه چاپ سه بعدی نسبتاً دشوار است،اما نایلون از قدرت و انعطاف پذیری لازم برای ساخت چرخ دنده های پلاستیکی با دوام بالا برخوردار است.
برای کاهش دردسر،متداول ترین مواد چاپ سه بعدی مانند PLA یا ABS نیز می توانند انتخاب های خوبی باشند. در واقع،Angus از کانال YouTube Maker’s Muse چندین ماده را برای استحکام چرخ دنده آزمایش کرد. نتایج وی نشان داد که مواد شیمیایی PLA،به ویژه BASF Ultrafuse PLA Pro 1 برتری شگفت انگیزی دارد. با این حال،توجه داشته باشید که آزمایشات استاتیک انجام شده نمی تواند دوام را ارزیابی کند.
نکته شماره 4: چاپ سه بعدی
تنظیمات مناسب چاپ سه بعدی می تواند چرخ دنده های محکم و آسان برای مونتاژ را تولید کند
سرانجام زمان آن رسیده است که ساخت چرخ دنده های خود را عملی کنید. در مورد چاپ سه بعدی چند نکته را باید در نظر گرفت:
1. جهت گیری
چرخ دنده ها را از روی عرض قطعه (ارتفاع قطعه) چاپ کنید. نحوه رسوب لایه ها در این جهت دندانه ها را محکم تر می کند.
2. تراز بد
مطمئن شوید که بد کاملا تراز داشته باشید. هنگام چاپ سه بعدی چرخ دنده ها به سمت پایین،هرگونه ناهمواری در بستر باعث ایجاد اعوجاج می شود که احتمالاً بر عملکرد تأثیر می گذارد.
3. ارتفاع لایه اول
تنظیمات خود را طوری تنظیم کنید که ارتفاع لایه اول مطلوب باشد. اگر نازل بیش از حد به بستر نزدیک باشد،اولین لایه خرد شده خارج می شود و انحرافاتی روی دندان ایجاد می کند که اجازه درگیری مناسب را نمی دهد. از طرف دیگر،استفاده از حالت رفت را در نظر بگیرید.
4. چاپ ناهنجاری ها
حذف لکه ها،رشته و اکستروژن بیش از حد. این نقص ها در سطح دندانه ها باعث می شود چرخ دنده ها به طور نامناسب کار کنند.
5. سایر تنظیمات اسلایسر
تنظیماتی را انتخاب کنید که قدرت بخش مورد نظر بیشتر باشد. به عنوان مثال،دمای نازل بالاتر باعث می شود لایه ها بهتر بچسبند.
چرخ دنده نهایی
چرخ دنده ها نسبتاً آسان برای چاپ سه بعدی هستند و می توانند اهداف سرگرم کننده یا کاربردی را ارائه دهند
چرخ دنده های چاپ سه بعدی بسیار امکان پذیر هستند و می توانند برای اهداف مختلف مناسب باشند. صرف نظر از استفاده نهایی،امیدواریم این راهنما اطلاعات کافی برای تشویق و کمک به شما در ساخت این اجزای مکانیکی کلاسیک ارائه کرده باشد.
ترجمه و جمع آوری : واحد تحقیق و توسعه خدمات پرینتر های سه بعدی ثمین samin3d