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「お父さん、役に立つもの作って!」で3Dプリンターでギアを作るよ!!「ストリング」を作ってみよう!!(その二)

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名称未設定-1前回のつづきなのですが、 娘に

「3Dプリンターで、なんか役に立つものを作って!!」

との事でしたので、紐を縒りよりっとする「ストリグ」を作っています。

設計図では、クランクを回したら、三か所のフック部分が同時に回転して紐を縒る機械です。

IMG_2043-630x300

ギアが必要だ!!

ギアを一から設計すると中々に難しいのです。

最も基本計の平歯車でも、インボリュート曲線という面倒くさい線画すること自体大変!!

式にするとこんな感じ・・・。

o(;△;)o

cbfce42190dc25a0b75b256ebc8801c9

金属で作るのだったら、力技でカクカクした歯車の歯でも良いのですが、

ご家庭用3Dプリンターで出力するギアは材料強度の関係上インボリュート曲線の歯が良いんですよ。

インボリュート曲線で構成されているギアは、力の伝達率が良いという特性が上げられます。

また、歯にかかる力が分散されるので、

ABS素材やPLA素材で作られた歯車の歯こぼれの危険を最小限にとどめます。

この刃こぼれ最小限という事が、ABS素材やPLA素材の歯車には必要なのです。

下のアニメーションで、青い線で描かれているベクトルが回転力の伝達ベクトルです。

ギアの歯の接触面が、回転力の伝達ベクトルに90度になるように引かれる曲線、

これがインボリュート曲線です。

Involute_wheel

インターネット上には、難しい事を簡単にしてくださる有志の方々がたくさんおられます。

なので、ご厚意に甘えてしまいます。

ありがとう!!

m(_ _;)m

名称未設定-1

3Dプリンターで平歯車を作ってみよう!!

上記のページでは、様々なパラグラフを入力して歯車のSTLデータを出力してくれます。

最初に、赤で囲っている平歯車のアイコンをクリックします。

名称未設定-1

最初にギアの直径を決めます。

平歯車の直径は、三か所あるのですが、今回は外周を入力します。

つまり、歯の一番高い場所から、反対の高い場所です。

この数字の単位はmmです。

名称未設定-1

親歯車を直径50mm、歯の数を40枚にしましょう。

pitchDiaemeter に50

Number of teeth に40

と入力します。

次にREFLECTEDをクリックすると、ギアが再線画されます。

名称未設定-1

平歯車の厚さを8mmに設定します。

パラグラフはthickness です。

単位はmmです。

thicknessに8と入力します。

次にREFLECTEDをクリックすると、ギアが再線画されます。

線画されているギアが5mmから8mmに再線画されます。

厚くなったことを確認しましょう。

名称未設定-1

二つの数字をメモしておこう!!

module: 1.25
circularPitch: 3.92

上記のmodule と circularPitch の二つの数字をメモしておきます。

次にCREATE STL をクリックすると STL DOWNLOAD と変化しますので、もう一度クリックします。

ギアのSTLデータがダウンロードされます。

名称未設定-1

ダウンロードされた平歯車のデーターを開いてみましょう。

最高だ!!

面倒くさいインボリュート歯車がこんなに簡単にできるなんて!!

ツールの作成者に感謝感謝!!

m(_ _)m

123D Designで開くとこんな感じ!!

名称未設定-1

二つ目の歯車を作ってみよう!!

二つ目の歯車の直径は3cmにしたいと思います。

入力するパラグラフは以下の通り。

  • pitchDiaemeter :30
  • module: 1.25
  • circularPitch: 3.92
  • thickness:8

上記の4箇所のパラグラフを入力するとギアの歯数が計算されて、24に変更されます。

大変便利だ!!

ヽ( ´¬`)ノ

module と circularPitch の2つのパラグラフは、ギアの歯の高さや噛み具合を調整するパラグラフなので、噛み合うギアは同じ数字でないといけない。

まぁ、ご家庭用の3Dプリンターの誤差は±0.3mm~±0.5mmぐらいなので、

この誤差を考えれば、少数点一位ぐらいの誤差ならばOKよ!!

(*^o^*)

また、ギア比を元にして歯車の数字を決める場合でも、同じようにしたらOKよ!!

名称未設定-2

早速テスト印刷!!

クオリティーが高く、印刷誤差化が少ないAFINIAで印刷すれば大丈夫!!

と分っていますが、今回もda Vinci 2.0 Duo で印刷してみます。

何事にもテストが必要だからね!!

da Vinci 2.0 Duo の出力性能でどこまで使えるギアが出力できるかのテストも兼ねています。

もっと頑張れ!!

僕のda Vinci 2.0 Duo!!

(*^o^*)

話を戻して・・・。

今回の印刷は、歯車なので刃こぼれが心配です。

 

充填率を上げて強度をつけたいところなのですが、

充填率を多くすると以下の問題が発生する可能性があります。

  • 印刷時間の長大化
  • PLA印刷の場合、収縮変形の危険性
  • 大量のフィラメントの消費

なので、今回はシェルのパラグラフ項目で処理します。

  • シェル → 太い

テスト印刷のパラグラフはこんな感じです。

名称未設定-1

40分ぐらいで出力が完了しました。

(*^o^*)

 

IMG_2127

 

噛み具合も中々良い様だ!

ヽ( ´¬`)ノ

da Vinci 2.0 Duo 頑張ればできるじゃん!!

 

 

 

 

 

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