Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и виды автомобильных шин

Устройство и виды автомобильных шин

Одним из основных элементов автомобильного колеса является шина. Она устанавливается на диск и обеспечивает стабильный контакт автомобиля с дорожным покрытием. В процессе движения автомобиля шины поглощают возникающие вибрации и колебания, вызванные неровностями дороги, что обеспечивает комфорт и безопасность пассажиров. В зависимости от условий эксплуатации шины могут изготавливаться из различных материалов со сложным химическим составом и определенными физическими свойствами. Шины могут также отличаться рисунком протектора, обеспечивающего надежное сцепление с поверхностями с различным коэффициентом трения. Зная устройство шин, правила их эксплуатации и причины преждевременного износа, вы сможете обеспечить долгий срок службы резины и безопасность вождения в целом.

Функции шины

К основным функциям автомобильной шины относятся:

  • гашение вибраций колес от неровностей дорожного покрытия;
  • обеспечение постоянного сцепления колес с дорогой;
  • снижение расхода топлива и уровня шума;
  • обеспечение проходимости автомобиля в сложных дорожных условиях.

Устройство автомобильной шины

ustroystvo_shiny

Конструкция шины достаточно сложная и состоит из множества элементов: корда, протектора, брекера, плечевой зоны, боковины и борта. Поговорим о них подробнее.

Основой шины является каркас, состоящий из нескольких слоев корда. Корд – прорезиненный слой ткани из текстильных, полимерных или металлических нитей.

Корд натянут по всей площади шины, т.е. радиально. Существуют радиальные и диагональные шины. Наибольшее распространение получила радиальная шина, т.к. она характеризуется наиболее долгим сроком эксплуатации. Каркас в ней более эластичный, за счет чего уменьшается теплообразование и сопротивление качению.

Диагональные шины имеют каркас из нескольких слоев корда, расположенных перекрестно. Эти покрышки отличаются невысокой ценой и имеют более прочную боковину.

Протектор

Наружная часть покрышки, непосредственно контактирующая с дорожной поверхностью, называется “протектор”. Главным его предназначением является обеспечение сцепления колеса с дорогой и защита его от повреждений. Протектор влияет на уровень шумности и вибрации, а также определяет степень износа шины.

risunok protektora

Конструктивно протектор представляет собой массивный слой резины, имеющий рельефный рисунок. Рисунок протектора в виде канавок, борозд и выступов обуславливает способность шины работать в определенных дорожных условиях.

Брекер

Слои корда, расположенные между протектором и каркасом, называются “брекер”. Он необходим для улучшения взаимосвязи между этими двумя элементами, а также для предотвращения отслоения протектора под действием внешних сил.

Плечевая зона

Часть протектора, находящаяся между беговой дорожкой и боковиной, называется “плечевая зона”. Она усиливает боковую жесткость шины, улучшает синтез каркаса с протектором, берет на себя часть боковых нагрузок, передаваемых беговой дорожкой.

Боковины

Боковина – прослойка резины, являющаяся продолжением протектора на боковых стенках каркаса. Она ограждает каркас от влаги и механических повреждений. На нее наносится маркировка шин.

Боковина заканчивается бортом, служащим для ее крепления и герметизации на ободе колеса. В основе борта находится нерастяжимое колесо из стальной обрезиненной проволоки, придающее прочность и жесткость.

Виды шин

Шины можно классифицировать по нескольким параметрам.

Сезонный фактор

leto_i_zima

По сезонному фактору различают летние, зимние и всесезонные шины. Сезонность шины определяется по рисунку протектора. На летней резине отсутствует микрорисунок, зато присутствуют ярко выраженные бороздки для стока воды. Это обеспечивает максимальное сцепление колес с асфальтом.

Зимние шины от летних можно отличить по узким канавкам протектора, которые позволяют резине не терять свою эластичность и хорошо держать машину даже на обледенелой дороге.

Существуют и так называемые “всесезонные шины”, о плюсах и минусах которых можно сказать следующее: они одинаково хорошо показывают себя как в жару, так и в холод, однако обладают весьма средними эксплуатационными характеристиками.

Способ герметизации внутреннего объема

По этому показателю различают “камерные” и “бескамерные шины”. Бескамерные шины – это шины, имеющие только покрышку. В них герметичность достигается за счет устройства последней.

Внедорожные шины

Этот класс шин отличается повышенной проходимостью. Резина характеризуется высоким профилем и глубокими канавками протектора. Подходит для езды по глинистым и грязевым участкам, крутым склонам и прочему бездорожью. Но на этой резине не получится развить достаточную скорость на ровной дороге. В обычных условиях эта шина плохо “держит дорогу”, в следствие чего снижается безопасность движения, а протектор быстро изнашивается.

Рисунок протектора шин

risunok_protektora

По рисунку протектора различают шины с ассиметричным, симметричным и направленным рисунками.

Читайте так же:
Как сделать генератор переменного тока своими руками

Симметричный рисунок наиболее распространен. Параметры шины с таким протектором наиболее сбалансированы, а сама шина в большей степени приспособлена для эксплуатации на сухой дороге.

Наивысшие эксплуатационные свойства имеют шины с направленным рисунком, который придает покрышке устойчивость к аквапланированию.

Шины с ассиметричным рисунком реализуют в одной покрышке двойную функцию: управляемость на сухой дороге и надежность сцепления на мокром дорожном покрытии.

Низкопрофильные шины

Этот класс шин разработан специально для скоростного движения. Они обеспечивают быстрый разгон и уменьшают тормозной путь. Но, с другой стороны, эти шины не отличаются плавностью хода и характеризуются шумностью при движении.

Слики

Слики – еще один класс шин, который можно выделить отдельной. Чем отличаются слики от остальных шин? Абсолютной гладкостью! Протектор не имеет ни канавок, ни бороздок. Слики хорошо себя показывают только на сухой дороге. Используются в основном в автоспорте.

Износ автомобильных шин

В процессе движения автомобиля шина подвергается постоянному износу. Износ шины сказывается ее эксплуатационных показателях, в том числе и на длине тормозного пути. Каждый дополнительный миллиметр износа протектора увеличивает длину тормозного пути на 10-15%.

Важно! Допустимая глубина протектора для зимних шин составляет 4 мм, а для летних – 1,6 мм.

Виды износа шин и их причины

Для наглядности виды и причины износа шин представим в виде таблицы.

Вид износа шиныПричина
Износ протектора посередине покрышкиНеправильное давление воздуха в шине
Трещины и выпуклости на боковой стенке шиныУдар шины о бордюр или яму
Износ протектора по краям покрышкиНедостаточное давление в шинах
Плоские пятна износаОсобенности вождения: резкое торможение, занос или ускорение
Односторонний износНеправильный сход-развал

Проверить износ шин можно визуально при помощи индикатора уровня износа шин, представляющего собой участок протектора, отличающийся от его основы размерами и формой.

indikator_iznosa

Индикатор износа шин может быть:

  • классическим – в виде сепаратного протекторного блока высотой 1,6 мм, расположенного в продольной канавке шины;
  • цифровым – в виде выдавленных в протекторе цифр, соответствующих определенной глубине протектора;
  • электронным – одна из функций системы контроля давления в шинах.

Деревянное колесо

koleso_gl

Нам повезло – настоящее колесо от телеги мы смогли раздобыть. Но одного оказалось мало – колёса удачно вписываются в дизайн дачного участка. Поэтому мы решили попробовать сделать ещё одно деревянное колесо своими руками. Если получится – можно потом и тележку декоративную построить, и люстру оригинальную смастерить.

Итак, посмотрели на старинный экземпляр и принялись за работу.

ДЕРЕВЯННОЕ КОЛЕСО СВОИМИ РУКАМИ

Начнём с изготовления ступицы. Это самый сложный элемент изделия. В домашних условиях его сможет сделать только очень опытный мастер. Мы пошли простым путём: взяли деревянный брусок размером 10 на 10 см, длиной 60 см и отправились к токарю. Хорошо, что остались ещё люди, обладающие такой профессией. Из этого бруска нам выточили 6 круглых болванок, похожих на хоккейные шайбы, диаметром 9,5 см, шириной 8 см. Внутри просверлили отверстие диаметром 5 см – ступица готова. Конечно, это именно декоративная ступица – чтобы надеть её на ось, нужно было бы вытачивать специальные выступы. Но такой цели не стояло, деревянное колесо нужно для украшения участка .

brusok

На следующем этапе мы сделали чертёж деревянного колеса в натуральную величину. На миллиметровую бумагу перенесли размер ступицы, определили диаметр изделия – 60 см, количество спиц выбрали 8. Нарисовали всё на бумаге и замерили размеры получившихся деталей.

chertez

Приступим к изготовлению спиц. На чертеже они получились равными 19 см. Возьмём деревянный брусок размером 5 на 5 см и отрежем от него 8 частей длиной 23 см. По два см с каждой стороны мы оставим на шканты, с помощью которых соединим спицу со ступицей и косяком колеса. Обработаем бруски рубанком, придав им товарный вид.

spicy

Теперь сделаем на спицах шканты. С каждой стороны бруска отметим по 2 см и ножовкой сделаем пропилы по 1,5 см. Острым ножом срежем лишнюю древесину и оформим выступы цилиндрической формы диаметром 2 см.

spica

Чтобы придать деревянному колесу хоть какой-нибудь дизайн, обработаем спицы фрезерным станком. Закрепим брусок на табуретке с помощью струбцины и срежем кромки с четырёх сторон.

frezer

Следующий шаг – изготовление так называемых косяков деревянного колеса. Согласно чертежу, их у нас будет 8 штук. Возьмем белый лист бумаги и перенесём на него рисунок одного косяка. Это будет шаблон.

kosyak

Подберём доску толщиной 5 см. Ширины доски должна быть не меньше длины косяка. Приложим лист с рисунком к доске и обведём чертёж карандашом, прикладывая небольшое усилие. Можно воспользоваться копировальной бумагой, но в нашем случае мы обошлись без неё. Убрав листок, обведём контур косяка, отпечатавшийся на доске. Электролобзиком аккуратно выпилим 8 штук и обработаем их шлифовальной машиной.

kosyaki

Косяки имеют сложную геометрическую форму, качество их изготовления напрямую влияет на внешний вид деревянного колеса. В идеале все 8 штук должны быть идентичными.

Теперь нужно подготовить косяки к соединению со спицами. Для этого в нижней плоскости изделия в центре пересечения двух диагоналей просверлим отверстие диаметром 2 см и глубиной тоже 2 см.

otverstiya_v_kosyake

С помощью транспортира разметим ступицу на 8 равных частей и тоже просверлим 8 отверстий диаметром 2 см.

stupica

Дальше проводим примерку деревянного колеса. Вставим спицу в косяк, потом в ступицу и соединим все части между собой. Меняя элементы местами, нужно добиться, чтобы изделие выглядело ровным и все детали подходили друг к другу. На этом этапе проводим окончательную доводку элементов: подтачиваем, подпиливаем, рассверливаем.

primerka

Убедившись, что все детали подходят друг к другу, пронумеровываем их, чтобы не перепутать, и начинаем сборку. Соединяем элементы при помощи мебельного клея.

sborka

Косяки, чтобы колесо было прочным, закрепляем между собой при помощи мебельных шкантов. Для этого просверливаем в боковых гранях отверстия, вставляем в них шкант и соединяем детали между собой.

schkanty

Не спеша, собираем деревянное колесо. К сожалению, отсутствие опыта сказалось на сборке – косяки не замкнули окружность, не хватило 2 см. Всё-таки при их выпиливании нужно быть более точным. Пришлось вырезать деревянный клин по размеру, намазать его мебельным клеем и закрепить струбциной на сутки.

klin

Дальше шлифовальной машиной уберём все выпуклости, сделаем колесо от телеги ровным и гладким. Щели можно замазать герметиком по дереву.

koleso_sobrali

Деревянное колесо готово к покраске. Мы своё изделие обработали сначала чёрной морилкой, состарив его, а в завершении покрыли двумя слоями бесцветного лака.

krasim

Чтобы колесо со временем не рассохлось, скрепим его жестяной лентой, прикрутив её на саморезы.

obruch

Деревянное колесо от телеги готово. Поставим его к декоративному забору . Учитывая совершённые ошибки, со временем можно сделать своими руками ещё несколько штук – место применения для них всегда найдётся. Если статья понравилась, поделитесь ей в соцсетях.

Червячное зубчатое колесо

колесо червячное

Червячные зубчатые передачи – эффективные элементы в различных конструкциях современного оборудования, узлов и механизмов. Используют их в создании от точных приборов до энергоустановок, транспортных средств. Элементы передачи – зубчатое колесо и специальный шпиндель. Применяется узел для распределения вращательного движения между осями валов. Передача позволяет изменять вращение на поступательное движение. Преобразовывать крутящий момент и обороты шпинделей в более эффективные для работы оборудования. Основной элемент в таких узлах червячная шестеренка имеющая различные конфигурации.

червячное колесо основные данные

Основные данные

Червячное зубчатое колесо является главной деталью передачи. Представляет собой диск конической, цилиндрической формы с расположенными на верхней его плоскости зубьями. При помощи последних во время вращения выполняется зацепление зубчатого колеса с червяком, что позволяет переносить вращательный момент от вала с шестерней на другой шпиндель.

Зубья одного элемента толкают аналоги на другом, которые приводят в действие свою ось. Вал, на котором находится червяк, начинает совершать вращение, передавать движение к другим элементам конструкции. Прибор или установка начинают функционировать и выполнять свои задачи.

Конструкция

Колеса с зубьями конструкционно могут представлять собой следующие формы:

  • диск;
  • обод со спицами, крепящимися к расположенной в центре него втулке;
  • цельный цилиндр.

По внешнему периметру в различном количестве, в зависимости от диаметра червячного колеса, сделаны выемки. Конфигурация наружной поверхности напоминает форму зубов, поэтому и получила название зубчатое колесо. Параметры червячных передач указаны нормами по ГОСТ 2144-76

Назначение зуборезных работ: виды, описание

Внутри шестерни, строго по центру находится отверстие, предназначенное для крепления колеса к рабочему валу. Для создания надежного сцепления между ними предусмотрена специальная выемка для крепежной шпильки. Она же позволяет при износе зубьев быстро сменить вышедшую из строя шестерню на новую.

Чертежи конструкции зубчатое колесо бывают нередко довольно сложными. В них могут быть следующие элементы:

  • отверстие для вала;
  • ступица;
  • шпоночный паз;
  • диск;
  • обод;
  • ножка зуба;
  • зуб;
  • головка зуба;
  • образующая делительного цилиндра;
  • окружность впадин;
  • делительная окружность;
  • окружность зубьев.

Варианты конструкций могут быть самые разнообразные. Производители изготавливают шестерни для червячных передач различных типов. Но во всех модификациях выделяют три основных компонента. Первый, зубчатый венец, являющийся главным элементом, на который приходится вся нагрузка при работе. Второй компонент – расположенная в центре диска ступица, со сквозным отверстием для крепления вала. Форма последнего может быть следующих видов:

  • цилиндрическая;
  • квадратная;
  • многоугольная.

Третьим общим компонентом для зубчатых колес является диск. С целью экономии металла при производстве изделий у него толщина меньше, чем у обода, ступицы. Нередко в диске сделаны с той же целью отверстия, различного диаметра, форм.

Материалы изготовления

червячное колесо из бронзы

Редукторная червячная передача имеет характерное для нее повышенное заедание, износ рабочих поверхностей. Это происходит из-за неблагоприятных условий функционирования узла. В следствии не образования масляного клина в точке полюса зацепления. Для повышения износостойкости, исключения заедания конструкции изготавливают из металлов с высокими антифрикционными свойствами.

В производстве червячных колес используют следующие сплавы:

  • высоко-, мало-оловянистую бронзу;
  • мягкие серые чугуны;
  • латунь;
  • безоловьянистую бронзу.

Из расчета экономии металла червячное колесо конструируют составным. Венец выполняют из латуни или бронзы. Центральную часть шестерни из стали, чугуна. Конструкции могут быть следующих видов:

  • бандажированные;
  • выполненные на болтах;
  • биметаллические.

В первом случае бронзовый венец с натягом устанавливается на центр колеса. Дополнительно закрепляется винтами, от 3 до 8 штук. В болтовой конструкции у венца имеется фланец с отверстиями. В них без зазора устанавливаются от 4 до 8 призонных болтов для крепления к центру колеса. В серийном производстве чаще используют биметаллический способ изготовления шестерней. В форму предварительно устанавливается центр колеса, а затем заливается расплавленный металл. Подбирают материал венца для червячного колеса в зависимости от условий эксплуатации, необходимой износоустойчивости изделия. Бронза стоит дороже стали, поэтому полностью из нее делают комплектующие размером до 16 сантиметров.

Классификация

Зубчатые колеса червячных передач подразделяются на разновидности по следующим признакам:

  • направление витка передачи, правые или левые;
  • конфигурация нити червяка: конволютные, архимедовы, нелинейные;
  • форма наружной поверхности: глобоидные и цилиндрические;
  • профиль зуба: прямые, роликовые, вогнутые;
  • расположение червяка по отношению к колесу: нижние, боковые, верхние;
  • тип зуба: полные с непрерывным вращением, зубчатые секторные.

При вогнутой поверхности у ведущих элементов узла возрастает количество в одновременном зацеплении зубьев. Это повышает мощность, КПД червячной передачи. Глобоидные модификации сложны в изготовлении. При вогнутой наружной плоскости витки строго одинаковой высоты. Для скоростных передач оптимально верхнее размещение червяка. При необходимости компактного узла рациональным станет боковое положение. Если в устройстве картерный метод смазки, то для оборудования наиболее подходящая передача с нижним размещением червяка в узле.

Достоинства и недостатки

достоинства и недостатки червячных колес

В сравнении с аналогами, имеющими другие конструкционные исполнения по действию, червячные зубчатые колеса более популярны. Узлы передачи выдают более высокий крутящий момент. При движении резьба червяка передвигается вдоль оси, что подталкивает и направляет зубы колеса в нужном направлении.

Основные достоинства зубчатых червячных колес следующие:

  • компактные размеры, удобная сборка;
  • высокий уровень передаточных чисел, 8-80, иногда до 100;
  • бесшумная работа узла;
  • плавный ход;
  • система самоторможения.

Высокий уровень передаточных чисел позволяет увеличивать возможности снижения частоты вращения, возрастания крутящего момента. В узле колеса обеспечивают высокий уровень сцепления, что исключает шумы.

Пара червяк и червячное колесо обладает плавным ходом, способна вращаться в обеих направлениях. Позволяет производить наиболее плавное торможение при работе. При остановке движения передачи система самоторможения производит замедление скорости ведущего вала до полного стопа.

К недостаткам червячных зубчатых колес в редукторах относят следующие минусы:

  • высокое трение вызывающее низкий КПД из-за повышенных параметров передаточного соотношения, энергетические потери;
  • при избытке кинетической энергии и невозможности ее полной передачи возникает перегрев узла;
  • заметный люфт выходных валов, возрастающий при интенсивной эксплуатации;
  • относительно недолгий срок эксплуатации, в среднем до 10 тыс. часов.

Применение

Используют цилиндрическое червячное колесо в редукторах, механизмах и оборудовании, где небольшие скорости. Основные области применения:

  • производство червячных редукторов;
  • на различных типах лебедок;
  • в грузоподъемных механизмах;
  • в пассажирских, грузовых лифтах;
  • в механизмах управляющих рулем;
  • производство корректировки в станках с ЧПУ;
  • в качестве доводчиков рабочих инструментов в различном оборудовании;
  • сфера приборостроения.

Изделия обеспечивают высокую точность перемещения, могут само-тормозиться. Червячный механизм с зубчатым колесом, при своих компактных размерах, может заменить редуктор с несколькими ступенями. Передаточное число достигает значения 100 и выше. В процессе работы узел требует интенсивного охлаждения, смазки для предотвращения перегрева, выхода из строя.

Технология нарезки червячных зубчатых колес

изготовление червячного колеса

Модель червячных шестерней создается в процессе проектирования изделия. Исходя из схемы можно определить метод нарезки:

  • торцевой;
  • подача фрезы снизу.

Торцевое нарезание червячных колес требует инструмента полностью аналогичного червяку. Устройство позволяет вести обработку с высокой точностью. Вставлять фрезу снизу сложно. Нужно чтобы ее положение относительно вала точно соответствовало червяку.

На венце нарезка зубьев выполняется фрезами, имеющими наружный диаметр одинаковый с червяком. Инструмент повторяет форму ведущего элемента, но линия не непрерывная, вместо нее ряды резцов.

По конфигурации режущая пластина должна точно повторять резьбовую нитку, при этом она должна быть шире на величину зазора. В итоге форма червячного колеса высокоточно аналогична форме резьбы. Ее впадины полностью совпадают с выступами нитей.

Выставление фрезы выполняется в осевой плоскости червяка с прикосновением к поверхности изделия. Вращение зубчатого венца происходит вокруг собственного вала или вертикальной оправки. Это обеспечивает тангенциальную подачу внешней поверхности по оси резца.

Нарезка червячных зубчатых колес выполняется в синхронном передвижении детали и инструмента, оборачивающихся вокруг собственных осей. Скорость вращения устанавливается передаточным числом. Каждый оборот венца подвигает его ближе к крутящейся фрезе.

Режущий инструмент подают как сверху, так и снизу. На практике предпочтение отдают радиальной нарезке. Метод самый удобный и высокоточный.

Ремонтная нарезка выполняется при необходимости сделать одну деталь для замены в редукторе. В мастерских не всегда можно найти фрезу необходимого диаметра. При применении большего инструмента прилегание станет хуже, уменьшится пятно контакта. Нарезка фрезой меньшего диаметра увеличит нагрузку на верхнюю часть нити. В обоих случаях отремонтированное таким образом колесо будет иметь высокий износ, трение. КПД при этом также упадет. Поэтому выполнять нарезку необходимо резцами с точно совпадающим диаметром.

Почему вам стоит обращаться в нашу компанию

Наша компания работает на своих станочных мощностях, что позволяет выполнять работы не только быстрее посредников, но и с более выгодными условиями на изготовление червячных зубчатых колес.

Работаем с любыми видами стали:

  • Черные виды сталей;
  • Цветные стали;
  • Нержавеющие стали;
  • Чугун.

Мы оказываем полный спектр услуг по металлообработке на современном, точном оборудовании с помощью качественного режущего инструмента, что позволяет нашим специалистам получать максимальной точности детали с чертежом заказчика.

Шестерёнка — методика построения для любой CAD системы

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Про моделирование и печать шестеренок здесь написано достаточно. Однако, большинство статей предполагают использование спец. программ. Но, у каждого пользователя есть своя «любимая» программа для моделирования. Кроме того, не все хотят устанавливать и изучать дополнительный софт. Как же моделировать профиль зуба шестерни в программе, где не предусмотрено вычерчивание эвольвентного профиля? Очень просто! Но муторно… 🙂

Нам понадобится любая программа, которая может работать с 2D графикой. Например, ваша любимая программа! Она работает с 3D? Значит и с 2D сможет! 😉 Строим профиль эвольвентного зуба без коррекции. Если кому-то захочется построить корригированный зуб, он может с этим разобраться самостоятельно. Информации полно — и в интернете, и в литературе. Если в вашей шестеренке зубьев больше 17-ти, то вам коррекция не понадобится. Если же зубьев 17 или меньше, то без коррекции возникает «утоньшение» ножки зуба, а при чрезмерной коррекции возникает заострение вершины зуба. Что выбрать? Решать вам.

Определяем делительную окружность шестерни. Зачем это нужно? Чтобы определить межосевое расстояние. Т.е. где у вас будет располагаться одна шестерня, а где другая. Сложив диаметры делительных окружностей шестеренок и разделив сумму пополам, вы определите межосевое расстояние.

Чтобы определить диаметр делительной окружности нужно знать два параметра: модуль зуба и количество зубьев. Ну, с количеством зубьев – тут всем все понятно. Количеством зубьев на одной и другой шестерне определяется нужное нам передаточное отношение. Что такое модуль? Чтобы не связываться с числом «пи», инженеры придумали модуль. 🙂 Как вы знаете из курса школьной математики: D= 2 «Пи» R. Так вот, что касается шестеренок, там D = m* z, где D – это диаметр делительной окружности, m – модуль, z – количество зубьев. Модуль – величина, характеризующая размер зуба. Высота зуба равна 2,25 m. Модуль принято выбирать из стандартного ряда величин: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32 (ГОСТ-9563). Можно ли придумать «свой» модуль? Конечно! Но ваша шестеренка будет нестандартная! 😉

Чертим делительную окружность. У кого нет подходящей «проги», чертит на бумаге, фанере или металле! 🙂 От делительной окружности «откладываем» наружу на величину модуля (m) окружность вершин зубьев. Внутрь откладываем модуль и еще четверть модуля (1,25 m) — получаем окружность впадин зубьев. Четверть модуля дается на зазор между зубом другой шестерни и впадиной этой шестерни.

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

Строим основную окружность. Основная окружность – это окружность, по которой «перекатывается» прямая линия, своим концом вычерчивая эвольвенту. Формула для расчета диаметра основной окружности очень простая: Db = D * cos a, где а – угол рейки 20 градусов. Эта формула нам не нужна! Все гораздо проще. Строим прямую линию через любую точку делительной окружности. Удобнее взять самую высокую точку, на «12 часов». Тогда линия будет горизонтальная. Повернем эту линию на угол в 20 градусов против часовой стрелки. Можно ли повернуть на другой угол? Думаю, можно, но не нужно. 🙂 Кому интересно, ищем в литературе или интернете ответ на вопрос.

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

Прямую линию, которую мы получили, будем поворачивать вокруг центра шестерни маленькими угловыми шагами. Но, самое главное, при каждом повороте против часовой стрелки будем удлинять нашу линию на длину той дуги основной окружности, которую она прошла. А при повороте по часовой стрелки наша линия будет укорачиваться на ту же величину. Длину дуги или мерим в программе, или считаем по формуле: Длина дуги = (Пи * Db * угол поворота (в градусах)) / 360

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

«Прокатываем» прямую линию по основной окружности с нужным угловым шагом. Получаем точки эвольвентного профиля. Чем точнее хотим строить эвольвенту, тем меньший угловой шаг выбираем.

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

К сожалению, в большинстве программ автоматического проектирования (CAD) не предусмотрено построение эвольвенты. Поэтому эвольвенту строим по точкам либо прямыми, либо дугами, либо сплайнами. При построении эвольвента заканчивается на основной окружности. Оставшуюся часть зуба до впадины можно построить дугой того же радиуса, который получается на трех последних точках. Для 3D печати я рисовал эвольвенту сплайнами. Для лазерной резки металла мне пришлось рисовать эвольвенту дугами. Для лазера нужно создать файл в формате dwg или dxf (для некоторых, почему-то, только dxf). «Понимает» лазер только прямые, дуги и окружности, сплайны не понимает. На лазере можно сделать только прямозубые шестерни.

Делим окружность на такое количество частей, которое в 4 раза больше количества зубьев шестерни. Эвольвенту отзеркаливаем относительно оси зуба и копируем с поворотом нужное количество раз.

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

Чтобы получить шестерню в объеме, то задаем толщину и получаем прямозубую цилиндрическую шестерню:

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

Если нужна косозубая шестерня, то вводим наклон зубьев и получаем:

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

Для получения шевронной шестерни, нужно отзеркалить косозубую шестерню относительно нужной торцевой поверхности:

Шестерёнка - методика построения для любой CAD системы

Как смоделировать коническую шестерню, придумайте сами. 🙂

К вопросу о точности шестеренок. Те шестеренки, которые я распечатал на 3D принтере, сначала вращались, издавая легкое поскрипывание. Прошло некоторое время, и звук прекратился. Шестеренки «притерлись». 🙂

После модернизации принтера, шестеренки не печатал. Возможно, сейчас они напечатаются более точно, и не будут скрипеть.

Для вакуумной машины смоделировал пару – «шестерня-рейка». Их вырезали на лазере:

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector