我不知道与你的空闲时间你做什么,但是,不加以干涉,我经常发现自己尝试编写一些几何。现在,我通常在3 d打印一些情妇的抽象数学没有业务被投射到我们默认3 d欧几里德几何的世界。然而,每隔一段时间,我做一些可能会有用。
一个特别的问题让我走上的道路工程与特别丰硕成果:一个人怎么能产生一个环组成的奇数变成齿轮吗?如果你长大乐高你可能已经了解这个问题。你可以把四个齿轮进入一个循环,或六个齿轮,他们会很好。这是因为有一个偶数。数为奇数的齿轮,他们就会锁定你。这是有意义的。你实际上是要求所有的齿轮都同时顺时针和逆时针转。这是一个艰巨的任务。
但是如果你可以许多齿轮的一个循环,每一个都有轻微的扭曲,这将增加到一半,像一个莫比乌斯带?这应该工作,如果你能找到合适的弯弯曲曲的齿轮。我从来没有觉得我完全理解齿轮几何无论如何,所以我掸尘Shigley并开始打字了代码在我最喜欢的原型工具:SpaceClaim的API。
第一步是生成一个基本的齿轮,这仅仅是一个挤压如果你可以产生正确的配置文件。原来有很多与齿轮摆摆手,是几何的细微差别产生的制造过程(被称为“滚齿机”)。第一原则Shigley走过去,但是他只做了必要的理论就一个近似图。的美国设备制造商协会想要很多的钱供他们参考文档。因为我是廉价的,也许有点固执。我决定要休息了自己工作。
我只是复制Shigley尽我所能力:
尽管教科书齿轮运转渐开线表面,他们离开了我需要的东西。的齿顶高和齿根不完全匹配。对于真正的齿轮,你想要一个缺口来处理机器crud和其他碎屑,但我想做齿轮,网状。这是一个近距离的两个大小不同的齿轮之间的完美的齿轮几何:
一旦你有配置文件,创建螺旋齿轮和锥齿轮(和螺旋锥齿轮)很简单。这是一个特别引人注目的结果:
我解决螺旋齿轮。虽然他们看起来很像螺旋齿轮,他们由滑动和旋转运动驾驶在同一时间。蜗杆齿轮可能是最常见的已知类型的螺旋齿轮。这些允许扭曲,这正是我们需要实现一个莫比乌斯配置。这里有一个例子与不同数量的螺旋齿轮的牙齿。
文献有时会引用一个异国情调的齿轮类型、准双曲面。这些是罕见的零件目录,因为他们很难生产,但他们有时在专业产品,如汽车变速器的输出轴。他们之间也允许扭轴,但与螺旋齿轮,他们保持联系在整个牙齿的长度。很多搜索之后,我很难想出一个好的描述在文献中,所以我自己最后的细节。这是一个结果。很难相信它工作,但是它:
在这一点上,我的基地。我也意识到我有技术使任何两个轴之间的一对齿轮:平行轴直齿圆柱齿轮,相交轴锥齿轮,和斜轴有准双曲面螺旋齿轮作为一个简单的生产版本的准双曲面。
下一步是要安排这些莫比乌斯带。虽然我是自顶向下设计的粉丝,这是一个极好的机会玩一个自底向上的方法。我创建了一个匹配的一对准双曲面45°的扭曲,就开始组装。一会儿,我结束了这个:
https://欧洲杯足彩网www.cn-bologna.com/library/11-gear-Mobius地带
我分享它,因为我想其他工程师会发现它很酷,但是我不满意是因为缺乏对称性。这只是一个粗糙的麦芽浆的齿轮。虽然我已经征服了我最初的挑战,结果似乎代价和不雅。GrabCAD社区中的一些人试着3 欧洲杯足彩网d打印它,但与消费者的打印机有问题。我产生一个可行的,对称9-gear概念,但感觉太简单和无聊的,所以我没有进一步追求它。
然后,神奇的事情发生了:我加入了GrabCAD团队。欧洲杯足彩网我很快就觉得我可以做得更好比原有的模式——一种感觉放大不是微不足道的评论建议的改进。我觉得不得不回应。GrabCA欧洲杯足彩网D Makerbot复制因子2,所以我开始重新设计,就可以选择打印机的公差和材料。
我最大的担忧是电枢,这将需要大量的支持,必须抓住公差在很长一段距离。为了解决这个问题,我决定使电枢模块化,这样我就可以打印大量的小部件。快速计算告诉我,会有大量的自由度的运动,但我不能完全想象它如何工作。这是一个组装的第一天,在被打破:
GrabCAD的模型,说明自己做:欧洲杯足彩网
https://欧洲杯足彩网www.cn-bologna.com/library/11-gear-Mobius -strip-v2-public
一个伟大的工作,但目前需要大量昂贵的小麦克马斯特的球轴承。去年我做了一个重新设计的节日礼物,使用洗衣机和衬垫、适合SLS印刷:
https://欧洲杯足彩网www.cn-bologna.com/library/11-gear-Mobius -v3-1
这是关于这个项目今天休息。什么开始作为一个温和的尝试了解渐开线曲线成为工程的旅程。我当然远未完成。这是一个粗略的待办事项清单项目。
- 用填充度规紧固件创建版本
- 创建的3 d打印版本Stratasys公司FDM和Polyjet打印机所以不需要组装。
- 动画CAD模型,展示了极向旋转。取代红色生产齿轮GrabCAD新动画。欧洲杯足彩网
- 创建一个版本与电机和控制器嵌入到每一个齿轮。使用遗传算法使它成为一个远程控制的疯狂机器,实际上可以引导。
- 港口齿轮生成器代码WebGL所以任何人都可以做,3 d打印自己的齿轮吗?
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每个类的技术经历了一个时代的创新和破坏。对于PDM系统,我们在今天这样一个时代。生命周期的见解的首席分析师乍得杰克逊放在一起完美的买家指南帮助你权衡选择。