Эксцентриковый редуктор с высоким передаточным числом 12...

Это проект коробки передач, напечатанной на 3D-принтере, с безумно высоким передаточным числом всего в одной ступени.

Первоначально он был разработан как приводной двигатель телескопа, который не нуждается в микрошаговом режиме и поэтому предназначен для двигателя NEMA 17.

ВНИМАНИЕ: я еще не распечатывал эту коробку передач. Еще могут быть проблемы с допусками или сборкой.

Необходимые детали
4x626 подшипников
1x6202 подшипник
1 болт M3x20
Как это работает

Конструкция этого редуктора представляет собой модификацию планетарного редуктора. Входная солнечная шестерня заменена полой, а ступенчатые сателлиты сведены к одной с почти таким же количеством зубьев, как и у коронных шестерен. При этом передаточное число пропорционально числу зубьев одной из шестерен (число почти одинаковое для каждой) в квадрате.

Хотя безумные передаточные числа, достижимые с помощью этой конструкции, кажутся очень желательными, в большинстве случаев она непригодна для передачи мощности. Эффективность настолько плоха, что почти вся энергия тратится внутри. Входной крутящий момент не сильно отличается от выходного, а коробка передач напоминает сцепление.

Редукторы циклоидального и гармонического привода представляют собой кинематически эквивалентные усовершенствования этой конструкции. В гармоническом приводе генератор волн вместо эксцентрикового вала работает вместе с упругой планетарной системой, чтобы обеспечить более высокий коэффициент контакта и ус��ранить весь люфт.

Циклоидные редукторы повышают эффективность за счет устранения всех скользящих контактов с помощью подшипников. Это делает их управляемыми задним ходом, чего нет в этой коробке передач.

Более подробную информацию об этом типе редукторов с высоким передаточным числом можно найти на моем сайте.

ЗАДАЧА:
распечатать и собрать
испытание на прочность
точность и эффективность испытаний
Настройки печати

Бренд принтера:

ЭЛЕГОО

Принтер:

ЭЛЕГОО МАРС

Поддерживает:

Да

Примечания:

Этот редуктор очень маленький, с зубьями модуля 0,5. Поэтому желательно распечатать его на полимерном принтере. Кроме того, допуски должны быть низкими.
Чтобы расположить детали, их следует распечатать вертикально на рабочей пластине, при этом ось симметрии совмещена с осью Z. Постарайтесь сохранить регионы, которые должны быть очень точными, например. муфты вала сверху. Я не печатал их прямо на сборочной пластине, а использовал подставки.

Для некоторых деталей, таких как зубчатый венец и корпус, это может вызвать проблемы с разделением слоев из-за эффекта присоски. Моим решением этой проблемы было использование медленной скорости подъема и нагрев принтера до 40°C.

Как я это разработал

Если вы хотите сконструировать такой редуктор самостоятельно, вам придется обратить внимание на некоторые вещи. Поскольку разница в количестве зубьев очень мала, возникает проблема взаимодействия между внутренней и внешней шестернями. Это можно исправить, используя сдвиг профиля или немного увеличив разницу зубьев. Большая разница в количестве зубьев достигается за счет увеличения эксцентриситета и, следовательно, большей вибрации.

Поскольку в моем случае основным ограничением максимального выходного крутящего момента было проскальзывание шестерен из-за прогиба вала, было важно сохранить небольшое расстояние между подшипниками вала и использовать большой диаметр. Кроме того, вал пришлось разъединить, что потребовало жесткого соединения между обеими половинами. Я решил вставить болт М3, чтобы передать изгибающие моменты и заодно расположить второй подшипник на валу. Еще одно средство, которое я использовал, заключалось в использовании меньшего угла давления на зубья шестерни. Хотя в настоящее время почти во всех передачах используется угол давления 20°, меньшие углы давления имеют некоторые преимущества, такие как меньшие тангенциальные силы, которые приводят к меньшим изгибающим моментам. Поскольку я использовал 3D-печать, можно легко использовать произвольный угол давления, поскольку я не ограничен имеющимися инструментами.

Для устранения дисбаланса шестерни полезно использовать противовес эксцентриковой планеты. Я не использовал их для своей цели в качестве шестерни для экваториальной монтировки.