重新设计的齿轮拆卸工具

设计概要我要解决的问题是计算出2个或更多齿轮之间的完美距离，以便它们在安装点上正确啮合/工作。这一问题在3D打印中尤其重要，因为处理上述问题的常规方法（如装配齿轮的重后处理）是不可能的，并且与金属或模具成型（可以相当精确）不同，3D打印齿轮由于打印不一致而无法立即完美工作。因此，这就迫使设计师们不得不对齿轮和悬置点的轮廓进行调整，直到达到所需的配合为止，并在这个过程中进行了无数次的重印。这不仅浪费时间，而且是劳动密集型的。然而，使用depthing工具，您只需打印一次齿轮，使用该工具测量理想距离，调整悬置点的轮廓，然后再打印一次。自然地，这为设计师节省了大量的精力和材料。虽然这种工具的概念并不新鲜，但我的版本是专门针对3D打印齿轮而设计的（通过将普通工具形式从适合精细手表制作的常规尺寸升级），提供升级，使工具更方便用户（如千分尺式测量、可调安装点和锁定机构），以及引入革命性的模块化，允许多个工具模块的组合，以便整条齿轮链可以调整，而不仅仅是2-3个齿轮，这一点直到现在才可能实现。详细描述我作为一名专上教育学生参加这次比赛，目前就读于布鲁内尔大学，英国，伦敦大学机械工程课程。介绍我的条目，我选择完全重新设计和检修齿轮的概念工具。齿轮拆卸工具用于确定两个齿轮之间的适当距离，以便它们正确啮合。理论上，该距离应为两个齿轮中径的2个半径之和，但在实践中，由于制造误差以及用户偏好的齿隙/松动，实际适当距离可能从几毫米到几毫米不等。此类工具通常用于精密手表制造，因为更大的传统齿轮即使没有完美的啮合也可以运行良好，或者如果需要，可以切割得更深。然而，通过使用3D打印引入附加制造，对此类工具提出了新的需求，因为制造缺陷比传统的金属成型或塑料成型制造技术严重得多，并且在制造后进一步切割齿轮不可能不损害其完整性。这意味着为了得到一个完美的啮合，你必须不断地尝试和错误，浪费时间和材料重印齿轮或其安装点，直到你得到所需的配合。我的设计旨在为这一问题提供完美的解决方案，并为3D打印用户提供一个易于使用和适用的工具，通过引入一个工具，您可以使用该工具测量已打印的两个或多个齿轮之间的适当啮合距离，并使用该信息创建该上下文中所需的其余零件，完全无需在此过程中反复试验和/或重印。重新设计说明说明设计创意，同时与齿轮拆卸工具的原始概念保持一致，其中1个齿轮有一个固定安装点，2个齿轮有一个移动安装点，逐渐将两者结合在一起，我的重新设计为整个系统引入了完整的模块化，提供了多种“生活质量”改进，并彻底改变了概念本身。传统的齿轮拆卸工具只允许同时调整2（在极少数情况下为3）个齿轮，我的设计功能是，您可以将多个齿轮分离模块连接到另一个模块中，从而调整整个齿轮链，该链可以无限长，同时允许对链中的每组齿轮进行单独和独立的调整。模块可以从两侧相互连接，彼此偏移30度，以便在减速时不会出现任何问题（连续多次使用小齿轮和大齿轮）。提高生活质量包括两个安装点的可调卡盘，因此，1.5-5 mm之间的任何轴都可以安装在其上，而无需更换轴接收器、测微计式测量，从而可以准确记录齿轮之间的距离，最高可达0.1 mm，并可通过平头螺钉式锁紧驱动螺钉，因此，两个齿轮之间的距离可以锁定，您可以移动到链中的下一组齿轮。直线运动是通过使用一个封闭的螺钉驱动一个套筒来实现的，套筒本身封闭在一个穿过直线轨道的滑块上。这样，整个模块的长度在螺钉和滑块的整个运动过程中保持不变（不像大多数传统的齿轮拆卸工具，主螺钉在移动过程中逐渐从后面伸出）。该设计还允许用户对其进行校准。通过锁定主平头螺钉，可以锁定主螺钉，通过解锁辅助平头螺钉，可以解锁套筒，因此通过从侧面移动套筒本身，可以相对于主螺钉重新定位滑块，而主螺钉本身保持静止（这在下面链接的视频中得到了很好的体现）。至于千分尺式测量系统，模块背面的主旋钮（用于旋转驱动螺钉）分为25个部分，主螺钉的螺距为2.5mm。这意味着，对于旋钮上指示的每个增量，滑块移动了0.1 mms。距离每增加2.5毫米，左侧模块导轨顶部就有一个量规标记。模块测量的两个档位之间的最小距离为40.5 mms（如果使用独立测量端，则为26.5mm，并且您没有将模块连接到另一个模块），最大距离为123 mms。这提供了一个完整的82.5毫米测量调整范围。打印/遵守规格由17个部分组成的整个模块可以在FDM打印机上使用PLA一次性进行3D打印，并且在竞赛设置的120.65x120.65x120.65卷内，如切片机图片1和2所示。打印应在0.1 mm层高和0.2 mm厚度（理想情况下使用0.2 mm喷嘴）下进行，以产生30度角盖的支撑。如果一次性打印所有内容，建议打印速度为80%<；填充，以使重要零件达到所需硬度。我已经包括了STL文件，可以一次打印所有内容，包括带端盖和不带端盖，以防您需要一个独立单元或模块件。我还包括了要单独打印的所有零件，以便在单个零件打印不好的情况下，可以单独重新打印，并允许用户自定义他选择打印不同零件的着色图案，同时还提供了以不同填充密度打印不同零件的机会，因为有些零件即使以10%的内部密度印刷也很好。使用UP slicer软件在Cetus 3D FDM打印机上打印的3D打印示例可以在图片中看到现实生活中的Pics 1-5先进制造：探索3D打印对您的设计、形状和结构的影响为了使设计能够3D打印，必须进行大量的上下文设计选择。圆柱形零件必须垂直打印，并且空间限制会影响许多组件的形状和尺寸。螺旋（螺旋）特征还需要垂直打印，如果不可能，则将螺旋特征从主要零件上分离出来，并放在插入件上进行垂直打印。由于3d打印的性质，创建此类工具（如铆钉或销）时使用的传统机械夹具不合适，因此必须在需要固定的组件之间创建卡扣连接点。中间移动表面之间的公差也必须根据所选打印机的打印层高度和厚度给出，线性移动件之间的公差通常为0.1 mms（见“公差1”图片），径向移动件之间的公差为0.3 mms（见“公差2”图片）。然而，3D打印也提供了某些优势。原本需要分多个部分打印的作品（如滑块/卡盘底座）可以通过3d打印作为一个整体打印。艺术的整体印象虽然重新设计本身侧重于功能性工具，其价值主要体现在其实用性上，但也考虑了艺术性。在可能的情况下创建切割，以简化零件，并使其具有清晰美观的轮廓，并且零件分离的方式允许三色图案很好地突出工具的色调。请参阅下面链接的我创建的视频，展示单个模块所需的组装和校准，以及独立使用和模块化使用的模块操作