Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Kendi Dişlilerinizi Kolayca Üretmeyi Öğrenin

2010'da, Dustyn Roberts'a sorduk, sonra NYU’nun Etkileşimli Telekomünikasyon Programı’ndaki (ITP) Fiziksel Bilim ve Mekanik teması için kendi dişlilerinizi üretmeye katkıda bulunmak için Mekanizmalar ve Hareket Eden Şeyler adlı bir kursa ders verdik. Dustyn daha yeni bir şey yazdı, “Her şeyi Harekete Geç” adlı bir kitap yazmıştı ve içinde bulunabilecek bazı içeriklerin yer almasını istedik. - Gareth

Kelime bilgisini biliyorsanız ve dişlileri birbirinden doğru mesafede uzatabiliyorsanız, dişlilerin anlaşılması, yapılması ve kullanılması kolaydır. Dişlilerle ilgili güzel bir şey, onlar hakkında herhangi bir şey biliyorsanız - dış çap ve diş sayısı diyelim - bilmeniz gereken her şeyi bulmak için aralarındaki doğru merkez mesafeyi de içeren bazı basit denklemleri kullanabilirsiniz. İlk önce, Şekil 1'deki düz dişli çiftin anatomisine ve aşağıdaki kelimeye bakın.

  • Diş Sayısı (N)
  • Pitch Çapı (D): İki dişlinin etkili bir şekilde ördüğü daire, dişin yaklaşık yarısı. İki dişlinin perde çapları, merkezler doğru şekilde yerleştirildiğinde teğet olacaktır.
  • Çap Pitch (P): Pitch çapının çevresinin inç başına diş sayısı. Bunu dişlerin yoğunluğu olarak düşünün - sayı ne kadar yüksek, dişler o kadar küçük ve dişler arasındaki mesafe o kadar küçük olmalıdır. Hobi ölçülerindeki projeler için ortak çaplar 24, 32 ve 48'tir. Tüm meshing dişlilerinin çap aralığı aynı olmalıdır.
  • Dairesel Pitch (p) = pi / P: Bir dişin merkezi ile yanındaki dişin merkezi arasındaki yayın uzunluğu. Bu sadece pi (Ï = 3.14) çap aralığına (P) bölünür. Raf dişlilerini tanımlamak için nadiren kullanılsa da, burada yaptığımız gibi 2D ve 3D yazılımlarda dişliler modellerken bu parametreye ihtiyacınız olabilir. Çap aralığı ile olduğu gibi Tüm gözetleme dişlilerinin dairesel aralığı aynı olmalıdır.
  • Dış Çap (Do): Dişli dişlerinin kenarlarına temas eden en büyük daire. Bunu Sparkfun.com’un # TOL-00067 kumpasını kullanarak ölçebilirsiniz. Not: Çift dişe sahip dişlilerin ölçülmesi en kolay olanıdır, çünkü her diş doğrudan dişli üzerinde başka bir dişe sahiptir. Tek sayıda dişe sahip bir viteste, bir dişin ortasından düz bir dişli boyunca merkeze doğru bir çizgi çekerseniz, çizgi iki diş arasına düşer. Bu nedenle, tek sayıda dişi olan bir dişliden tahmin ediyorsanız, hesaplamalarınızda dış çapı kullanmaya dikkat edin.
  • Merkez Mesafesi (C): İlk dişlinin aralık çapının yarısı artı ikinci dişlinin aralık çapının yarısı doğru merkez mesafesine eşittir. Bu boşluk, düzgün çalışan dişliler oluşturmak için çok önemlidir.
  • Basınç Açısı: Hareket çizgisi (dişli dişleri arasındaki temas noktasının döndükçe nasıl geçtiği) ile eğim dairesine teğet çizgisi arasındaki açı. Standart basınç açıları, bir nedenden ötürü, 14,5Â ° ve 20Â ° 'dir. Küçük dişliler için 20 ° 'lik basınç açısı daha iyidir, ancak fazla fark yaratmaz. Bu parametreyi anlamak önemli değil, sadece tüm iç dişli aralıklarının basınç açısının aynı olması gerektiğini bilmek.

Şekil 1

Bu dişli parametrelerinin tümü birbirleriyle basit denklemlerle ilgilidir. Aşağıdaki tablodaki denklemler, Boston Gear [PDF] tarafından yayınlanan mükemmel (ve ücretsiz) tasarım kılavuzundan gelmektedir.

Kendinizinkini yapmak

Bu proje, bir öğrencinin NYU’nun ITP’sindeki ilk Mekanizmaları ve Hareket Ettiren sınıfımdaki bir blog gönderisinden uyarlandı. Serbest dişli (Inkscape) ve çeşitli malzemelerin dışında uygun fiyatlarla özel lazer kesim yapan bir çevrimiçi mağaza (Ponoko.com) kullanarak düz dişliler tasarlayıp üreteceğiz. Yerel bir okulda veya bilgisayar korsanlığında bir lazer kesiciye erişiminiz varsa, daha da iyi! Ayrıca, dişlileri elle kesmek için şablonu yazdırabilir ve karton veya tahtaya sabitleyebilirsiniz.

    1. Inkscape'ten Inkscape'i indirin ve yükleyin. Adobe Illustrator'a benzer ücretsiz, açık kaynaklı bir vektör tabanlı çizim programıdır. Çoğu modern Windows, Mac ve Linux işletim sistemiyle iyi çalışır (ayrıntılar için SSS bölümüne bakın).
    2. Ponoko'ya gidin ve Inkscape başlangıç ​​kitini indirin. Bu size bir yapım kılavuzu (bir PDF dosyası) ve Ponoko'nun stokladığı malzemelerin boyutlarıyla ilgili üç şablon verecektir. Dosyayı açın ve hatırlayacağınız bir yere kaydedin.
    3. Inkscape'de yeni bir dosya açın. Dosya menüsü altında, Şekil 2'de gösterilen pencereyi almak için Belge Özellikleri'ne gidin. Sağ üst köşedeki varsayılan birimleri inç olarak değiştirin. Ana pencereye geri döndüğünüzde, cetvelleri piksellerden araç çubuğundaki inç değerlerine değiştirin. Ekranınız Şekil 2'ye benzemelidir. Ayarlandıktan sonra, o pencereden çıkın.

şekil 2

  1. Şimdi biraz vites yapalım! Araç çubuğuna gidin ve Uzantılar -> Render -> Gear seçeneklerini seçin. Size üç seçenek sunan küçük bir Dişli penceresi açılacaktır: Diş Sayısı, Dairesel adım, px ve Basınç açısı. Basınç açısını yalnız bırakın - varsayılan 20 ° raf raf dişlileri için standarttır, bu nedenle başlamak için iyi bir yer. Şekil 3'te, 24'lü dairesel adımlarla 28 diş seçtiğimi görebilirsiniz. Uygula ve ardından Kapat'ı tıklayın.Dairesel adımla ilgili not: Inkscape'de, dairesel adım yukarıdaki tabloda kullanılan denklemlerde kullandığımız gibi inç cinsinden değil piksel cinsinden verilmiştir. Sadece iyi görünen dairesel bir kademe seçerek ve diş sayısını değiştirerek farklı vites oranları elde edebilirsiniz, ancak raf dişlileri ile arayüz oluşturan dişliler yapmak istiyorsanız, biraz daha dikkat etmeniz gerekir. Inkscape'de varsayılan olarak 1 inçte 90 piksel vardır. Bu nedenle, yukarıda belirtildiği gibi dişli takımında dairesel kademe ayarını 24 piksel değerine ayarlarsanız, bu değer 0.267 inç (24/90 = 0.2666…) olur. Çap aralığı (P) = Ï € / dairesel adım (p), inç cinsinden çap aralığı (P) = Ï € / 0,267 = 11,781'dir. Çapı 11.781 olan raf dişlilerinden hiçbirini bulamazsınız. Daha önce de belirtildiği gibi, ortak çap perdeleri 24, 32 ve 48'dir. Bu nedenle, dişlileri raf dişlileriyle güzelce oynamayı planlıyorsanız, raf dişlisinin çap perdesi ile başlayın ve masadaki denklemleri kullanın. dairesel adımınızın Inkscape'de piksel cinsinden olması gerektiği kadar geriye doğru çalışın.

Figür 3

  1. Şimdi, dişliler kendi başlarına eğlenceli olmadığından, en az bir tane daha vites yapmak için 4. ve 5. adımları tekrarlayın. Şekil 30'da gösterilen ikinci dişli 14 dişe sahiptir. Unutmayın: Basınç açısı ve dairesel adım dişlilerin ağ yapması için aynı olmalıdır - sadece diş sayısını değiştirin!
  2. Daire dişlisini kullanın ve büyük dişliye daire çizmek için CTRL düğmesini (PC'de) basılı tutun. Varsayılan daire siyahla doldurulmuş olarak gösterilir. Gerekirse yakınlaştırın. Ok seçicinin aktif olduğundan emin olun ve daireye tıklayın. Araç çubuğunda inçlerin seçildiğinden ve kilitleme düğmesinin kilitli göründüğünden emin olun. Araç çubuğundaki W kutusuna 0.250 yazıp enter tuşuna basın ve H kutusu değişimini otomatik olarak izleyin. Çemberiniz çapı 0.250 inç olacak şekilde yeniden boyutlandırılacak ve ekranınız Şekil 4'e benzemelidir.

Şekil 4

  1. Tümünü seçmek için büyük dişli, küçük dişli ve daire şeklinin etrafındaki bir kutuyu tıklayın ve sürükleyin. Menü çubuğundan, Nesne -> Dolgu ve Kontur'u seçin. Şekil 5'e benzeyen bir pencere açılmalıdır.
    • İçinde doldurmak sekmesinde, boya yok için X düğmesine tıklayın.
    • İçinde İnme boya sekmesinde, düz renk için X'in yanındaki düğmeye tıklayın. Şimdilik renk varsayılanını (siyah) bırakın.
    • İçinde Kontur stili sekmesinde, genişliği 0,030 mm olarak değiştirin ve enter tuşuna basın. Ponoko'nun çizgi kalınlığının lazer kesim için olmasını istediği şey budur. Farklı bir lazer kesici kullanıyorsanız gerekirse ayarlayın. Pencereyi kapat.

Şekil 5

  1. Şimdi bu daireyi dişlinin tam ortasına getirmemiz gerekiyor. Ok seçicinin aktif olduğundan emin olun. Her ikisini de seçmek için büyük dişli ve dairenin etrafındaki bir kutuyu tıklayın ve sürükleyin. Menü çubuğunda, Nesne -> Hizala ve Dağıt öğesine gidin. Şekil 6'da vurgulanan “ortadaki yatay nesneyi ortala” düğmesine, ardından sağ alt köşeye - “dikey olarak ortalanmış nesneleri” tıklayın. Şimdi mükemmel ortalanmış bir deliğe sahip bir teçhizatınız var! Bu daireyi kopyalayıp yapıştırın ve diğer dişlideki bir daireyi ortalamak için bu adımı tekrarlayın.

Şekil 6

    1. Şimdi dişlilerimize sahip olduğumuz için, dişlileri 1/4 'lik ahşap dübellerle monte edip döndürmelerini sağlamak için aralarında doğru mesafeye sahip delikler bulunan bir taban oluşturalım.
      1. Öncelikle, dişlilerimizin merkez mesafesinin (CD) tablodaki denklemleri kullandığını hesaplamamız gerekir. Her iki dişlimiz de 20 p 'lik bir açı olan 24 px'lik dairesel bir alana sahiptir. Büyük dişlinin 28 dişi ve küçük dişlisinin 14'ü vardır. 4. adımdaki notada, dairesel perdesi piksel cinsinden 11.781 inçlik bir çap aralığına dönüştürdük. Eğer masaya bakarsak, ihtiyacımız olan tek şey, merkez mesafeyi (CD) bulmak için bu sayı ve iki meshing dişindeki diş sayısı. Denklem CD = (N1 + N2) / 2P kullanın ve bu CD'yi = 1.783 bulacaksınız.
      2. Şimdi, dişlilerin içindeki halkalardan birini kopyalayın ve ikisini şablonun alt kısmına yaklaşık iki inç mesafede yapıştırın. Sola doğru en uzak olanı seçin ve araç çubuğundaki X koordinatını 3 inç olarak değiştirin, ardından enter tuşuna basın. Ekranınız Şekil 7'ye benzemelidir.

      Şekil 7

      1. 4.783'ün X koordinatına sahip ikinci daireyi birincinin sağına yerleştirmek için aynı prosedürü kullanın. Bu, ilk dairenin (3.000) X koordinatına eklediğimiz yukarıda hesapladığımız (1.783) merkez uzaklıktır.
      2. Şimdi, tabanı tamamlamak için iki dairenin etrafına bir dikdörtgen çizin. Dikdörtgeni, Şekil 8'de gösterildiği gibi iki daire ile hizalayın.

Şekil 8

    1. Şimdi Ponoko.com'a yüklenecek ve sipariş edilecek dosyayı hazırlamamız gerekiyor.
        1. Ponoko, dosyaları nasıl ele almaları gerektiğini belirtmek için renkler kullanır; örneğin, mavi renkli 0.030 mm'lik bir çizgi, tümüyle kesilmesi anlamına gelir. Şimdiye dek çizdiğiniz her şeyi seçin, ekranın altındaki renk örneklerine gidin ve maviyi tıklatırken shift tuşunu basılı tutun.
        2. Daha önce indirdiğiniz P1.svg şablonunu açın. Şimdiye kadar çizdiğiniz her şeyi seçin ve Şekil 9'da gösterildiği gibi bu şablona kopyalayıp yapıştırın. Turuncu kenarlık ve sözcükler için endişelenmeyin - Ponoko yalnızca mavi anahatları kesmeyi bilir.

      Şekil 9

      1. Dosyayı kaydedin ve ücretsiz bir hesap oluşturmak, yüklemek, bir malzeme seçmek ve gönderilmesini sağlamak için Ponoko.com adresine gidin! Şekil 10'da görüldüğü gibi sarı bambu seçtim ve toplam maliyeti sadece 4,13 $ (artı nakliye) oldu.Not: Ücretsiz hesabınızı açtıktan sonra, nakliye merkezinizi Ponoko - ABD'ye (veya size en yakın konuma) ayarlamak için Hesabım -> Tercihler'e gidin. Mine, yanlışlıkla Yeni Zelanda'ya ayarlandı, bu yüzden nakliye masraflarım merak ettim ki bunu anlayana kadar.

Şekil 10

    1. Acele etmediğiniz sürece, Ponoko siparişiniz birkaç hafta içinde ulaşmalıdır. Beklerken, yerel donanım veya el sanatları mağazanızdan (veya tabii ki McMaster'dan) 1/4 "tahta dübel alın. Bir hobi bıçağıyla iki 2 ″ bölüm kesin ve herhangi bir kıymık ucunu eğeleyin.
    2. Dişliler, her iki tarafta yapışkan bir kağıt koruyucusu olan kare şablona gelecektir. Kağıdı çıkarın, dişlileri açın ve iki dişliyi tabandaki deliklerin üzerine yerleştirin. Tahta dübellerini ve ipliğini yerleştir!

Şekil 11


BIO: Dustyn Roberts, mühendisliğin nasıl öğretilebileceği hakkında geleneksel olmayan fikirlere sahip, geleneksel olarak eğitilmiş bir mühendis. Kariyerine 2011 yılında başlatılması planlanan NASA'nın Mars Bilim Laboratuvarı görevi için Numune Manipülasyon Sistemi projesinde bir mühendis olarak Honeybee Robotics'te başladı. 2006'da New York'ta bulunan Eyebeam Art + Teknoloji Merkezi'nde ikamet ederken iki sanatçı ile görüştükten sonra Dustyn Robots'u kurdu (www.dustynrobots.com) ve yürüyüş analizinden tasarımlı güdümlü paraşüt sistemleri tasarlamaya kadar uzanan danışmanlık çalışmalarına devam ediyor. 2007 yılında, NYU'nun Etkileşimli Telekomünikasyon Programı (ITP) için, Hareket Yapma Mekanizmaları ve Hareket Eden Şeyler adında bir Şeyleri Harekete Geçirme: Kitaplar, Hobiler ve Sanatçılar için DIY Mekanizmaları adlı bir kitap yazmaya yol açan bir kurs geliştirdi. Carnegie Mellon Üniversitesi'nden Makine ve Biyomedikal Mühendisliği dalında lisans, Delaware Üniversitesi'nden Biyomekanik ve Hareket Bilimi dalında yüksek lisans derecesi aldı ve bu yıl Ağustos ayında NYU-Poly'de Makine Mühendisliği alanında doktora programına başlayacak. Çalışmalarının medya kapsamı, Time Out New York, IEEE Spektrumu ve diğer yerel organizasyonlarda ortaya çıkmıştır. New York'ta eşi Lorena ve kedisi Simba ile birlikte yaşıyor.

Daha:

  • MAKE'deki tüm Fizik Bilimi ve Mekaniği yayınlarımıza göz atın
  • Tüm donanım kapsamımız burada

Hisse

Yorum Bırakmak