Шестерня с разной высотой зуба

[pruwait]

Итальянский привод для распашных ворот содержит червячную передачу с пластиковой шестернёй. На первый взгляд там просто цилиндрическое косозубое колесо с нестандартным модулем, но есть нюанс. Смоделировал в компасе что-то похожее, распечатал из нейлона, работает. Немного шумновато, надеюсь притрётся. Но хочется уметь моделировать не "что-то похожее", а прямо такие конструкции. В чём сложность: шестерня имеет разную высоту зуба с двух сторон. То есть диаметр впадин зубчатого колеса сверху 38.1 мм, а диаметр впадин зубчатого колеса снизу 40.7 мм. Соответственно и высота зуба с одной стороны 1.5 мм, а с другой примерно 2.8 мм.  Это не выработка, специально купил новый редуктор, чтобы провести все изменения. Как такое вообще смоделировать?

[zeichner]

У вас ответ прям в названии, червячный редуктор. Надо смоделировать червячное колесо.

[алексst]

Вопросы:
-  на первой картинке изображено "фирменное" колесо?
- на первой картине изображено новое, неизношенное колесо?
- у нового колеса действительно  верхушки зубьев срезаны с правой стороны?

А можно посмотреть на весь редуктор, желательно с вынутым колесом?
Уж, очень не похоже колесо на червячное.

[pruwait]

-  на первой картинке изображено "фирменное" колесо?
- на первой картине изображено новое, неизношенное колесо?

На первой картинке фирменное новое неизношенное колесо, на сборочном чертеже деталь 39. Когда-то производитель их продавал отдельно и можно загуглить по артикулу PPD1571.4540. Теперь продает редуктор в сборе.

- у нового колеса действительно  верхушки зубьев срезаны с правой стороны?

Нет. Если срезать верхушки зубьев, то справа колесо станет тоньше и превратиться из цилиндра в усеченный конус. Здесь же цилиндр. Но у этого зубчатого колеса глубина впадин его зубов равномерно уменьшается примерно с середины до правого края. Если бы я делал такой зубец в теле шестерни из пластилина с помощью пилки для ногтей, то моя работа была бы такой: беру цилиндр, слева погружаю пилку на 2,8мм в глубину, веду пилкой параллельно оси цилиндра до его половины, далее начинаю понемногу равномерно вынимать пилку при движении вправо, чтобы при выходе из тела цилиндра пилка снимала только 1,5мм. Как раз получится угол с левой стороны зуба и усеченный угол справа.




Червяк отдельно можно найти по артикулу PMD1650R01.4610

[pruwait]

Надо смоделировать червячное колесо.

Подскажите, как смоделировать колесо именно с такими зубьями?

[pruwait]

Я развернул половинки шестерни и совместил левую часть зуба с правой, чтобы была видна разница. На шестерне практически нет выработки, диаметр отличается от новой на 0,1мм.

[алексst]

Нет. Если срезать верхушки зубьев, то справа колесо станет тоньше и превратиться из цилиндра в усеченный конус. Здесь же цилиндр. Но у этого зубчатого колеса глубина впадин его зубов равномерно уменьшается примерно с середины до правого края. Если бы я делал такой зубец в теле шестерни из пластилина с помощью пилки для ногтей, то моя работа была бы такой: беру цилиндр, слева погружаю пилку на 2,8мм в глубину, веду пилкой параллельно оси цилиндра до его половины, далее начинаю понемногу равномерно вынимать пилку при движении вправо, чтобы при выходе из тела цилиндра пилка снимала только 1,5мм. Как раз получится угол с левой стороны зуба и усеченный угол справа.

Ага. Уже веселее.
Уточните, пожалуйста , где проходит ось червяка.
Ось червяка проходит точно по оси (по середине) шестерни? Или немного ниже неё? Судя по фотографии, они не совпадают. Червяк расположен ниже шестерни? Может быть, я не прав.
Обратите внимание - червяк "ложится" в эту "вогнутость" на шестерне, или немного не достаёт до неё?
Глядя на всё это, у меня закралось подозрение, что это уменьшение высоты зуба сделано из экономии. Это не специально сделано, это "Выход" фрезы, недорез. Просто не стали прорезать зубья до конца, на всю ширину шестерни. За ненужностью. Червяк, всё-равно, до туда не достаёт.
Если червяк работает по нижней половине шестерни, то это так.
Тогда просто сделайте зубья шестерни на всю её ширину. Судя по фотографии, это ни на что не влияет.
Хотя, тут много странного. Зубья шестерни должны быть вогнутые (по червяку), а они прямые. Но тут тоже можно придумать объяснение. Червяк можно расположить в любом положении по ширине шестерни, не нужно думать о точности. Им прочности и при такой конструкции хватает.
Ещё уточните. В том месте, где высота зубьев шестерни уменьшается , зубья червяка касаются зубьев шестерни? Следы износа на шестерне в этом месте есть?
Может быть, они решили таким образом увеличить толщину зубьев шестерни (зубья червяка всё равно "поднялись"). И таким образом, колесо стало хоть как-то напоминать червячное? Почему не с обоих сторон?
Но, мне кажется, что это обычный "недорез" из экономии.
На фотографии впадины на боковой поверхности шестерни, для её фиксации на валу,  расположены на той стороне, где высота зубьев меньше. Может быть, если зубья сделать "нормальной" высоты, то впадины между зубьями "достанут" до впадин для фиксации шестерни на валу? Проверьте. Может быть,  в этом дело.
К сожалению, очень трудно догадаться что у других людей в голове.
Поэтому Вам легче сделать обычную червячную шестерню с профилем под этот червяк, чем разгадывать эти ребусы.
Сначала сделайте шестерню с одинаковой высотой зубьев по всей ширине. Может быть, этого будет достаточно. Тем более, что предыдущую шестерню порвало пополам, а зубья целы. Значит их прочность, для этих условий, достаточная.

[СВ]

Глядя на всё это, у меня закралось подозрение, что это уменьшение высоты зуба сделано из экономии. Это не специально сделано, это "Выход" фрезы, недорез. Просто не стали прорезать зубья до конца, на всю ширину шестерни. За ненужностью. Червяк, всё-равно, до

Полностью согласен.

Хотя, тут много странного. Зубья шестерни должны быть вогнутые (по червяку), а они прямые. Но тут тоже можно придумать объяснение. Червяк можно расположить в любом положении по ширине шестерни, не нужно думать о точности. Им прочности и при такой конструкции хватает.

Попробовать сделать максимум замеров двух деталей и их положения в корпусе (межосевое) и смоделировать Сборку, там всё будет видно.
Такое впечатление, что червяк работает не двумя сторонами одного витка, а двумя витками (по одной стороне каждого).

[designer811]

он (червяк) двухзаходный? видно по колесу зубы плотно
смешением для пластика можно пренебречь нарежет железкой 
лопнул от мороза?
я бы напечатал такой...

[pruwait]

Ось червяка проходит точно по оси (по середине) шестерни?

Очень правильные вопросы.

Судя по полосе на смазке, ось червяка точно на оси шестерни.
Значит, более короткие зубья с края шестерни в принципе не работают на зацепление.

Но они образуют прочность колеса в углублении для шпонки.

Мотор крутит червяк. Червяк крутит колесо. Колесо через шпонку крутит свою ось и другую шестерню на этой оси. Дальше вращается другой, более длинный червяк и ворота открываются.

Шпонка прижимается в углубление моего червячного колеса пружинным механизмом, который можно расфиксировать. В расфиксированном состоянии ось червячного колеса скользит внутри отверстия этого колеса и это позволяет открывать ворота вручную.

Получается, утолщение тела шестерни рядом с углублением для шпонки сделано только для упрочнения тела шестерни в месте работы со шпонкой.

Вроде с физикой и механикой разобрались.

Остался художественный вопрос.

Как изобразить такую конструкцию?

Смоделировал обычную шестерню с косозыми зубьями.

Как-то нужно перейти в эскиз, нарисовать профиль будущих укороченных зубьев по одному и выдавить этот эскиз по конической траектории...

Тут совет нужен.

[pruwait]

лопнул от мороза?

Червяк однозаходной. Колесо лопнуло от мороза или перегрузки или всё вместе.

[СВ]

В 2Д через ВиМП создаётся обычная шестерня с длиной зубьев на 2-3 мм за середину ("Выход" фрезы). Более того, можно и с другой стороны от середины приделать такую же зубчатую часть с "Выходом" фрезы - если речь идёт о получении мах прочности. Но можно и - если место позволяет,  - сделать шестерню пошире. Или настоящее червячное колесо - если не будет проблемы с центрированием.
- - -
Также: по краям шестерни можно сделать проточки и надеть на них металлические обручи - защиту от разрыва. Думаю, "напечатанная" шестерня будет не сильно прочной, так что не повредит.

[СВ]

... Более того, можно и с другой стороны от середины приделать такую же зубчатую часть с "Выходом" фрезы - если речь идёт о получении мах прочности. Но можно и - если место позволяет,  - сделать шестерню пошире.

Тут важна технология сборки: если колесо надвигается на червяк, то "Выход" фрезы можно делать только с одной стороны, как сейчас; а если сборка классическая для червячных редукторов - червяк ставится в последнюю очередь, - то "Выход" фрезы - можно с двух сторон. Хотя вряд ли, скорее - первый вариант.
В общем, всё нужно ПОЛНОСТЬЮ продумать. И ТОЧНО смоделировать червяк с колесом, посмотреть все места их касания.

[алексst]

Всё-таки, попробую разобраться с вопросом "А ЗАЧЕМ так делать?".
Если не трудно, ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы.
- На чертеже , под шестерней, стоит "диск разблокировки", он представляет из себя чашку, которая установлена "дном" вниз.
- Шестерня опирается на борт этой чашки?
- Она опирается на "сплошную" боковую поверхность шестерни (её "тело")?  С этой же стороны шестерни и зубья нарезаны не полностью. Если с этой стороны зубья шестерни нарезать в полный профиль, то борт чашки будет по-прежнему упираться в "тело шестерни" или уже будет упираться в зубья шестерни?

Может быть, в этом причина "недореза" зубьев?

[Miroshnyk]

С этой же стороны шестерни и зубья нарезаны не полностью. Если с этой стороны зубья шестерни нарезать в полный профиль, то борт чашки будет по-прежнему упираться в "тело шестерни" или уже будет упираться в зубья шестерни?

Может быть, в этом причина "недореза" зубьев?

Ничего, что колесо и червяк почти на одной оси стоят и шестерня всем телом может зацепить колесо.
Тут нужен вид сверху, сбоку плохо видно зазоры.
Хотя, думаю можно полный профиль нарезать, адекватного червячного колеса.

[designer811]

Печатал вот такое для датчика скорости колесико на 16заходный червяк вала вторичного МКПП 4й месяц стоит из PETG.

Тоже была некторая неравномерность в зубьях с одного бока. Все прилизалось стальным червяком.
изношенный но рабочий выглядел много хуже... а на новом покупном из Китая, радиуса не было под червячную фрезу.

ИХМО печатайте модели с 10% заполнения, примеряйте если нужна "нашивка" с одного бока просто выдавить всего делов-то червяк с краю подберёт.

[СВ]

Печатал вот такое для датчика скорости колесико на 16заходный червяк вала вторичного МКПП

Как определили, что это червяк, а не шестерня перекрестной передачи? Было ярко выраженной червячное колесо?

[GenTAPo]

В общем то alekcst все вопросы расписал подробно. Добавить нечего. В приложении ВиМП есть вариант червячной передачи с косозубым колесом. Называется червячная ортогональная передача. Рассчитанное колесо просто, как косозубое не всегда подойдёт. Хоть и пишут, притрётся. Вместо пластиковой можете нарезать бронзовое. Здесь не бронзовое не потому что НИЗЗЯ, а разработчик решил, что достаточно пластикового. А может оно и как предохранительное работает. Срежет зубья, но не снесёт ворота. У коничек зубья посерьёзнее. Справа выход фрезы. Спрашиваете, как это сделать. Да не надо это спрашивать и думать, как. Проектируете косозубую для ортогональной червячной с нужной шириной. По внешнему диаметру добавляете ступень недостающей ширины. Сразу в 2D увидите выход фрезы и он сформируется при генерации. Никаких ваших действий там не надо. Неужели не встречали такого никогда???

[Miroshnyk]

Сразу в 2D увидите выход фрезы и он сформируется при генерации. Никаких ваших действий там не надо. Неужели не встречали такого никогда???

Вот и я думаю 3D - сильно хромает.

[designer811]

шестерня перекрестной передачи

А это что? извините не знал про такое есть литература почитать?