Schraubenstirnräder für eine windschiefe Kraftübertragung

[juh]

Ich habe die Zahnräder mal gedruckt. Ich musste sie etwas nachbearbeiten und finde, dass sie etwas schwerer gehen.
Allerdings ist die STL ein Z7 und kein Z10 .

Florian

Interessant, bei mir laufen sie etwas besser als die helical gear version, ich meine zu merken, dass sie weniger seitliche Kräfte ausüben und daher nicht so sensibel gegen Verkanten sind.

Und ja, ich habe in diesem Thread offenbar Probleme mit dem Zahlenraum bis 15... Mit dem Skript lassen sich übrigens beliebige andere Größen zaubern.

vg
Jan

[Harald]

Das Standard-Zahnprofil (rechts + unten) will da irgendwie nicht passen. Schleifen (Sandpapier) und Schmieren (Vaseline) hilft - ein bisschen.

Ich habe erst mit Kappen der Zahnspitzen und Profilverschiebung einwärts experimentiert. Nicht so überzeugend, wenn man intersection() der Zahnräder anschaut, bleibt immer noch viel übrig.
Besser ging es mit etwas verkleinertem Modul (bei gleicher Zähnezahl) und Profilverschiebung auswärts (das gibt schlankere Zähne).

Links oben: es geht viel besser, wenn man mehr Zähne nimmt und den Modul deutlich kleiner macht. Das sind Z18 mit modul 0,9, Kappung 14/16 und Verschiebung 1/16 einwärts. (Bauhöhe 10 mm war noch so eine Schnapsidee, jetzt fehlt der axiale Anschlag).

ft-Schraubenstirn02.jpg (49.09 KiB) 160 mal betrachtet

Gruß,
Harald

[geometer]

Für mich sehr interessant, Eure Erfahrungen.

Weder mit CAD noch mit 3D-Druck habe ich nennenswerte Erfahrung. Aber soweit ich das verstehe, macht Ihr alles so wie in diesem Video:

https://youtu.be/FciC17mNu_I

Stimmt das?

Viele Grüße

Thomas

[Harald]

Hallo Thomas,

die Wege sind sehr verschieden, aber es läuft aufs gleiche hinaus: man hat eine Zahnradbibliothek und dreht dort Rädchen in die eine oder andere Richtung, entweder mittels trial-and-error oder mittels Analyse und Überschlags-Abschätzung und nachfolgendem trial-and-error.

Meinereiner hat sich für OpenSCAD entschieden und im Netz eine Bibliothek mit Zahnradberechnungen gefunden (das "open" in OpenSCAD macht's möglich). Diese wurde analysiert, nach persönlichem Geschmack umstrukturiert und erweitert (Kappen, Profilverschiebung, Fasen, usw.). Weil die Bauteil-Hierarchie komplett ist bis hinunter zum Ur-Zylinder und Ur-Quader, habe ich da Zugriff auf jede Ecke und jeden Winkel und bin nicht aufs Wohlwollen der CAD-Software angewiesen. Dafür kosten neue Dinge recht viel Zeit und Aufwand, wenn sich noch kein Mitstreiter die Mühe gemacht hat. Aber ein bisschen Spazieren-Rechnen tut den grauen Zellen ganz gut.

Ach ja: die OpenSCAD-Sourcen für meine Schraubenstirnräder-Variante sind jetzt hochgeladen:
https://www.printables.com/model/161733 ... triebe-v25

Gruß,
Harald

[juh]

Hallo Harald,

diese dicken Brummer sehen ja sehr schick aus, auch farblich und mit dem Vaselineglanz.

Sind die nur klemmbefestigt oder wie halten die auf der Achse?

Für mich sehr interessant, Eure Erfahrungen.

Weder mit CAD noch mit 3D-Druck habe ich nennenswerte Erfahrung. Aber soweit ich das verstehe, macht Ihr alles so wie in diesem Video:

https://youtu.be/FciC17mNu_I

Stimmt das?

Viele Grüße

Thomas

Moin Thomas,
in meinem Fall mache ich wie geschrieben gar nicht, die erste Version kam aus einer FreeCAD Library, für die zweite (hyperboloide) hat Claude mir ein Python Macro geschrieben. Unten habe ich Claude den relevanten Teil erklären lassen. Den Video habe ich nicht komplett angesehen, aber es ist im Prinzip genau dein "Gummiband"-Vorgehen, in meinem dritten Bild (Screenshot) sieht man das ja auch gut. Das eigentlich Interessante passiert in Schritt 2, der Rest ist nur um den Körper komplett zu machen. pts_2d enthält das Profil der Grundfläche.

vg
Jan

1. Zwei verdrehte Kopien erzeugen:

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pts_bot = transform(pts_2d, -phi, 0)
pts_top = transform(pts_2d, +phi, b)

Das 2D-Profil wird zweimal in 3D transformiert: einmal um -phi gedreht auf Z=0 (Unterseite), einmal um +phi gedreht auf Z=b (Oberseite). Die Gesamtverdrehung zwischen oben und unten beträgt 2·phi.

2. Mantelfläche aus Ruled Surfaces:

Code: Alles auswählen

for i in range(n_pts):
    j = (i + 1) % n_pts
    e_bot = Part.makeLine(pts_bot[i], pts_bot[j])
    e_top = Part.makeLine(pts_top[i], pts_top[j])
    ruled = Part.makeRuledSurface(Part.Wire([e_bot]), Part.Wire([e_top]))
    faces.extend(ruled.Faces)

Für jedes benachbarte Punktepaar im Profil wird eine Kante unten und eine Kante oben erzeugt. makeRuledSurface verbindet diese durch geradlinige Verbindungen – das ist die Kernoperation, die die Hyperboloid-Form erzeugt. Jeder Punkt unten wird exakt mit seinem Gegenstück oben verbunden, der Twist bleibt erhalten.

3. Deckflächen schließen:

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wire_bot = Part.makePolygon(pts_bot + [pts_bot[0]])
wire_top = Part.makePolygon(pts_top + [pts_top[0]])
faces.append(Part.Face(wire_bot))
faces.append(Part.Face(wire_top))

Die geschlossenen Polygone der Ober- und Unterseite werden als planare Flächen erzeugt und zu den Mantelflächen hinzugefügt.

4. Shell → Solid:

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shell = Part.Shell(faces)
shell.fix(1e-3, 1e-3, 1e-3)
solid = Part.Solid(shell)

Alle Faces werden zu einer geschlossenen Hülle zusammengefügt. fix() repariert kleine Lücken/Toleranzfehler. Aus der geschlossenen Shell wird ein Volumenkörper.