Schraubenstirnräder (Hyperboloidräder) für eine windschiefe Kraftübertragung

[juh]

Hallo zusammen

und sorry noch einmal für die lange Verzögerung, ich bin leider zu überhaupt nichts gekommen. Daher etwas weniger als gedacht.

Zunächst nochmal zum Adventskalender: als ich gelesen hatte, dass es nicht genug Beiträge gab, fiel mein Blick auf eines dieser Zahnräder, die schon länger hier herumliegen und auf Fertigstellung warteten. Daher die Idee mit dem Weihnachtsschmuckbild, danke nochmal an Florian, dass er es mit aufgenommen hat (leider den ft-Limerick nciht, aber der war ja eh nicht von mir ).

Zum Projekt: Ich hatte im Kontext meiner Version des Fingrippers dieses Projekt gesehen und wollte diese Zahnräder mit windschiefer Übertragung ausprobieren, ich hoffe, die Bezeichnungen stimmen, meine Recherche war da nicht ganz eindeutig.

Für den ersten Test habe ich sie als Z20 Variante für ft-Wellen ausgelegt, was schnell auf das Nebenprojekt Achsklemmbefestigung hinauslief.

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Nach verschiedenen Anläufen kam das aktuelle Design heraus, was auch den Eukalyptus-Frucht Querschnitt @Esther erklärt. Das Design hatte die meiste Klemmkraft bei gleichzeitiger Toleranz, die bei einem Massivdesign sehr klein wäre.

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Stand damals (und immer noch jetzt) ist: das geht, aber nicht gut. Die Reibung zwischen den Rädern ist sehr hoch, daher braucht es mehr Klemmkraft als das Design bietet. Der Druck ist wenig tolerant gegen kleine Fehler, die sich zwischen den Zähnen leicht einschleichen. Das motorbetriebene Modell läuft, aber könnte kaum Kraft übertragen. Als Machbarkeitsstudie aber interessant, aber selbst bei besserer Klemmkraft wäre die Frage, ob es überhaupt sinnvolle Anwendungen in ft-Modellen gäbe.

https://www.thingiverse.com/thing:7268863 (inkl. FreeCAD, falls jmd. weiterbasteln will).

vg
Jan

[atzensepp]

Hallo Jan,

das ist mal wieder ein nettes Projekt!
Wie wäre es, wenn Du für die Achsaufnahme beispielsweise eine Zahnrad-Tasche für ein Rast-Ritzel Z10 (35945) vorsiehst?
Oder falls Du lieber Metallachsen verwenden willst, eine Tasche für ein m0.5 -Zahnrad einer Klemmverschraubung wie beim anreihbaren Z15 (35695)?

Könntest ja ein modifiziertes anreihbares Z15 mit Deinem Zahnradprofil machen.

Florian

PS: Als Anwendung: wie im Fingripper-Projekt?

[steffalk]

Tach auch!

Klasse!

Ist das nicht wie Schnecke auf Zahnrad, nur dass die Schnecke 45° gewinkelt ist? Wäre dann die Kraftübertragung reibungsärmer (bei nicht-mehr-1:1-Übersetzung), wenn man zwei verschiedene Teile macht: Das antreibende Rad z.B. nur 80° gegenüber seiner Achse gewinkelt und das angetriebene dafür nur 10°? Dann käme es der Kombination aus Schnecke und Zahnrad näher. Oder ist das Ziel ein anderes?

Gruß,
Stefan

[fishfriend]

Hallo...
Es ist auch die Frage der Kraftrichtung.
Wenn z.B. kein Platz zur Seite für den Motor an einem Band ist.
Oder ein Kettenantrieb für einen Bagger, Roboter...
Ich hab u.a. das Problem bei meinem autonomen Marsroboter, weil die Motoren an einem Hinderniss hängen bleiben könnten.
Meine Reifen sind halt nicht so breit, dass er darin verschwinden kann.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[Harald]

Das sind ja hochinteressante Teile!

Du müsstest doch da auch eine ft-Nabenmutter hinein praktizieren können. Die muss ja nicht den ft-konformen Außendurchmesser haben, und die Hälfte an Gewindegängen täte es auch.
Die Reibung zwischen "gleich und gleich" ist üblicherweise größer als zwischen verschiedenen Materialien. Es sollte also helfen, z.B. die Verzahnung des zentralen Rads (oder gleich das ganze Teil) vom Greifer ("Fingripper") in PLA zu drucken, wenn der Rest komplett in PETG ist. Die Klemmzange sollte schon in PETG sein, damit sie biegsam bleibt. Läuft also auf ein geteiltes Bauteil hinaus. Ach ja, irgendwas ist halt immer.

Gruß,
Harald

[juh]

Ach ja, irgendwas ist halt immer.

Allerdings.

Danke für Eure Rückmeldungen, ist mir fast etwas peinlich, weil durch den Adventskalender jetzt mehr draus wird als eigentlich gedacht war.

@Holger, stimmt das sind mögliche Einsatzszenarien.

@Stefan, exakt, das ist im Prinzip Schnecke auf Zahnrad, nur 1:1. Das Ziel war nicht mehr als die Mechanik des genanten thingiverse Modells zu erproben, weil ich überlegte so etwas als Adapter fürs Mini Servo System bzw. fingripper zu machen. Das mit den unterschiedlichen Anstellwinkeln klingt plausibel, würde aber natürlich das 1:1 Verhältnis ändern, was gerade für eine Nutzung mit Servo den relativ kurzen Arbeitsweg noch weiter verkürzen würde.

@Florian und @Harald, ja ich hatte schon unterschiedliche ähnliche Überlegungen für mehr Haltekraft. Alle Rastlösungen (am einfachsten schlicht ein eine Rastkupplung) scheiden aber aus, da Kunststoff zu instabil ist. Es treten bei der Kraftübertragung zu große Scherkräfte auf und die Zahnräder müssen sehr genau aufeinander ausgerichtet sein, das führt sonst sehr schnell zum Verkanten. Deswegen muss übrigens die Achslagerung auch relativ massiv und immer beidseitig sein, was den praktischen Einsatz schon wieder erschwert.

Ein eigenes ft-Bauteil war eigentlich gar nicht geplant, es ging mir nur um die grundsätzliche Machbarkeit/Druckbarkeit. Beide eure Ideen finde ich aber gut. Falls jemand möchte, die FreeCad liegt im Ordner, das Zahnrad-Modul in FreeCad hat übrigens die Hauptarbeit alleine erledigt.

lg
Jan