Tagliare ingranaggi che si innestano davvero
Difficoltà: media. Tempo: 15 minuti di progettazione, 45 minuti di realizzazione. Metodi migliori: compensato o acrilico tagliati al laser, ingranaggi stampati in 3D.
Due ingranaggi si innestano quando condividono un Modulo e un Angolo di pressione. Non deve coincidere nient'altro: è per questo che un pignone da 12 denti aziona senza problemi una ruota da 40, purché entrambi siano stati tagliati con gli stessi due numeri.
La scheda 3D mostra l'intero gruppo montato che gira al suo rapporto reale, con ogni livello alla sua altezza vera. Premi riproduci, guarda come si innesta e sistema lì ciò che sembra sbagliato prima di tagliarlo nel legno.

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Cosa ti serve
- Taglio laser: compensato o acrilico da 3 a 6 mm. L'acrilico gira più silenzioso e si consuma meno del compensato.
- Stampa 3D: PLA o PETG. I denti in PETG resistono meglio al carico.
- Ferramenta: perni o bulloni da 3 mm o 6 mm per gli assi, più rondelle, così gli ingranaggi non sfregano sulla base
- Per i gruppi composti: colla per legno e una superficie piana, così i due livelli si incollano in squadra tra loro
Passo 1 - Scegli la disposizione
- Coppia ingranata e Treno di ingranaggi sono i punti di partenza di tutti i giorni. Un treno va da tre a dodici ingranaggi, e l'angolo di disposizione gira ogni passo un po' più del precedente, quindi zero dà una catena dritta e valori più alti la curvano ad arco.
- In un treno, Motivo dei denti decide le dimensioni: Alternato scambia i tuoi due conteggi di denti, Graduale scende dal primo al secondo lungo la catena, e Tutti uguali mantiene una sola dimensione.
- Set planetario dà una grande riduzione in un cerchio piccolo. Il generatore verifica che la corona abbia il sole più il doppio dei denti dei pianeti e che i pianeti possano disporsi in modo uniforme.
- Corona e pignone è un ingranaggio interno, che fa girare il pignone nello stesso verso invece di invertirlo.
- Cremagliera e pignone trasforma la rotazione in una corsa lineare.
- Gruppo composto mette una ruota grande e un pignone piccolo sullo stesso asse in due livelli: è così che ottieni una grande riduzione senza un ingranaggio enorme.
- Coppia non circolare fa rotolare un'ellisse, un fiore lobato, un eccentrico o un quadrato arrotondato contro il suo vero coniugato. La velocità oscilla mentre gira.

Passo 2 - Dimensiona i denti
Modulo è la dimensione del dente in millimetri: il diametro primitivo è il modulo per il numero di denti. Il modulo da 3 a 5 è il valore ideale per gli ingranaggi tagliati al laser, perché i denti di modulo 1 o 2 sono più piccoli di quanto il kerf possa tenere. Il Numero di denti imposta poi il diametro. Resta su 17 denti o più con un angolo di pressione di 20 gradi per evitare il sottosquadro, oppure aggiungi lo spostamento del profilo per scendere più in basso.
Spostamento del profilo ingrossa la radice del dente ed è la correzione giusta per un pignone piccolo. Uno spostamento da 0,3 a 0,5 ti permette di scendere a 8 o 10 denti. Passando il profilo a Cicloide si ottiene lo stesso risultato in un altro modo, ed è ciò che usano gli orologiai per arrivare a pignoni da sei ali.

Passo 3 - Imposta l'accoppiamento
- Gioco è lo spazio tra i denti che si innestano, sottratto allo spessore del dente. Parti da 0,1 a 0,2 mm per il taglio laser, che è più o meno un kerf, e aumenta se il tuo materiale carbonizza.
- Gioco alla radice è quanto la radice viene tagliata sotto la linea primitiva, espresso come frazione del modulo. Il valore standard di 0,25 è un buon punto di partenza.
- Arrotondamento della radice arrotonda l'angolo dove il fianco incontra la radice. È il raccordo che impedisce a un ingranaggio di spaccarsi lungo la vena sotto carico, quindi lascialo anche nel compensato.
Passo 4 - Stile dei centri
Stile del centro taglia l'anima tra il mozzo e il cerchio. Razze e Croce sono strutturali, i Fori di alleggerimento danno il classico aspetto meccanico, mentre Filigrana e Anima sottile sono per l'arte murale. Su un ingranaggio non circolare i ritagli seguono la curva primitiva, quindi si assottigliano dove l'ingranaggio si restringe. Se un ingranaggio è troppo piccolo per il motivo scelto, il generatore lo lascia pieno invece di tagliare qualcosa troppo sottile per resistere.
Passo 5 - Esporta il foglio di taglio
La disposizione Assemblato sovrappone i pezzi, perché è lì che stanno davvero. Passa a Foglio di taglio prima di esportare e i pezzi vengono affiancati con uno spazio, così nulla viene tagliato due volte. Lascia attivo Aggiungi una dima di posizionamento e il foglio guadagna una piccola striscia con due fori alla distanza esatta tra i centri, meglio che misurare: fissala alla piastra di base e segna attraverso i fori.

Scegli il tuo metodo di costruzione
Taglio laser
Impostazioni di taglio
- Taglia gli ingranaggi con la messa a fuoco più precisa che hai. Tutto il kerf viene tolto dal fianco del dente, ed è per questo che il gioco è un'impostazione qui.
- Taglia un ingranaggio e un pignone di prova, montali alla distanza tra i centri indicata e falli girare a mano prima di tagliare un treno intero.
- Gli ingranaggi in acrilico si possono tagliare due alla volta e incollare faccia a faccia per avere un dente più largo e robusto.
- Taglia la dima di posizionamento insieme al resto del foglio e usala come dima di foratura: appoggiala sulla piastra di base, segna attraverso entrambi i fori e i tuoi assi saranno alla distanza esatta tra i centri.
Montare un gruppo composto
Uno stadio composto è una ruota e un pignone sullo stesso asse, a due altezze diverse. Taglia entrambi, più gli anelli distanziatori, e infilali su un tassello nell'ordine ruota, distanziatore, pignone. I distanziatori hanno il foro maggiorato di proposito, così stabiliscono la distanza senza fare presa sull'asse. La scheda 3D mostra i livelli alla loro altezza reale, così vedi quale ruota si innesta con quale prima di incollare nulla. Lascia asciugare la colla con il gruppo piatto sul banco, così i due livelli restano paralleli.
Coppie non circolari
La ruota accoppiata si ricava dalla condizione di rotolamento senza slittamento, quindi la coppia ruota davvero senza saltare i denti. Entrambi gli assi sono fissi alla distanza tra i centri indicata, e il rapporto oscilla mentre girano. Se lo strumento avvisa che la curva è troppo stretta, riduci l'eccentricità o il modulo finché i denti non entrano attorno all'estremità più stretta.
Stampa 3D
Impostazioni di stampa
- Stampa gli ingranaggi in piano con 3 o più perimetri, così i denti sono parete piena e non riempimento.
- I denti stampati escono un po' più spessi, quindi un gioco da 0,15 a 0,3 mm è normale.
- Imposta uno spessore da 4 a 8 mm per qualsiasi pezzo che deve reggere carico.
- Un gruppo composto si può stampare come un solo pezzo: esporta entrambi i livelli e impilali nello slicer a quote Z diverse.
Fresatura CNC
Scelta dell'utensile
Il raggio della fresa stabilisce l'arrotondamento della radice più piccolo che puoi davvero ottenere, quindi scegli un modulo di almeno quattro volte il diametro della fresa. Una fresa da 3 mm richiede un modulo 12 o più grande se vuoi che le radici escano squadrate. Fresa in concordanza l'esterno di ogni dente per un bordo più pulito nel compensato.
Prossimi passi e idee di progetto
- Taglia il preset Arte murale steampunk in tre colori di acrilico e impila le ruote dietro una piastra frontale come pannello cinetico.
- Taglia una coppia ellittica e montala dietro una finestra, così si vede la velocità che oscilla.
- Aggiungi fori di alleggerimento alla ruota grande e lascia pieno il pignone per un aspetto meccanico.
- Usa un set planetario come apribottiglie o come fidget: sole in ingresso, corona fissa, portapianeti in uscita.
- Per un orologio da esposizione planetario con ruote dentate a vista che girano attorno a una corona, passa al generatore Orologio da parete con ingranaggi mobili.
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