~ 121: 1 réduction de vitesse; sont plus de vitesse mieux?

Prendre un moteur d'appareil 1750 tr / min à 110 V ca à environ 60 tr / min, peut-être un peu moins. C’est un projet de maison bon marché. Il faut donc éviter de dépenser quelques centaines de dollars sur une boîte de vitesse tout faite. Je travaille avec les enfants comme projet scolaire et je crée donc autant que possible à la main.

Contreplaqué 1/2 "pour un prototype initial / preuve de concept, avec un passage planifié aux engrenages imprimés en 3D par la suite. En supposant un pas de dent de 18-25 mm, et que nous jouons avec le nombre de dents entre les engrenages pour étaler l'usure et larme, ce qui serait mieux pour la durabilité, les bavardages, le bruit? Moins d'engrenages avec un rapport de réduction plus élevé à chaque étape, ou plus d'engrenages avec un rapport plus petit?

Les bruits et les bruits de roulement sont causés par toutes sortes de choses, mais le nombre de dents n'est pas un facteur déterminant Le nombre de dents aura un impact sur la résistance à la flexion et aux piqûres des dents de votre engrenage, ce qui signifie que vous pourriez les faire durer plus longtemps. Toutefois, si le couple est minime, vous n'avez probablement pas à vous en préoccuper.

Pour réduire le bruit, vous devez réduire les erreurs de transmission (installez des engrenages aussi parfaits que possible sur le plan géométrique). Avoir une bonne finition de surface sur les dents de l'engrenage aidera, l'impression 3D sonne bien pour la précision et la finition de surface de votre application. (Cela vaut peut-être la peine de vérifier la résistance du matériau, peu importe ce que vous choisissez, pour vous assurer qu'il peut supporter le couple du moteur.)

Si j'étais vous-même (en supposant que le couple du moteur soit suffisamment faible pour une fatigue infinie), je privilégierais une réduction plus importante par rapport à un seul engrenage (pour gagner de la place) et je me concentrerai sur la précision des dents, avec finition de surface lisse. Essayez également de réduire le jeu. Dans une application à faible vitesse, cela pourrait être une source de bruit principale.

En dehors de cela, je vous recommande de lire ceci - c'est un assez bon résumé pour réduire le bruit des engrenages. Vous ne pourrez rien faire contre certaines sources de bruit.

Si vous n'êtes pas sûr de la durabilité, optez pour plus de vitesses afin d'éviter un grand pas en avant. Pour le bruit, améliorez la précision de la géométrie et de l'état de surface de tous les engrenages, dans la mesure du possible, réduisez le jeu (mais pas trop!).

Source: J'ai travaillé comme concepteur de vitesse.

Selon une source , le pas des dents est la distance sur la circonférence de l'engrenage pour une dent et un espace. Si votre valeur est correcte, vous aurez un engrenage de grand diamètre.

D'autre part, si vous vous référez au diamètre primitif, cela ramène les engrenages à un niveau presque infime.

Si vous considérez les 1750 tr / min de la source, une vitesse de destination de 40 signifierait un rapport de 35: 1, un bon ratio entier.

Si votre point de départ est un engrenage d'entraînement de 25 mm, celui-ci aura un diamètre de presque un mètre (875 mm). Évidemment, si vous allez plus gros avec le pignon menant, le pignon mené doit monter.

Un arrangement à engrenages composés peut être un peu mieux adapté si vous avez l’espace vertical pour empiler les engrenages. Une autre option possible serait de créer et d'utiliser un jeu d'engrenages planétaires. 35: 1 est bien dans les capacités d'un tel mécanisme.

Il existe des "grappes" de modèles d'engrenages planétaires sur Thingiverse pour l'impression 3D.

Je travaille actuellement sur un projet impliquant un rapport beaucoup plus bas, seulement 1,5: 1, ce qui signifie un planétaire de 80T et une couronne de 120T. Les tailles d'engrenages planétaires n'ont pas de sens dans cette application. Pour obtenir la réduction plus importante dont vous avez besoin, vous devez cumuler au moins deux étapes, ce qui sort de mon champ de compréhension actuel.

Thingiverse a quelques modèles à plusieurs étages, dont l' un est particulièrement attrayant . La conception est basée sur une réduction de 6: 1; par conséquent, deux étapes permettraient de disposer de 36: 1, presque le précédent: 35: 1.

La sortie de cette conception n’est pas montrée, mais l’entraînement à manivelle pourrait être adapté pour recevoir un arbre moteur. Si vous souhaitez construire du contreplaqué, vous pouvez prendre le nombre de dents des composants et les entrer dans l'un des nombreux programmes de génération d'engrenages disponibles.

Le site lié ci-dessus montre comment réaliser une réduction plus importante avec un jeu d'engrenages composés plutôt qu'un jeu d'engrenages planétaires, tout en vous permettant de construire les dessins nécessaires (et les téléchargements) pour construire un modèle.

Si je l'ai fait correctement, le site ci-dessus et le lien fourni apparaîtront avec une entrée à 1750 tr / min et une sortie à 36 tr / min. Un peu plus bas que ce que vous aviez demandé, mais je n’ai dû changer qu’un chiffre et le résultat convient à des fins de démonstration.

Pour tenter de répondre à votre question principale, moins d'engrenages signifie moins d'usure, moins de bruit, mais beaucoup plus d'espace est utilisé à cette fin. Les engrenages planétaires ne sont pas réputés pour être silencieux, en particulier lorsque l’entrée est si élevée, mais un ensemble composé d’engrenages peut ne pas être beaucoup plus silencieux, même s’il y aura moins de composants d’engrenage dans cette dernière conception.

Concevez pour la plus grande taille que vous puissiez adapter à votre application, afin d’étaler l’usure sur une plus grande surface. La lubrification, même sur le bois, sera d'une grande valeur à la vitesse que vous avez fournie.

Les gros engrenages se situeront dans la gamme des outils à main tels que la scie à chantourner, à moins que vous ne possédiez les excellentes ressources d'un cutter laser. Je pense que je me serais bien amusé dans votre classe si j'avais eu de telles opportunités dans ma jeunesse.

Pourquoi utiliser des engrenages imprimés en 3D?

L'impression 3D est un moyen terrible de fabriquer des engrenages et vous pouvez simplement en acheter des standards avec des profils de dents appropriés.

Pour ce type de taux de réduction élevé, une boîte de vitesses planétaire est généralement préférable à de longs trains d'engrenages composés.

Cependant, il semblerait que vous fassiez mieux avec une transmission par courroie. Les poulies trapézoïdales sont relativement peu coûteuses, peuvent atteindre le ratio requis sans trop de composition, sont relativement silencieuses et se prêtent bien à la fabrication de technologie de pointe, car elles tolèrent raisonnablement les défauts d’alignement et disposent de nombreuses possibilités d’ajustement. Contrairement aux boîtes de vitesses qui nécessitent de très bonnes tolérances de fabrication.

Pour toutes ces raisons, les entraînements par courroie sont généralement l'option privilégiée pour les outils fixes entraînés par des moteurs à courant alternatif.