Как восстановить шестерню из пластмассы для стеклоподъемника

Оглавление

Как восстановить сломанный зуб шестерни

Если уж вы попали в такую ситуацию и у вас сломало пару зубьев шестерни, то выход есть, как восстановить ее простым способом.

Что нам понадобится для восстановления:

  • Ненужная зубная щетка
  • Моющее средство
  • Двухкомпонентный эпоксидный клей, холодная сварка для пластика, поксипол.

Клей холодная сварка должен быть жидкий, в тюбиках. Обязательно смотрите на упаковке, чтобы он подходил для склеивания пластмассовых и пластиковых деталей. Такой двухкомпонентный клей можно купить как в магазине автозапчастей, так и в строительном магазине.

Восстановление пластмассовой шестеренки

Первым делом необходимо подготовить поверхность шестеренки. Промываем ее многократно в теплой воде с моющим средством, активно работая зубной щеткой. Наша задача обезжирить и удалить смазку со всех граней. После того как обезжиривание проведено, высушите ее насухо.

Готовим клей

Теперь подготовим клей. Смешаем на небольшом кусочке картона компоненты в пропорции как в инструкции. Хорошо перемешаем.Вообще, перед открыванием клея, рекомендую тщательно ознакомиться с его инструкцией, особенно с временем полного и частичного затвердевания, так как у разных производителей эти данные могут кардинально отличаться. Если консистенция получилась жидкая — дайте ей немного постоять, пока она начнет отвердевать.

Подготовка к восстановлению зубьев

В моем случае сточено несколько зубьев, ситуация исправима. Мажем клей на то место, которое нужно восстановить. Клей должен быть очень густым, но пластичным.

Делаем такой своеобразный бугорок. Кладем шестеренку на импровизированную подставку, для того чтобы клей ещё больше загустел. Все опять же индивидуально, мне понадобилось лично минут 20, чтобы консистенция заметно загустела.

Ускорить реакцию и уменьшить время загустения можно нагреванием. К примеру взять фен и начать нагревать клей на шестеренке.

Восстановление зубьев

Теперь самый ответственный момент — прокатка зубьев. Узел где эксплуатировалась шестерня, а именно другая шестеренка с которой непосредственно контактировала наша сломанная, нужно обильно смазать смазкой, солидолом или литолом.Устанавливаем сломанную шестерню и прокатываем несколько раз по другой.

В результате другая шестеренка прокатает след на густом клее:

Теперь вы понимаете, что прежде чем прокатывать зубья, эпоксидный клей на шестеренке должен затвердеть до консистенции твердого пластилина. Благодаря смазке клей не прилипнет на другую шестеренку.

Затвердевание

Аккуратно извлекаем восстановленную делать из механизма и оставляем ее для окончательного затвердевания, обычно на сутки. После зубья слегка обточить и выровнять надфилем.

Вот таким несложным способом можно довольно просто восстановить сломанные шестерни.

Как сделать шестерню своими руками

Привет. Хочу поделиться опытом быстрого создания шестерёнок. Кратко расскажу как проектировать шестерни и как изготавливать.

Постарался изложить максимально простым языком.

Недавно друг, который занимался продажей шоколадных фонтанов в Питере обратился с необычным предложением. Ему вернули фонтан, где не крутился винт, поднимающий шоколад. Я люблю подобные задачи, когда мало кто может (или хочет браться) за починку единичных вещей и нужно поломать немного голову как изготовить редкие запчасти своими руками.

После разборки стало ясно, что дело в редукторе. Одна шестерня буквально расплавилась на валу (качество компонентов было просто на высоте. Скорей всего шестерня проскальзывала долгое время, потом нагрелась. Фонтан выключили, шестерня снова прилипла к валу со смещенным центром. Потом его снова включили и несколько зубъев, не выдержав нагрузки, отломилось). Точно такую же шестерёнку не найти, поэтому из оказавшегося под боком оборудования решил изготовить новую.

Вариантов создания шестерёнок очень много, я расскажу лишь про один из них. На мой взгляд он самый простой и эффективный.

Шаг 1. Разработка чертежа шестерни

Вам понадобится:

  • любой векторный редактор
  • штангенциркуль
  • генератор шестеренок (я использовал этот онлайн сервис)

Итак, считаем количество зубцов поломавшейся шестерни. Вводим все параметры, проводим замеры.

Качаем файл чертёж. Внутреннюю звёздочку я чертил сам в кореле, т.к. нужного параметра не нашел.

Рассчитывая внутренний диаметр шестерёнки нужно соблюсти тонкий баланс между прокручиванием и растрескиванием от сильного натяга.

Шаг 2. Изготовление шестерни

Материал новой шестерни — прозрачное оргстекло. Просто ищете в поисковике лазерную резку в вашем городе и отправляетесь туда. Лучше нарезать несколько с разными параметрами сразу. Думаю, одна порезка как у меня не должна выйти более $ 6.

Шаг 3. Запуск и тест фонтана

Вообще соседние шестерни принято делать из материалов немного разной плотности. Так они дольше прослужат. Скорей всего производитель просто пренебрег этим.

Удачи в вашем труде!

Метки

О важности эвольвенты

Плохой способ изготовления шестеренок

Довольно часто в любительских сообществах можно встретить неправильно спроектированные шестеренки — моделирование шестеренок дело не такое уж и простое. Как нетрудно догадаться, плохо спроектированные шестеренки плохо сцепляются, имеют избыточное трение, давление, отдачу, неравномерную скорость вращения.

Эвольвента (инволюта) — это определенного рода оптимальная кривая, описываемая по какому-либо контуру. В технике эвольвенту окружности используют как профиль зубца для колес зубчатой передачи. Это делается для того, чтобы скорость вращения и угол сцепления оставались постоянными. Хорошо разработанный набор шестеренок должен передавать движение исключительно через вращение, с минимальным проскальзыванием.

Моделирование эвольвентной шестеренки с нуля — дело довольно нудное, так что перед тем, как за него браться, имеет смысл поискать шаблоны. Ссылки на некоторые из них будут даны ниже.

Шаг 3: Определяем размеры

Теперь мы можем определить параметры, чтобы сделать шестерню:

  1. Насколько большими / маленькими будут зубья шестерни (диаметр) — чем меньше шестерня, тем меньше должны быть зубья.
  2. Все зубья, которые собираются в сцепление (соединяются), должны быть одинакового размера, поэтому сначала нужно рассчитать меньшую шестерню.

Давайте начнем с зубьев размером 10 мм.

Я хочу шестерню с 5 зубьями, чтобы круг был 10х10 мм (в окружности) = 100 мм.

Чтобы нарисовать этот круг, мне нужно найти диаметр, поэтому я использую математику и калькулятор и делю окружность (100 мм) на Pi = 3,142.

Это дает мне диаметр 31,8 мм, и я могу нарисовать этот круг с помощью циркуля, а затем нарисовать с помощью циркуля на его окружности ровно 10 кругов диаметром 10 мм.

Если у вас есть такая возможность, то проще сделать все с помощью программного обеспечения для рисования. Если вы используете программное обеспечение, вы должны иметь возможность вращать круги зубьев вокруг основного круга, и вам нужно будет знать, как далеко повернуть каждый зуб. Это легко рассчитать: делите 360 градусов на количество кругов. Таким образом, для наших 10 кругов 360/10 = 36 градусов для каждого зуба.

Процесс термической пайки

Он начинается с основательного и равномерного прогрева с помощью газо-ацетиленовой горелки, как места пайки, так и прилегающих частей шестерни. Иначе увеличивается вероятность образования трещин в чугунной детали.

Затем докрасна прогревается место пайки и слегка кремнистый (силиконовый) бронзовый стержень, который после разогрева опускается в емкость с флюсом, состоящий в основном из буры с добавлением небольшого количества магния.

Далее силиконовый бронзовый стержень, покрытый флюсом, помещается над впадиной и плавится с помощью пламени газо-ацетиленовой горелки. Эта операция продолжается до тех пор, пока кремнистый бронзовый припой не заполнит весь объем впадины между смежными целыми зубьями.

В конце этого этапа, чтобы от быстрого охлаждения напайка не потрескалась, накрываем восстанавливаемую деталь сварочным одеялом из стекловолокна и оставляем до медленного остывания в течение необходимого времени.

Особые преимущества послойной печати и примеры использования шестеренок

Итак, в чем же преимущество 3D-печати шестеренок перед традиционными методами их изготовления, и насколько прочными получаются шестеренки?

Напечатанные пластиковые шестеренки дешевы, процесс быстр, можно без труда получить специализированный результат. Сложные шестеренки и 3D-вариации печатаются без проблем. Процесс прототипирования и создания проходит быстро и чисто. Самое главное то, что 3D-принтеры достаточно распространены, так что набор STL-файлов из интернета может обеспечить тысячи людей.

Конечно, печатать шестеренки распространенным пластиком — это компромисс по качеству поверхности и износостойкости, если сравнивать с литыми или обработанными пластиковыми шестернями. Но если правильно все спроектировать, напечатанные шестеренки могут оказаться достаточно эффективным и разумным вариантом, а для некоторых решений — идеальным.

Большинство рабочих приложений выглядят наподобие редуктора
, как правило, для небольших электродвигателей, ручек и заводных ключей. Это потому, что электродвигатели отлично работают на высоких скоростях, но у них возникают проблемы с резким снижением оборотов, и обойтись без шестереночной передачи в таком случае проблематично. Вот примеры:

Как выбрать?

Перед покупкой масла нужно изучить все разновидности, определить для чего она нужна и убедиться, что она соответствует следующим требованиям:

  1. Инертности к полимерам (смазка не должна вступать в реакцию с пластиком, чтобы не навредить движущим деталям, даже универсальные смеси могут повредить пластиковую поверхность).
  2. Стабильность состава (смазка для пластмассовых шестеренок должна хорошо удерживаться на пластиковой поверхности и не менять вязкость и густоту при низких и высоких температурах).
  3. Универсальность (очень часто в движущих механизмах используются элементы не только из пластмассы, но и металла с резиной, поэтому средство должно подходить к разным материалам).
  4. Совместимость с фторопластом (из этого материала изготавливается большинство пластиковых шестеренчатых механизмов, поэтому если нет информации о материале, такая смазка практически точно подойдет).
  5. Неподверженность к воспламенению (пластиковые редукторы сильно греются, поэтому смазка не должна самовоспламеняться от высокой температуры).
  6. Экологичность (она должна быть безопасной для человека, так как пластиковые пары трения часто встречаются в кухонной и другой технике, с которой человек вступает в непосредственный контакт).
  7. Противодействие влаги (она должна защищать механизм от воды и не смываться ей).
  8. Хорошая сцепляемость (пластиковая поверхность очень гладка, поэтому обычные масла плохо удерживаются на деталях).

При выборе смазки важно учитывать тип рабочих механизмов и условия, при которых они работают. Учитывая это, можно выделить несколько типов:

  1. Для механизмов с пластиковыми и металлическими деталями (смазка должна отлично удерживаться на поверхности различных материалов, защищать металл от коррозии и хорошо отводить тепло).
  2. Для механизмов, работающих при высоких температурах (смазка должна сохранять свои свойства и структура при экстремальных температурах)
  3. Для механизмов, которые эксплуатируются при низких температурах (обычные масла зимой или холодильном оборудовании застывают, потому следует подбирать смазку способную сохранять базовую вязкость, не зависимо от температуры).
  4. Для шестеренных передач, работающих при повышенных нагрузках (обычная смазка под высокой нагрузкой выдавливается из рабочей зоны, вследствие чего разрушается защитная пленка и срок эксплуатации механизмов значительно уменьшается).
  5. Для оборудования пищевой промышленности и для пластиковых деталей бытовой техники (производство пищевых продуктов предусматривает непосредственный контакт рабочих механизмов с едой, поэтому обычные смазки не подходят для таких целей, потому что содержат вредные для человека вещества).

Распространенные составы

Для смазки пластиковых зубчатых передач луче выбирать составы от мировых брендов, которые специализируются на разработки составов множество десятилетий. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие:

  1. Silicon Fett. Универсальная смазка для пластика, которая обладает отличной адгезией и водоотталкивающими свойствами. Может работать в широком диапазоне температур, как при низких, так и при высоких. При работе на высоких скоростях она не разлетается, а хорошо удерживается на поверхности пластика.Она отличается длительным сроком службы, она не требует замены, пока практически не высохнет, что происходит через несколько лет эксплуатации. Ее можно использовать в механизмах, сочетающих пластик с металлом или резиной.Нельзя использовать для пищевого оборудования и в открытых редукторах. Аналогом является силиконовая смазка Silicot.
  2. Thermoflex Spezialfett. Она также относится к универсальным, которые можно равноценно использовать не только в пластиковых механизмах, но и металлических. Отличается тем, что сохраняет свойства и структуру при низких температурах. Но не подходит для высоких, так как начинает плавиться и растекаться, вследствие чего защитная пленка разрушается и повышается трение. Также нельзя использовать для пищевого оборудования.
  3. СИ-180. Отечественная силиконовая смазка. Продается в шприцах небольшого объема, так как применяется для смазки небольших механизмов. Белая смазка отлично удерживается на пластиковой поверхность, не изменяя свойства при высоких температурах. Она не относится к группе пищевых.
  4. Смазки для пищевого оборудования. Это отдельная группа, цена на которые значительно выше обычных, применяется в бытовом оборудовании и на производстве. Наиболее популярной является OKS 1110, которая используется не только для смазки, но и для уплотнения. Также можно выделить пищевую смазку Loctite для пластика и резины, изготовлена на основе силикона.Срок эксплуатации пластиковых механизмов напрямую зависит от ухода за ними. Выбор качественной смазки позволит добить оптимальной, бесперебойной работы и сэкономить деньги на ремонтах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Метки: Масла и смазки

Как можно восстановить зубья пластиковой шестерни.

В качестве заготовки для протезов, если так можно сказать, использовали подготовленные отрезки от стоек спиц самого обычного зонтика. Кстати, зонтик ещё времён СССР с соответствующим качеством металлических деталей.

Стойки эти уже имеют профиль, в поперечном разрезе напоминающий эвольвентный профиль зубьев имеющейся шестерни и нам оставалось лишь дополнительно придать им форму идентичную той, которая полностью будет копировать зуб ведущей шестерни по впадинам на ободе между зубьями колеса ведомой шестерни.

При увеличенном радиальном зазоре зубья в передаточном узле будут сдавливать друг друга, появится тугой ход, увеличится диаметр посадочного отверстия под вал, может сорваться головка или ножка зуба, лопнуть сама шестерня и многое другое.

В случае уменьшения радиального зазора в том же передаточном узле могут повредиться лишь зубчатые венцы. При неизменном осевом расстоянии шестерен глубина захода уменьшится, при неравномерной нагрузке на редуктор в какой-то момент зубья начнут проскакивать, стираться или обламываться. Последствия в данном случае так же могут быть разными.

Используя зубчатый венец колеса ведомой шестерни, подготовленные заготовки для зубчатого венца восстанавливаемой шестерни подогнули таким образом, что бы сохранился нормальный боковой зазор в сопряжении зубчатых колёс.

Ступица у восстанавливаемой шестерни оказалась широкой, материал, из которой изготовлена шестерня плавится при температуре выше 210 0 С, чего было достаточно для того, что бы воспользоваться горячим паяльником и аккуратно вплавить «протезные» заготовки в тело ступицы и в повреждённый венец восстанавливаемой шестерни.

Вплавлять накладки нужно строго перпендикулярно диску шестерни, что бы плоскость зацепления зубчатой передачи была как можно больше и сохранялась одинаковой в сопряжении зубчатых колёс шестерен.

Проверялась штангенциркулем и величина окружности вершин восстанавливаемого зубчатого венца шестерни, — одним словом, при вплавлении каждой накладки придерживались размеров восстанавливаемого зубчатого венца, близких к первоначальным.

Накладки вплавляли не на всю ширину ступицы шестерни, да бы не обрезать венец со ступицей от диска восстанавливаемой шестерни. Выступающие края наплавленных накладок аккуратно сточили напильником, не перегревая металл.

Особенности применения смазки для пластиковых шестерен

Многие считают, что, если зубчатые передачи изготовлены из пластика, они не требуют смазки. К сожалению, это часто приводит к повреждениям и преждевременному износу механизмов. Смазку для пластика стоит использовать практических для всех типов пластиковых шестеренок, так как она обеспечивает следующие функции:

  • обеспечивает длительный ресурс работы шестерен из пластика и предупреждает преждевременный износ;
  • обеспечивает стабильную работу механизмов без перебоев;
  • препятствует возникновению неприятных шумов и скрипов, обеспечивая практически бесшумную работу;
  • сохраняет рабочую поверхность трущихся деталей целостной, без шероховатостей и потертостей;
  • препятствует деформации рабочих элементов редукторов и возникновению трещин;
  • защищает узлы от влияния внешних факторов, особенно высоких и низких температур.

Даже универсальные составы не могут гарантировать высокую эффективности. Воздействие обычных смесей на пластмассы может иметь следующие последствия:

  1. Под воздействием обычной смазки пластик теряет прочность, и на его поверхности возникают маленькие трещины. Это быстро приводит к повреждению зубьев шестерен, что становиться причиной выхода из строя всего механизма. Потом сделать восстановление зубчатых пар с помощью смазки не получится.
  2. Некоторые типы могут стать причиной набухания поверхности пластиковых деталей. Это приводит к заклиниванию шестерен, что может привести к поломке зубьев и всего узла в целом.
  3. Пластиковые поверхности обладают плохой адгезии. Из-за этого классическая смазка не держится на шестернях и разлетается в стороны во время быстрого вращения.
  4. Некоторые типы, например, солидол, выступают в качестве абразива. Во время работы зубья шестерен могут на глазах стереться. Это обычно приводит детали к полной непригодности.
  5. Классические смазки не могут обеспечить необходимую теплоотдачу. Пластиковые редукторы отличаются от металлических тем, что сильно нагреваются во время работы. Обычное масло тает и теряет нужную консистенцию, что приводит к перегреву пластика и изменения его формы и физических свойств.

На сегодняшний день пластиковые шестеренки используются в различных сферах:

  • компьютерная техника, в особенности серверы;
  • офисное оборудование, в том числе принтеры и сканеры.
  • мультимедийное оборудование, работа которых основана на вращательных механизмах;
  • типографическое оборудование, копировальная техника и устройства для широкоформатной печати;
  • в некоторых узлах автомобилей;
  • кассовые аппараты;
  • пищевое оборудование, в том числе конвейеры, смесительное и перевалочное оборудование.
  • кухонная техника;
  • медицинское оборудование;
  • детские игрушки, радиоуправляемые модельки самолетов и автомобилей.

Особое внимание требуют смазки для пластиковых шестерен, предназначенные для медицинского и пищевого оборудования, так как к ним выставляются не только механические требования, но и гигиенические

Методы крепления на ось

Тугая насадка на ось с насечками.
Этот самый простой метод встречается не слишком часто. Здесь надо быть внимательным со перекосом пластика, что с течением времени ухудшит передачу момента. Такая конструкция является также неразборной.

Ось на фиксирующем винте в плоскости шестерни.
Фиксирующий винт проходит сквозь шестерню и упирается в плоский участок на оси. Фиксирующий винт обычно направляется непосредственно в тело шестерни или через утопленную гайку через квадратное отверстие. У каждого метода есть свои риски.

Если направлять винт напрямую, можно сорвать хрупкую пластиковую резьбу. Метод с утопленной гайкой решает эту проблему, но, если не проявить достаточно аккуратности и приложить при креплении слишком большое усилие, тело шестерни может сломаться. Делайте шестерню потолще!

Добавление специальных ввинчивающихся термовставок, существенно улучшит прочность насадки на ось.

Утопленный шестигранник —
шестиугольная врезка, в которой сидит шестиугольная гайка под шестиугольный винт. Вокруг шестиугольника нужно напечатать достаточно сплошных слоев, так чтобы винту было за что держаться. При этом тоже полезно использовать фиксирующий винт, особенно если речь идет о высоких оборотах.

Клин
встречается в мире любительской 3D-печати нечасто.

Ось как единое целое с гайкой.
Такое решение хорошо противостоит нагрузкам на скручивание. Его, однако, очень трудно добиться на принтере, потому что шестерни приходится печатать перпендикулярно к поверхности стола, а любые оси при таком решении имеют слабое место по оси Z, что проявляется при высоких нагрузках.

Смазка 3D-напечатанных шестеренок

Если устройство работает при малых нагрузках, на малых скоростях и частотах, о смазке пластиковых шестеренок можно не беспокоиться. Но если нагрузки высоки, то можно попробовать продлить срок службы, смазывая шестерни и уменьшая трение и износ. В любом случае все функции шестеренок более эффективны при наличии смазки, а сами шестерни служат дольше

Для таких объектов, как шестеренки экструдера 3D-принтера, можно порекомендовать плотную смазку. Для этого отлично подойдут литол, PTFE или смазки на силиконовой основе. Смазку надо наносить, слегка протирая деталь туалетной бумагой, чистым бумажным полотенцем или не пыльной тканью, равномерно распределяя лубрикант, несколько раз провернув шестеренку.

Любая смазка лучше, чем никакой, но надо убедиться в ее химической совместимости с данным пластиком. А еще всегда надо помнить, что смазка WD-40 — отстой. Хотя она и прилично чистит.

Шаг 5: Получите шестерёнку

Поскольку такие полукруглые шестеренки легко вырезать, вы можете сделать их с помощью подручного инструмента и лобзика или пилы.

Раньше я делал шаблон из 9 или 10 зубьев на фанере и использовал его в качестве ориентира для моего ручного фрезера и без проблем вырезал шестерни.

Если у вас есть доступ к лазерному резцу, они могут быть вырезаны из акрила 3 или 5 мм толщины и быть очень маленьких размеров.

Данный материал есть общее руководство по проектированию и печати на послойном 3D-принтере пластиковых шестеренок.

Выключатель света на шестеренках — хитрый пример того, что можно будет спроектировать самостоятельно после прочтения этой статьи.

Тонкости моделирования зубца. Оптимальное количество зубцов

Подумайте вот о чем: если вам нужно передаточное число 2:1 для линейного механизма — сколько зубцов должно быть на каждой шестеренке? Что лучше — 30 и 60, 15 и 30 или 8 и 17?

Каждое из этих соотношений даст один и тот же результат, но комплект шестеренок в каждом случае будет при печати сильно отличаться.

Большее количество зубцов дает более высокий коэффициент сцепления (количество одновременно зацепленных зубцов) и обеспечивает более плавное вращение. Увеличение количества зубцов приводит к тому, что каждый из них должен быть меньше — чтобы уместиться на тот же диаметр. Мелкие зубцы более хрупкие, их сложнее точно напечатать.

С другой стороны, уменьшение количества зубцов дает больше объема для увеличения прочности.

Печатать на 3D-принтере меленькие шестеренки — это как раскрашивать в раскраске тонкие линии толстой кисточкой. (Это на 100% зависит от диаметра сопла и разрешения принтера по горизонтальной плоскости. Разрешение по вертикали не играет роли в ограничении по минимальным размерам).

Если вы хотите испытать свой принтер в деле печатания мелких шестеренок, можете воспользоваться этим STL:

Протестированный нами принтер все выполнил на высшем уровне, но при диаметре от примерно полудюйма зубцы стали выглядеть как-то подозрительно.

Совет заключается в том, чтобы делать зубцы как можно больше, избегая при этом предупреждения от программы о слишком малом их количестве, а также избегая пересечений.

Есть еще один момент, на который следует обратить внимание при выборе количества зубцов: простые числа и факторизация. Числа 15 и 30 оба делятся на 15, так что при таком количестве зубцов на двух шестеренках одни и те же зубцы будут постоянно встречаться друг с другом, образуя точки износа

Числа 15 и 30 оба делятся на 15, так что при таком количестве зубцов на двух шестеренках одни и те же зубцы будут постоянно встречаться друг с другом, образуя точки износа.

Более правильное решение — 15 и 31. (Это ответ на вопрос в начале раздела).

При этом не соблюдается пропорция, зато обеспечивается равномерный износ пары шестеренок. Пыль и грязь будут распределяться по всей шестеренке равномерно, износ тоже.

Опыт показывает, что лучше всего, если соотношение количества зубцов двух шестеренок лежит в интервале примерно от 0,2 до 5. Если требуется большее передаточное число, лучше добавить в систему дополнительную шестеренку, иначе может получиться механический монстр.

Мало зубцов — это сколько?

Такую информацию можно найти в каком-нибудь Справочнике механика. 13 — минимальная рекомендация для шестеренок с углом давления 20 градусов, 9 — рекомендованный минимум для 25 градусов.

Меньшее число зубцов нежелательно, потому что они будут пересекаться, что ослабит сами зубцы, да и в процессе печати придется решать проблему перекрытия.

Не-FDM 3D-печать

Большинство людей, даже убежденные любители, не имеют непосредственного доступа к другим технологиям 3D-печати для изготовления шестеренок. Между тем такие сервисы существуют и могут помочь.

SLA —
отличная технология для профессионального прототипирования шестеренок. Печатаемые слои не видны, в результате процесса можно получать очень мелкие детали. С другой стороны, детали получаются дорогими и несколько хрупкими. Если вы используете этот процесс для прототипирования будущей литой модели, проблем с ее извлечением не возникнет. Делайте деталь сплошной, а то она непременно сломается!

SLS —
очень точный процесс, в результате которого получаются прочные детали. Технология не требует подпорок для нависающих структур. Можно создавать сложные и подробные изделия, лучше со стенками толщиной до четверти дюйма. Слои печати также почти невидимы… НО, шершавая поверхность (потому что технология основана на порошковой печати) крайне склонна к износу. Требуется очень мощная смазка, и многие вообще не рекомендуют SLS-шестеренки для приложений длительного пользования.

Технология BinderJet
хороша для детализированных и точных многоцветных декоративных или не конструкционных
деталей. Подойдет для получения деталей безумных цветов, впрочем, очень хрупких и зернистых, так что это не то, что требуется для функциональных шестеренок.

Для изготовления шестерен используют такие материалы: железо, чугун, бронза, сталь простая углеродистая, специальные составы стали с примесью хрома, никеля, ванадия. Помимо металлов применяют смягчающие материалы: кожу, фибру, бумагу, они смягчают и обесшумливают зацепление. Но и металлические шестерни могут работать бесшумно, если их профиль выполнен с точностью. Для грубых передач производят «силовые» зубчатые колеса, их изготовляют литьем из чугуна и стали без последующей обработки. «Рабочие» зубчатые колеса для быстроходных передач изготовляются на фрезерных или зуборезных станках, с последующей термической обработкой – цементацией, которая предает зубьям твердость и устойчивость к износу. После цементации шестерни подвергаются обработке на шлифовальных станках.

Инструментарий для изготовления шестеренок

Высококачественные шестеренки можно делать на одних лишь бесплатных программах. То есть, существуют платные программы для очень оптимизированных и совершенных шестереночных соединений, с тонко настраиваемыми параметрами и оптимальной производительностью, но от добра добра не ищут. Просто надо сделать так, чтобы в одном и том же механизме использовались шестеренки, изготовленные одним и тем же инструментом, чтобы соединения сцеплялись как надо. Шестеренки лучше моделировать парами.

Вариант 1.
Найти имеющуюся модель шестеренки, модифицировать или масштабировать ее под свои нужды. Вот перечень баз данных, где можно найти готовые модели шестеренок.

  • McMaster Carr : обширный массив 3D-моделей, проверенных решений
  • GrabCAD : гигантская база данных присланных пользователями моделей
    .
  • GearGenerator.com генерирует SVG-файлы прямозубых шестеренок (Эти файлы могут быть конвертированы в импортируемые . Впрочем, некоторые программы, такие как Blender, умеют импортировать SVG напрямую, без танцев с бубнами).
  • https://inkscape.org/ru/ — бесплатная программа векторной графики с интегрированным генератором шестеренок. Приличное руководство по созданию шестеренок на Inkscape — и .

Редакторы STL-файлов

Большинство генераторов шаблонов шестеренок дают на выходе STL-файлы, что может раздражать, если вам требуются особенности, которых генератор не предлагает. STL-файлы — это PDF мира 3D, они изощренно сложны для редактирования, однако редактирование возможно.

TinkerCAD.
Хорошая элементарная браузерная CAD-программа, простая и быстрая в освоении, одна из немногих программ 3D-моделирования, которая умеет модифицировать STL-файлы. www.Tinkercad.com

Meshmixer.
Хорошая программа для масштабирования исходных форм. http://meshmixer.com/

Материалы для работы

Для того, чтобы восстановить пластмассовую шестерню, вам понадобятся:

  • двухкомпонентный эпоксидный клей для пластика;
  • старая зубная щетка;
  • обезжириватель;
  • емкость, в которой может полностью поместиться шестеренка;
  • картонка и палочка для смешивания компонентов клея;
  • машинное масло.

При покупке эпоксидного клея убедитесь, что он подходит для склеивания изделий из пластмассы.

Шаг 1. Обезжириваем поверхность

В небольшую емкость наливаем теплую воду и добавляем в нее растворитель жира. С помощью зубной щетки тщательно моем поврежденную шестеренку, чтобы клей лучше схватился. Споласкиваем под проточной водой. Даем шестеренке полностью высохнуть.

Шаг 2. Готовим клей

Выдавливаем из одного, а затем из другого тюбика необходимое количество клея в пропорциях, указанных в инструкции и смешиваем компоненты с помощью палочки. Если получился жидкий клей, то нужно дать время, чтобы он немного загустел до консистенции домашней сметаны. При этом он должен остаться пластичным. Не забываем помешивать его.

Время затвердевания клея у разных производителей может сильно отличаться. Поэтому перед началом работы с клеем следует подробно ознакомиться с инструкцией.

Шаг 3. Наносим клей

1

Когда клей достигнет нужной консистенции, наносим его с помощью палочки на поврежденный участок шестеренки.

2</h3>

Следим за тем, чтобы были хорошо обработаны все поврежденные части шестеренки.

Шаг 4. Даем клею высохнуть

1

Для этого кладем шестерню так, чтобы обработанная клеем поверхность оказалась сверху и ни с чем не соприкасалась. Можно что-то подложить под нижнюю часть, так чтобы шестерня оставалась в зафиксированном положении.

2

Чтобы ускорить процесс высыхания клея, можно воспользоваться обычным бытовым или же строительным феном.

3

В результате мы получили заготовку, из которой будем восстанавливать поврежденный участок шестерни.

Шаг 5. Формируем зубья шестерни

1

Берем часть механизма, в котором использовалась поврежденная шестерня. Обрабатываем шестерню, с которой в процессе работы соприкасалась сломанная деталь, машинным маслом или солидолом.

2

Надеваем поврежденную шестерню на прежнее место.

3

Вращая заготовку вокруг оси то в одну, то в другую сторону, прокатываем ее по обработанной маслом шестерне, тем самым формируя зубья.

4

В результате получаем полноценную шестерню.

ВИДЕО: Простой способ восстановления пластиковой шестерни

10Total ScoreКак легко восстановить пластмассовую шестерню в домашних условиях

  • https://vesyolyikarandashik.ru/vosstanavlivaem-plastmassovuju-shesternju-sami/
  • https://stankiexpert.ru/spravochnik/pnevmatika/smazka-dlya-plastikovykh-shesterenok.html
  • https://krrot.net/vosstanovlenie-plastmassovuyu-shesternyu-svoimi-rukami/

Формирование профиля зуба

Закрепляем державку фрезы в шпинделе фрезерного станка и протачиваем стержень под размер отверстия в фрезе, периодически измеряя диаметр микрометром. В конце шлифуем место проточки наждачной бумагой и протираем ветошью.

Надеваем на державку фрезу и закрепляем на торце крепежным болтом вначале от руки, а в конце специальным ключом с воротком. Устанавливаем на рабочий стол фрезерного станка делительную головку и заднюю бабку. Зажимая между ними идеально ровный стальной стрежень, выставляем эти узлы для обеспечения максимальной соосности в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для этого используем измерительные головки и регулируем положение задней бабки относительно делительной головки. После выставления, данные узлы надежно закрепляем на столе фрезерного станка.

Самая важная операция – это точное выставление фрезы относительно восстанавливаемой шестерни. Для этого используем штангенциркуль, микрометр, металлическую линейку.

Делим характеристику головки на число зубьев и получаем количество оборотов рукоятки на 1 зуб. Обычно получается дробное число. Затем это значение находится на круге делителя.

Теперь можно включить шпиндель фрезерного станка и приступить к формированию одной из впадин восстанавливаемого зуба. Это лучше сделать за 2-3 прохода, чтобы не повредить наплавку. При формировании зуба необходимо удалять с фрезы частицы срезаемого материала и смазывать инструмент. Далее отводим фрезу и поворачиваем шестерню строго на шаг делительной головкой и вновь повторяем предыдущую операцию.