FreeCAD: Il tuo modellatore 3D parametrico

Posizione nel menu
Ingranaggio ad evolvente
Gear → Involute Gear
Ambiente
FCGear
Avvio veloce
None
Introdotto nella versione
v0.16
Vedere anche
FCGear: Ingranaggio cicloidale

Descrizione

The FCGear InvoluteGear command creates an involute gear wheel with spur gearing by default that can also be transformed into a helical gearing or a double helical gearing.

Grazie al rapporto di ingranamento favorevole e alla produzione relativamente semplice, la dentatura ad evolvente è la forma del dente più comune nell'ingegneria meccanica. Le ruote dentate si trovano ovunque sia necessario trasferire movimento e forza da una parte all'altra. Si trovano, ad esempio, nelle macchine, nelle automobili, negli orologi o negli elettrodomestici. Il movimento viene spesso trasferito direttamente da una ruota dentata all'altra, ma talvolta anche tramite una catena. Inoltre è possibile modificare il senso di rotazione. È anche possibile trasformare un movimento radiale in uno lineare tramite una cremagliera ad evolvente.

Da sinistra a destra: ingranaggio cilindrico, ingranaggio elicoidale, ingranaggio elicoidale doppio

Utilizzo

Passare a FCGear.
Esistono diversi modi per richiamare il comando:
- Premere il pulsante Involute Gear nella barra degli strumenti.
- Selezionare l'opzione Gear → Involute Gear dal menu.
Modificare ogni parametro dell'ingranaggio alle condizioni richieste (vedere Proprietà).

Proprietà

Dati

accuracy

Datinumpoints (Integer): L'impostazione predefinita è 20. Modifica del profilo dell'evolvente. La variazione di questo valore può portare a risultati imprevisti.
Datisimple (Bool): Il valore predefinito è false, true genera una visualizzazione semplificata (senza denti e solo un cilindro col diametro primitivo).

base

Datiheight (Length): Il valore predefinito è 5 mm. Valore della larghezza dell'ingranaggio.
Datimodule (Length): L'impostazione predefinita è 1 mm. Il modulo è il rapporto tra il diametro di riferimento dell'ingranaggio diviso per il numero di denti (vedere Note).
Datinum_teeth (Integer): L'impostazione predefinita è 15. Numero di denti (vedere Note).

computed

Datiaddendum_diameter (Length): Il valore predefinito è 17 mm. Diametro esterno, misurato all'addendum (la punta dei denti).
Datiangular_backlash (Angle): (sola lettura) L'angolo di cui questo ingranaggio può ruotare senza muovere l'ingranaggio corrispondente.
Datipitch_diameter (Length): Il valore predefinito è 15 mm. Diametro primitivo.
Datiroot_diameter (Length): (sola lettura) Diametro interno, misurato alla base dei denti.
Datitransverse_pitch (Length): Il valore predefinito è 3.14 mm. Il passo trasversale.
Datitraverse_module (Length): DIl valore predefinito è 1 mm. Il modulo trasversale dell'ingranaggio generato.

fillets

Datihead_fillet (Float): L'impostazione predefinita è 0 mm. Il raggio sulla testa del dente.
Datiroot_fillet (Float): L'impostazione predefinita è 0 mm. Il raggio sul piede del dente
Datiundercut (Bool): L'impostazione predefinita è false, true cambia il profilo del dente sul fondo (vedere Note).

helical

Datidouble_helix (Bool): L'impostazione predefinita è false, true crea un ingranaggio a doppia elica (vedere Note).
Datihelix_angle (Angle): L'impostazione predefinita è 0 °. Con l'angolo dell'elica β viene creato un ingranaggio elicoidale – valore positivo → senso di rotazione destra, valore negativo → senso di rotazione sinistra (vedere Note).
Datiproperties_from_tool (Bool): L'impostazione predefinita è false. Se true e Datibeta non è zero, i parametri dell'ingranaggio vengono ricalcolati internamente per l'ingranaggio ruotato.

hole

DatiAxle_hole (Bool): Il valore predefinito è false. true crea un foro centrale per un asse.
DatiAxle_holesize (Length): Il valore predefinito è 10 mm. Diametro del foro asse.
Datioffset_hole (Bool):Il valore predefinito è false, true abilita un foro sfalsato.
Datioffset_holeoffset (Length): Default is 10 mm. Lo spostamento del foro sfalsato.
Datioffset_holesize (Length): Il valore predefinito è 10 mm. Diametro del foro sfalsato.

involute

Datipressure_angle (Angle): Il valore predefinito è 20 ° (vedere Note).
Datishift (Float): Il valore predefinito è 0. Genera uno spostamento del profilo positivo o negativo (vedere Note).

tolerance

Datibacklash (Length): L'impostazione predefinita è 0. Il gioco, chiamato anche aria o spaziatura, è la distanza tra i denti di una coppia di ingranaggi.
Daticlearance (Float): L'impostazione predefinita è 0.25 (vedere Note).
Datihead (Float): L'impostazione predefinita 0. Questo valore viene utilizzato per modificare l'altezza del dente.
Datireversed_backlash (Bool): true diminuzione del gioco o false (predefinito) aumento del gioco vedere Note).

version

Dativersion (String):

Note

beta: Quando viene modificato beta, cambia anche diametro primitivo. La seguente formula illustra come interagiscono i parametri: d = m * Z / cos beta (Z = numero di denti, d = diametro primitivo, m = modulo). Ciò significa che per la ruota dentata cilindrica: cos beta = 0 e per la ruota elicoidale: cos beta > 0. Tuttavia un angolo dell'elica inferiore a 10° non presenta quasi alcun vantaggio rispetto ai denti diritti.
clearance: In una coppia di ingranaggi, il gioco è la distanza tra la testa del dente del primo ingranaggio e il piede del dente del secondo ingranaggio.
double_gear: Per utilizzare la doppia dentatura elicoidale è necessario prima inserire l'angolo dell'elica β (beta) per la dentatura elicoidale.
module: Utilizzando le linee guida ISO (Organizzazione internazionale per la standardizzazione), la dimensione del modulo è designata come l'unità che rappresenta le dimensioni dei denti degli ingranaggi. Modulo (m): m = 1 (p = 3.1416), m = 2 (p = 6.2832), m = 4 (p = 12.566). Se si moltiplica il modulo per pigreco, si può ottenere il passo (p). Il passo è la distanza tra i punti corrispondenti dei denti adiacenti.
shift: Lo spostamento del profilo non viene utilizzato semplicemente per prevenire il sottosquadro. Può essere utilizzato per regolare la distanza centrale tra due ingranaggi. Se viene applicata una correzione positiva, tale da prevenire il sottosquadro in un pignone, lo spessore del dente nella parte superiore è più sottile.
teeth: Se si cambia il numero di denti, cambia anche il diametro primitivo (dw).
undercut: Il sottosquadro viene utilizzato quando il numero di denti di un ingranaggio è troppo piccolo. Altrimenti l'ingranaggio di accoppiamento taglia il piede del dente. Il sottosquadro non solo indebolisce il dente come un vitino di vespa, ma rimuove anche parte dell'evolvente utile adiacente al cerchio di base.
pressure_angle: 20° è un valore standard in questo caso. L'angolo di pressione è definito come l'angolo tra la linea d'azione (tangente comune ai cerchi di base) e una perpendicolare alla linea dei centri. Pertanto, per gli ingranaggi standard, gli ingranaggi con angolo di pressione di 14,5° hanno i cerchi di base molto più vicini ai piedi dei denti rispetto agli ingranaggi da 20°. È per questo motivo che gli ingranaggi da 14,5° incontrano maggiori problemi di sottosquadro rispetto agli ingranaggi da 20°. Importante. l'angolo di pressione cambia con uno spostamento del profilo. Modificare il parametro solo se si dispone di una conoscenza sufficiente della geometria dell'ingranaggio.
reversed_backlash: Se sono presenti più ingranaggi, prestare attenzione per quale ingranaggio viene impostato il parametro.

Limitazioni

Un profilo del dente 2D, ottenuto impostando Datiheight su zero, non può essere utilizzato con funzionalità che richiedono una forma 2D. Ad esempio, le funzioni PartDesign: Estrusione e PartDesign: Elica additiva non accettano tale profilo come base. Per i dettagli tecnici, fare riferimento al relativo issue su GitHub.

Formule utili

Ingranaggi cilindrici standard

Qui “standard” si riferisce a quegli ingranaggi cilindrici senza coefficiente di spostamento del profilo ( $x$ ).

Formule base comuni agli ingranaggi cilindrici standard interni ed esterni
Simbolo	Termine	Formula	Parametro FCGear
$m$	Modulo	-	$module$
$z$	Numero di denti	-	$teeth$
$α$	Pressure Angle	Tipicamente, $α = 2 0^{\circ}$	$pressure_angle$
$d$	Diametro di riferimento o Diametro primitivo	$z \cdot m$	$dw$
$h_{a}^{*}$	Coefficiente di Addendum	Tipicamente, $h_{a}^{*} = 1$	$h_{a}^{*} = 1 + head$
$h_{f}^{*}$	Coefficiente di Dedendum	Tipicamente, $h_{f}^{*} = 1.25$	$h_{f}^{*} = 1 + clearance$
$h_{a}$	Addendum	$h_{a} = h_{a}^{*} \cdot m$	-
$h_{f}$	Dedendum	$h_{f} = h_{f}^{*} \cdot m$	-
$h$	Altezza dente o Profondità dente	$h = h_{a} + h_{f}$ Tipicamente, $h = 2.25 \cdot m$	-
$x$	Coefficiente di spostamento del profilo	Per ingranaggi standard, $x = 0$	$shift$

Formule di base specifiche per ingranaggi cilindrici standard esterni
Simbolo	Termine	Formula
$d_{a}$	Diametro di testa	$d_{a} = d + 2 \cdot h_{a}$ Tipicamente, $d_{a} = (z + 2) \cdot m$
$d_{f}$	Diametro di piede	$d_{f} = d - 2 \cdot h_{f}$ Tipicamente, $d_{f} = (z - 2.5) \cdot m$

Formule di base specifiche per ingranaggi cilindrici standard interni
Simbolo	Termine	Formula
$d_{a}$	Diametro di testa	$d_{a} = d - 2 \cdot h_{a}$ Tipicamente, $d_{a} = (z - 2) \cdot m$
$d_{f}$	Diametro di piede	$d_{f} = d + 2 \cdot h_{f}$ Tipicamente, $d_{f} = (z + 2.5) \cdot m$

Formule di base specifiche per una coppia di ingranaggi cilindrici esterni standard
Simbolo	Termine	Formula
$a$	Distanza tra i centri	$a = \frac{d_{1} + d_{2}}{2}$
$c$	Giogo tra testa e piede	$c_{1} = h_{f 2} - h_{a 1}$ $c_{2} = h_{f 1} - h_{a 2}$ Tipicamente, $c = 0.25 \cdot m$

Standard Helical Gears

As above with no profile shifting but the helix angle ( $β$ ) is taken into account.

Ingranaggi elicoidali e a doppia elica
- diametro primitivo (dw) = module * teeth : cos beta
- interasse = (diametro primitivo (dw) 1 + diametro primitivo (dw) 2) : 2
- diametro addendum = diametro primitivo (dw) + 2 * modulo
- module = diametro primitivo (dw) * cos beta : denti

Script

Utilizzare la potenza di Python per automatizzare la modellazione degli ingranaggi:

import FreeCAD as App
import FreeCADGui as Gui
import freecad.gears.commands
gear = freecad.gears.commands.CreateInvoluteGear.create()
gear.num_teeth = 20
gear.helix_angle = 20
gear.height = 10
gear.double_helix = True
App.ActiveDocument.recompute()
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")

Ingranaggio ad evolvente interno

FCGear

Informazioni SEPA
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IBAN:	BE04 0019 2896 4531
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