Donate

Wewnętrzna zębatka ewolwentowa

środowisko pracy Gear

Opis

Polecenie FCGear InvoluteGear domyślnie tworzy koło zębate ewolwentowe o uzębieniu prostym, które można również przekształcić w uzębienie śrubowe lub podwójne uzębienie śrubowe.

Ze względu na korzystny współczynnik zazębienia i stosunkowo prostą produkcję, przekładnie ewolwentowe są najczęściej stosowaną formą zębów w inżynierii mechanicznej. Koła zębate można znaleźć wszędzie tam, gdzie ruch i siła mają być przenoszone z jednej części na drugą. Na przykład można je znaleźć w maszynach, samochodach, zegarkach lub urządzeniach gospodarstwa domowego. Ruch jest często przenoszony bezpośrednio z jednego koła zębatego na drugie, ale czasami również za pomocą łańcucha. Ponadto można zmienić kierunek obrotu. Możliwa jest również łatwa zmiana ruchu promieniowego na liniowy za pomocą ewolwentowej listwy zębatej.

Od lewej do prawej: Przekładnia czołowa, przekładnia walcowa, podwójna przekładnia walcowa

Użycie

1. Przejdź do środowiska pracy Gear.
2. Istnieje kilka sposobów na wywołanie polecenia:
   • Naciśnij przycisk Koło zębate ewolwentowe na pasku narzędzi.
   • Wybierz z menu opcję Gear → Koło zębate ewolwentowe.
3. Zmień parametry zębatki na wymagane (patrz Właściwości).

Właściwości

Zapoznaj się również z informacjami na stronie: Widok właściwości.

Obiekt InvoluteGear wywodzi się z obiektu Część: Cecha i dziedziczy wszystkie jego właściwości. Posiada on również następujące dodatkowe właściwości:

Dane

Dokładność

• DANEliczba punktów (Integer): Domyślnie 20. Zmiana profilu ewolwentowego. Zmiana wartości może prowadzić do nieoczekiwanych rezultatów.
• DANEuprość (Bool): Wartością domyślną jest Fałsz, Prawda generuje uproszczone wyświetlanie (bez zębów i tylko cylinder o średnicy podziałowej).

Podstawowe

• DANEkoło zębate (PythonObject): Obiekt koła zębatego Pythona.
• DANEwysokość (Length): Wartością domyślną jest 5 mm. Wartość szerokości koła zębatego.
• DANEmoduł (Length): Domyślnie 1 mm. Moduł jest stosunkiem średnicy referencyjnej koła zębatego podzielonej przez liczbę zębów (patrz Uwagi).
• DANEliczba_zębów (Integer): Domyślną wartością jest 15. Liczba zębów (patrz Uwagi).

Obliczone

• DANEaddendum_diameter (Length): Domyślna wartość to 17 mm. Średnica zewnętrzna mierzona dla addendum (czubka zęba).
• DANEangular_backlash (Angle): (tylko do odczytu) Kąt, o który koło może się obrócić bez poruszania drugiego koła w parze.
• DANEpitch_diameter (Length): Domyślna wartość to 15 mm. Średnica podziałowa.
• DANEroot_diameter (Length): (tylko do odczytu) Średnica podstawy, mierzona przy podstawie zęba.
• DANEtransverse_pitch (Length): Domyślna wartość to 3.14 mm. Podziałka poprzeczna.
• DANEtraverse_module (Length): Domyślna wartość to 1 mm. Moduł poprzeczny generowanego koła.

Zaokrąglenie

• DANEzaokrąglenie_głowy (Float): Domyślnie 0 mm. Zaokrąglenie głowy zęba.
• DANEzaokrąglenie_stopy (Float): Domyślnie 0 mm. Zaokrąglenie stopy zęba.
• DANEpodcięcie (Bool): Domyślną wartością jest Fałsz, Prawda zmienia profil korzenia zęba (patrz Uwagi).

Śrubowy

• DANEdouble_helix (Bool): Domyślną wartością jest Fałsz, Prawda tworzy podwójną helisę (patrz Uwagi).
• DANEhelix_angle (Angle): Domyślnie 0 °. Z kątem helisy β tworzone jest koło zębate śrubowe – dodatnia wartość → kierunek obrotu w prawo, ujemna wartość → kierunek obrotu w lewo (zobacz Uwagi).
• DANEproperties_from_tool (Bool): Domyślną wartością jest Fałsz. Jeśli wybrano Prawda i parametr DANEhelix_angle nie jest równy zero, parametry koła zębatego są obliczane wewnętrznie dla obróconego koła zębatego.

hole

• DANEAxle_hole (Bool): Domyślna wartość to Fałsz. Prawda aktywuje środkowy otwór na oś.
• DANEAxle_holesize (Length): Domyślna wartość to 10 mm. Średnica otworu na oś.
• DANEoffset_hole (Bool): Domyślna wartość to Fałsz, Prawda aktywuje odsunięty otwór.
• DANEoffset_holeoffset (Length): Domyślna wartość to 10 mm. Odsunięcie dla odsuniętego otworu.
• DANEoffset_holesize (Length): Domyślna wartość to 10 mm. Średnica odsuniętego otworu.

Ewolwenta

• DANEkąt_natarcia (Angle): Domyślnie 20° (patrz Uwagi).
• DANEprzesunięcie (Float): Domyślnie 0. Generuje dodatnie i ujemne przesunięcie profilu (patrz Uwagi).

Tolerancja

• DANEbacklash (Length): Domyślnie 0. Luz zwrotny, zwany również lagiem lub swobodnym biegiem, to odległość między zębami w parze kół zębatych.
• DANEprześwit (Float): Domyślnie 0.25. (patrz Uwagi).
• DANEhead (Float): Domyślnie 0. Wartość ta jest używana do zmiany wysokości zęba.
• DANEreversed_backlash (Bool): Wartość Prawda zmniejsza luz lub Fałsz (domyślnie) i właściwość backslash zwiększa luz (patrz Uwagi).

Wersja

• DANEWersja (String):

Uwagi

• DANEhelix_angle (beta, ${\displaystyle \beta }$): Zmiana kąta pochylenia linii śrubowej nie zmienia średnicy podziałowej, ściślej — poprzecznej średnicy podziałowej (${\displaystyle d_t}$), ponieważ właściwość DANEmodule reprezentuje moduł poprzeczny (${\displaystyle m_t}$), chyba że właściwość DANEproperties_from_tool ma wartość true. W takim przypadku reprezentuje ona moduł normalny (${\displaystyle m_n}$), a wszystkie właściwości zależne od modułu poprzecznego w grupie computed zostaną podzielone przez cos ${\displaystyle \beta }$, a tym samym powiększone.
  • Koło o zębach prostych: ${\displaystyle \beta =0^{\circ }}$, ${\displaystyle \cos (\beta )=1}$ oraz ${\displaystyle m_t=m_n}$
  • Koło zębate skośne: ${\displaystyle \beta >0^{\circ }}$, ${\displaystyle \cos (\beta )<1}$ oraz ${\displaystyle m_t=\frac{m_n}{\cos (\beta )}}$
  • ${\displaystyle d_t=z\cdot m_t=z\cdot \frac{m_n}{\cos (\beta )}}$

  Jednak kąt pochylenia mniejszy niż 10° praktycznie nie daje przewagi w porównaniu z zębami prostymi.

• DANEclearance (${\displaystyle c}$): W parze kół zębatych luz to odległość między wierzchołkiem zęba pierwszego koła a podstawą zęba drugiego koła.
• DANEdouble_helix: Aktywuje uzębienie dwuskośne, jeśli właściwość DANEhelix_angle jest większa od 0 (${\displaystyle \beta >0^{\circ }}$).
• DANEmodule (${\displaystyle m}$): Zgodnie z wytycznymi ISO (International Organization for Standardization) moduł jest jednostką reprezentującą wielkość zębów koła zębatego.
  • Moduł pomnożony przez liczbę zębów (${\displaystyle z}$) określa średnicę koła podziałowego (${\displaystyle d}$): ${\displaystyle d=m\cdot z}$
  • Moduł pomnożony przez liczbę Pi (${\displaystyle \pi }$) określa podziałkę (${\displaystyle p}$) — długość łuku na kole podziałowym między odpowiadającymi sobie punktami sąsiednich zębów: ${\displaystyle p=m\cdot \pi }$
• DANEshift: Przesunięcie zarysu nie służy wyłącznie do zapobiegania podcięciu. Może być użyte do regulacji odległości osiowej między dwoma kołami zębatymi. Zastosowanie dodatniej korekcji, np. w celu zapobieżenia podcięciu w kole zębatym, powoduje zmniejszenie grubości zęba przy wierzchołku.
• DANEnum_teeth (number of teeth, ${\displaystyle z}$): Zmiana liczby zębów powoduje również zmianę średnicy podziałowej (${\displaystyle d}$).
• DANEundercut: Podcięcie jest stosowane, gdy liczba zębów koła jest zbyt mała. W przeciwnym razie koło współpracujące wchodziłoby w podstawę zęba. Podcięcie nie tylko osłabia ząb, tworząc "talię osy", ale także usuwa część użytecznej ewolwenty w pobliżu koła zasadniczego.
• DANEpressure_angle (${\displaystyle \alpha }$): 20° jest tutaj wartością standardową. Kąt przyporu definiuje się jako kąt między linią działania (wspólną styczną do kół zasadniczych) a prostopadłą do linii łączącej środki. Dlatego w standardowych kołach zębatych koła o kącie przyporu 14,5° mają koła zasadnicze znacznie bliżej stóp zębów niż koła o kącie 20°. Z tego powodu koła o kącie 14,5° częściej napotykają problemy z podcięciem niż koła o kącie 20°. Ważne: kąt przyporu zmienia się wraz z przesunięciem zarysu. Parametr ten należy zmieniać tylko przy wystarczającej wiedzy na temat geometrii kół zębatych.
• DANEreversed_backlash: Jeśli występuje kilka kół zębatych, należy zwrócić uwagę, dla którego koła ustawiany jest ten parametr.

Ograniczenia

Profil zęba 2D, uzyskany przez ustawienie właściwości DANEwysokość na zero, nie może być używany z elementami wymagającymi kształtu 2D. Na przykład funkcje Wyciągnij i Addytywna helisa nie akceptują takiego profilu jako podstawy. Szczegóły techniczne można znaleźć w powiązanym problemie w serwisie GitHub.

Przydatne wzory

Standardowe koła zębate czołowe

Tutaj "standard" odnosi się do tych kół zębatych czołowych, które nie mają współczynnika zmiany profilu (${\displaystyle x}$).

Standardowe koła zębate helikalne

Jak wyżej, bez przesunięcia profilu, ale kąt helisy (${\displaystyle \beta }$) jest brany pod uwagę.

• Addendum (czubek zębów) i dedendum (podstawa zębów) są również sterowane modułem normalnym.
• Zależy to od właściwości DANEproperties_from_tool jeśli właściwość DANEmodule jest używana jako moduł normalny lub poprzeczny.

Tworzenie skryptów

Wykorzystaj moc środowiska Python, aby zautomatyzować modelowanie kół zębatych:

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")

Wewnętrzna zębatka ewolwentowa

środowisko pracy Gear