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3D打印齿轮:专业设计技巧和软件建议

3D打印齿轮:专业设计技巧和软件建议

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【摘要】:
3D打印在机械工程项目中有很多巨大的应用。但是您是否知道借助3D打印可以生产出坚固而功能齐全的齿轮?那么3D打印机齿轮有哪些优势?今天,我们将为您提供有关设计过程的专业提示,讨论3D打印材料,并就最佳使用软件提供建议。设计技巧:3D打印齿轮时要注意的事项  3D打印齿数选择在设计齿轮时,必须考虑它们的比率。

3D打印在机械工程项目中有很多巨大的应用。 但是您是否知道借助3D打印可以生产出坚固而功能齐全的齿轮?那么使用3D打印机制作齿轮有哪些优势?今天,我们将为您提供有关设计过程的专业提示,讨论3D打印材料,并就最佳使用软件提供建议。

设计技巧:3D打印齿轮时要注意的事项

 

 

3D打印齿数选择

在设计齿轮时,必须考虑它们的比率。3D打印齿轮的建议比例为0.2到5。这会影响齿轮上的齿数。如果选择2:1,则可以创建各种数量的齿:30和60、15和30或8和16…有很多组合。

齿数还取决于压力角。我们将在下一节中讨论压力角。推荐用于20度压力角的齿数最少为13。对于25度角,齿的数量最少为9。为什么是这些数?因为如果您设计的牙齿较少,则它们将需要底切,这对3D打印可能会带来挑战。

额外提示:说到精确数字时,一个有趣的解决方案是设计额外的齿数。例如15和31。为什么? 因为15和30时,齿轮模数总是以相同的方式相遇,因此磨损得更快。拥有15和31颗牙齿,使用痕迹将平均分布。

3D打印齿轮强度

 

 

通常,如果齿数较少,则齿轮会更坚固。而且,单个模数将变大,这也使整个齿轮更加坚固。此外,细小的模数较弱,容易折断,齿轮可能会跳过它们,从而无法维持齿轮之间正常工作。小齿轮也很难生产,较大的齿将以更高的精度生产。 您应该真正考虑您的齿轮需要多少齿。

为了获得更坚固的齿轮,基本上,加大宽度意味着增加强度。就厚度而言,建议将其设计为齿轮圆周螺距的至少3至5倍。牢记这些价值观应该可以帮助您生产出坚固的3D打印设备。

3D打印齿轮精确度

齿轮的精度取决于齿数和强度。但是,不要设计只有几齿的齿轮,找到平衡点很重要。 较多的齿也意味着旋转运动的工作流程更顺畅,因此会影响整个机械结构。因此,请考虑研发项目的目的以及齿轮的精度。为了提高机构的精度,您可以考虑增加一个齿轮。它将为您的项目提供更多的稳定性,并使您的机制均匀运行。

3D打印齿轮压力角

 

 

压力角,也称为倾斜角,是指齿面与齿轮切线之间的角度。角度越大,齿越三角形。三角齿更易于3D打印,并且更坚固,但另一方面,它们传递扭矩的效率较低,并且噪音更大。对于3D打印齿轮,对于手掌大小的齿轮,建议使用25度的压力角。它将为齿轮提供刚度和稳定性。

最适合设计3D打印齿轮的软件

在进行3D打印建模时,您可以设计出完全适合您需求的高度定制的齿轮。借助3D打印,您可以以最佳质量实现精度。实际上,有一些真正有用的在线工具专用于3D打印建模工具。其中之一称为Gear Generator,由于其用户友好的界面,您可以快速设计自己的机制。 其他在线软件是Rush Gear和Hessmer Spur Gear Builder。

3D打印齿轮材料选择

刚度和耐用性是3D打印齿轮应考虑的主要特性之一,这些是尼龙的特征。尼龙PA12是用于机械项目的优质塑料材料。它具有低摩擦系数,高熔点和层间附着力。值得一提的是尼龙不防水。

 

 

3D打印齿轮的另一种有趣材料是金属。3D打印提供多种选择:

铝质AlSi7Mg0.6– 3D打印粉末,坚固耐用且重量轻

Al4-V钛金属细粉,具有低毒性和高熔点的特点

316和316L不锈钢–这种材料将为您提供高精度和强大的耐腐蚀性能

Ultrafuse 316 –这是一种3D打印长丝,由90%不锈钢和10%聚合物粘合剂制成

您应该制作3D打印齿轮吗?

如您所见,3D打印具有很多优势。您可以高度自定义齿轮,调整齿轮形状,选择合适的技术和材料进行3D打印。还需要牢记一些基本值,例如牙齿的数量和形状或压力角。希望您发现我们所有的建议都有用。