Привет. Мне нравится моделировать различные полезные вещи для 3Д печати. Сегодня я покажу как я сделал подпружиненное крепление для микрофона, для его размещения на спинке кресла.
Вместо микрофона на фото макет
Задача
На моем кресле из прошлого поста мне захотелось как-то крепить дополнительно оборудование. Крепление хотелось сделать универсальным, регулируемым по положению, и самое главное, хотелось сделать его подпружиненым, для лучшего контакта. Крепление я буду делать из двух частей - зажима и основания. соединяться они будут обычным куском трубы.
Зажим
Губки зажима должны быть подвижными друг относительно друга. Добиться этого можно двумя путями - сделать между ними петлю или сделать всю конструкцию гибкой. Я выбрал второй вариант, большой диапазон движения тут не нужен, и усложнять конструкцию не хочется.
Для начала сделаем эскиз и выдавим его.
1/2
Выглядит нормально. На этом этапе можно попробовать его напечатать, чтобы убедиться что гибкости хватает и все размеры подходят.
Дальше, нам надо добавить сюда отверстие для винта, который будет зажим стягивать. Просто отверстие делать не интересно, потому что при изгибе стенки перестанут быть параллельными, и получится некрасиво. Пэтому дальше я делаю отдельной деталью вот такой цилиндик.
1/3
В одной детали я делаю 2 тела, цилиндр с отверстием под винт, и оболочку вокруг него, чтобы вычесть её из тела куда он будет вставлен.
Дальше, делаю еще один эскиз, в основной сборке, и отмечаю там места куда эти цилиндры будут вставлены. Ну и отмечаю там где в стенках нужно добавить вырезы под винты. Потом добавляю в сборку 2 копии детали с цилиндром, и немного вычитаю-складываю-пересекаю.
1/5
Почти готово. осталось сделать губки. Их хочется сделать не из жесткого PETG, а из мягкого TPU. Для этого надо выделить их в отдельно е тело.
1/4
Делаю эскиз, выдавливаю новое тело, добавляю к нему выступ посередине, пересекаю с основным, и потом вычитаю его. Получаются отдельные губки.
Губки не вываливаются за счет того что их стенки не параллельны, а немного расширяются вглубину. А выступ посередине не дает им выпасть вверх и вниз.
1/2
Готово!
Основание
Теперь вторая часть. Основной компонент в ней - пружина кручения. Для начала - проверяем что пружину можно нормально напечатать, и у неё хватит жесткости
Печатается нормально, можно проектировать дальше
Пружину делаю добавив в деталь 2 спирали, и спроецировав их на эскиз.
1/2
Все попытки обойтись одной спиралью и выдавливанием по траектории у меня неизменно вызывали ошибки топологии.
Нашей пружине нужно добавить какую-то ось. Например такую
1/2
Дальше - делаем вокруг нашей пружины оболочку
1/2
А теперь небольшая хитрость. Пружина не должна касаться ни верха ни низа оболочки, и получается что её придется печататься в воздухе. 3д принтеры так не умеют, поэтому дальше я руками добавляю под неё небольшие поддержки.
1/2
Поддержки выдавливаю как тонкостенный элемент, а на низ спирали добавляю фаску побольше, чтобы уменьшить площадь контакта.
Похожую операцию делаю в нижней части оси. Оставляю здесь полоску шириной в одну линию (0.4мм), которую можно будет легко сломать когда деталь напечатается.
Ну а дальше - дело техники. Собираю в одну сборку 2 крепления к трубе и нашу пружинку, немного срезаю углы, добавляю фасочки - и отправляю на печать.
1/4
Результат
1/4
Вот такая загогулина!
Микрофон держится надежно, не выскальзывает. Можно легко подвинуть его в любое положение и закрепить. Пружина прижимает его к месту контакта, позволяя получать более качественный звук.
Скоро зима а значит пришло время до увлекательного время препровождения за моделированием всяких интересных штук и развитием собственных навыков. Сегодня расскажу о том как я бодался с разными программками что бы перейти от сканирования до готовой CAD модели.
На этапе отсечения от 3D скана всего лишнего
Первым делом берем и сканируем нашу искомую деталь (мотор редуктор от автомобиля).
Экспортируем и несем этот скан в формате OBJ в Blender:
Блендер необходим иначе компас не выдержит таких издевательств над ним.
Применяем к импортированной детали операцию Decimate в режиме Layout для того что бы уменьшить количество мешей и сохраняем файл в формате STL. Мне хватило уменьшения в 10 раз: 0.1.
Далее идем в Компас 3D и импортируем упрощенную модель которую компас сможет переварить на вашем железе.
Переводим модель в точную геометрию и создаем плоскость (отнеситесь к этой операции крайне серьезно).
Пока это оболочка которую редактировать не получится да и не все части просканировались идеально.
И начинаем выдавливать, вырезать пока не закончим:
Товарищи, в чем может быть проблема? При попытке выдавить модель, пишет ошибку «самопересечение контура» В эскизе проверка ничего не находит. Все контуры замкнуты, в проверке документа наложений не найдено. Но как только пытаюсь выдавить пишет «самопересечение контура» Визуально проверил каждый элемент эскиза и тоже ничего не увидел.
Мне понадобилось закрепить на профильной трубе пластиковую деталь, с возможностью перемещать её вдоль трубы и фиксировать в произвольном месте. Использовать металлический винт с барашком - не хотелось, чтобы не царапать трубу. Ну и вообще, просто захотелось.
Моделим
Моделить будем в Компасе. Для начала нарисуем "рубашку" вокруг трубы.
Дальше - рисуем наш эксцентрик. Внешний круг - это вырез, в котором он будет вращаться, внутренний - сам эксцентрик. Круги распологаю так, чтобы при повороте влево на 90 градусов он не выдавался внуть совсем, а при повороте на 90 градусов вправо - выпирал максимально. (в данном случае - на 3 мм)
Дальше - переходим в другую плоскость и рисуем боковое сечение. Сверху и снизу делаем сужение, чтобы оно у нас не выпадало из детали после печати. И заодно добавляем зазорчик, чтобы эксцентрик при печати не склеился со стенкой.
Дальше - выдавливаем наш эксцентрик, и обрезаем его, используя созданный ранее чертеж.
1/2
Теперь займемся рубашкой. Пририсовываем туда выступ, который будет держать наш эксцентрик, выдавливаем, и вычитаем оттуда зазор.
1/2
Теперь нужно чтобы наш эксцентик можно было затянуть. Вырезаем кусок стенки, и приделываем к нему ручку.
1/4
Осталось вырезать кусочек стенки, в половину толщины ручки, чтобы наш эксцентрик поворачивался на 180 градусов. В принципе можно это было сделать поправив чертеж с предыдущего шага, но в тот момент я про это не подумал :)
1/2
И наконец, вырезаем отверстие под трубу и снимаем фасочки. Можно печатать!
Если вас удивляет что слово "просто" сочетается с постом с несколькими видео и состоящим из нескольких частей - попробуйте построить работающую шестерёнку вручную) Лекция. Практика. В действительности всё действительно относительно легко, только видов самих зубчатых колёс много - на каждое отдельный урок. Смотреть все видео не обязательно, достаточно нескольких первых для понимания основ работы с приложением и тематического в зависимости от требуемой передачи. Если такие слова как модуль и делительный диаметр вам не знакомы - изучите немного теории, совсем без неё не получится.
Для создания шестерней, зубчатых колёс, валов, а заодно и реалистичной резьбы в КОМПАСе используется приложение Валы и механические передачи.Состоит оно из двух частей 2D и 3D, при этом, как ни странно, более функциональным является двухмерное приложение.
На всякий случай для совсем далёких от темы и решивших, что теория вам не нужна: зубчатое колесо - большая шестерёнка в передаче, шестерня - маленькая.
Информацию ниже в основном скопировал с официального сайта (добавил ссылки, если что-то изменится сможете там почитать):
червяки и червячные колёса (цилиндрическая червячная передача);
зубчатые глухие муфты;
шкивы плоскоременных передач.
Это весь функционал приложения доступный в некоммерческих версиях (Home и Учебная версия). Одно из немногих приложений, у которого почему-то ограничена функциональность, жаль конечно, но и на этом спасибо. Все уроки, которые нельзя применить в некоммерческих версиях, пометил так: "(Не входит в некоммерческие версии)".
В коммерческой версии доступны ещё дополнительные библиотеки: Валы и механические передачи 3D. Дополнительный модуль, Валы и механические передачи 3D. Часовые механизмы и Валы и механические передачи 3D. Зуборезный инструмент.
Специализированный модуль приложения Валы и механические передачи 3D, предназначенный для проектирования приборов времени.
Приборы времени входят во многие промышленные системы автоматизированного управления технологическими процессами. Они применяются, например, для управления длительностью процессов или сигналов, регистрации моментов текущего времени.
К часовым механизмам предъявляются высокие требования точности, надежности и безотказности. Методики расчета, использованные в модуле, гарантированно позволят спроектировать геометрически корректные передачи.
С помощью модуля могут быть спроектированы следующие элементы часовых передач:
цилиндрические зубчатые передачи с часовым профилем;
цевочные часовые передачи.
В основе методики проектирования:
ГОСТ 13678-73 «Передачи зубчатые цилиндрические мелкомодульные с часовым профилем. Типы, основные параметры и размеры, допуски»;
РТМ 31.4005-76 «Передачи цевочные. Расчёт, допуски и выполнение чертежей».
Для удобства конструктора при выполнении геометрического расчета ряд параметров можно выбирать из списка предопределенных значений или таблиц нормативных документов.
Рассчитанное зацепление можно визуализировать.
После геометрического расчета и определения конструктивных особенностей в приложении «Валы и механические передачи 3D» можно создать 3D-модель зубчатого соединения, чертежи элементов, построить профиль зубьев и сформировать таблицу параметров.
Валы и механические передачи 3D. Зуборезный инструмент
Специализированный модуль к базовому приложению — Валы и механические передачи 3D. Предназначен для проектирования зуборезного инструмента.
Червячные фрезы и Долбяки являются наиболее распространенным зуборезным инструментом, применяются для чернового и чистового зубонарезания. Модуль позволит рассчитать и построить модели червячных фрез для нарезания:
цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем (черновые и чистовые фрезы);
цилиндрических передач Новикова с двумя линиями зацепления;
звездочек к приводным роликовым и втулочным цепям;
червячных колес цилиндрической червячной передачи (черновые и чистовые фрезы);
шлицевых валов с эвольвентным профилем;
шлицевых валов с прямобочным профилем;
а также зуборезных долбяков для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем.
Результат работы в приложении — полностью оформленный чертеж на фрезу или долбяк (с выносными элементами и таблицей параметров) и ее 3D-модель.
Предусмотрена разработка конструкторской документации для инструмента с параметрами обрабатываемых изделий (шестерен, червячных колес, шлицевых валов, звездочек) по отечественным и зарубежным стандартам. Для зубчатых колес с эвольвентным профилем, и шлицевых валов доступно проектирование нестандартного инструмента (нестандартный модуль, исходный контур или параметры).
Данные зубчатого зацепления или шлицевого вала для инструмента берутся из расчетных модулей или баз данных приложения «Валы и механические передачи 3D».
Для проектирования червячных фрез для цилиндрических шестерен передач Новикова требуется отдельно оплачиваемая лицензия на приложение «Валы и механические передачи 3D. Дополнительный модуль».
Зуборезная часть инструмента является полноценным компонентом 2D-модели приложения. Такая реализация позволяет создавать не только стандартные фрезы под цилиндрическую оправку, но и совмещать зуборезную часть инструмента со специальными хвостовиками, разработанными под определенные зуборезные станки.
Особенности модуля:
Позволяет проектировать любые фрезы или долбяки — достаточно получить чертеж изделия или информацию, по какому зарубежному стандарту изготовить инструмент.
Высокая скорость проектирования. Обычно квалифицированный инженер тратит два дня на расчет и разработку документации стандартной червячной фрезы или долбяка. Приложение позволяет сократить сроки разработки до нескольких минут.
Уроки по приложению
Сначала и в нескольких следующих постах уроки от автора, из-за ограничения в 25 видео на 1 пост.
Каждый урок предполагает полное построение валов, а не только отдельных зубчатых колёс, поэтому часто уроки довольно затянуты. В текстовом пояснении дал основные моменты, которые могут вам пригодится. Если какие-то построения используются в уроке впервые, тоже стараюсь о них писать. Текст не даёт полного описание видео - это скорее тезисы.
Часть 1. Приемы работы в приложении. Канавки. Шпоночные соединения. Торцевые пазы.
Урок крайне важен для изучения приложения. Запуск приложения Валы и механические передачи 2D. Выбор типа отрисовки модели, создание вала, ступеней. Добавление, перемещение и удаление ступени. Назначение стандартных фасок, канавок, шпоночных и торцевых пазов, лысок. Добавление вспомогательных видов. Генерация 3D-модели. Проверочный расчёт шпоночного соединения.
Часть 2.1. Метрические резьбы.
Урок важен для тех, кто занимается 3D-печатью. Это про построение реалистичной резьбы в КОМПАСе.
Метрическая резьба с зазором и натягом. Нестандартная резьба. Крупный и мелкий шаг. Заход резьбы. Резьба с проточкой не на всю длину ступени. Разделение ступени на 2 участка. Метрическая резьба с профилем MJ. Внутренняя резьба. Настройка генерации 3D-модели.
Часть 2.2. Резьбы и проточки.
Метрическая резьба. Нестандартная резьба. Создание проточек. Внутренняя резьба. Метрическая резьба для пластмасс. Трубная резьба. Трапецеидальная резьба. Количество заходов резьбы. Упорная резьба. Круглая резьба, включая стандарт Din. Прямоугольная резьба размеры из стандарта Din. Модульные и питчевые резьбы для ходовых винтов.
Часть 3. Манжеты, резиновые кольца, подшипники. Стопорные кольца.
Выбор манжеты, канавки под кольца, подшипника, стопорного кольца, круглой шлицевой гайки. Отображение элементов на валах.
Часть 4. Шлицевые соединения.
Шлицевые прямобочные соединения. Нестандартные шлицы. Шлицы через несколько ступеней. Макроступени. Хвостовик вала отбора мощности. Схема контроля. Ответный элемент. Шлицы эвольвентные. Треугольные шлицы. Расчёт шлицевых соединений.
Часть 5. Отверстия и пазы.
Кольцевые пазы. Вырезы по круговому массиву. Поперечные отверстия. Канавки под сальниковое войлочное кольцо. Шпоночный паз в отверстии.
Часть 6. Цилиндрическая передача внешнего зацепления с эвольвентными зубьями.
Первый урок собственно про создание передач. Смотреть обязательно. Назначение фасок. Запуск расчёта. Геометрический расчёт. Расчёт по межосевому расстоянию. Выбор нестандартного модуля - это важно, мало кто находит, где меняется модуль. Сделал скириншот:
Это важно, мало кто с первого раза находит, где меняется модуль.
Переход на вторую страницу расчёта. Выбор степени точности. Кнопка Расчёт.
Расчёт на прочность. Выбор схемы передачи. Выбор материала и термообработки. Крутящий момент и число оборотов. Кнопка Расчёт.
Расчёт на долговечность. Возврат в геометрический расчёт. Переход на вторую страницу расчёта. Расчёт и выбор коэффициентов смещения. Формирование блокирующего контура зубчатой передачи. Расчёт коэффициентов смещения. Критерии оптимизации. Новый расчёт. Запись расчёта в файл. Визуализация зацепления. Таблица параметров. Геометрическое построение шестерни. Генерация твердотельной модели.
Часть 7. Планетарная зубчатая передача Джеймса. (Не входит в некоммерческие версии).
Геометрический расчёт по межосевому расстоянию. Тип червяка ZA. Расчёт на прочность. Расчёт на теплостойкость. Генерация твердотельной модели. Червячное колесо. Генерация твердотельной модели. Добавление профиля зубьев.
Часть 9. Червячная глобоидная передача. (Не входит в некоммерческие версии).
Глобоидный червяк. Геометрический расчёт. Настройки поля допуска для генерации. Генерация модели. Червячное колесо. Генерация модели. Добавление профиля зубьев.
Часть 10. Коническая передача с прямыми зубьями.
Коническая шестерня с прямыми зубьями. Геометрический расчёт. По внешнему окружному модулю. Расчёт. Шестерня. Формирование ступеньки перехода на следующую ступень. Генерация модели. Построение зубчатого колеса. Генерация модели.
Часть 11. Шевронная передача внешнего зацепления с эвольвентными зубьями.
Цилиндрическая шестерня с внешними зубьями. Геометрический расчет по межосевому расстоянию. Шевронная канавка. Зубчатое колесо. Сборка передачи. Важно, тут показан простой способ сборки передачи.
Часть 12. Цилиндрическая передача внешнего зацепления с арочными зубьями. (Не входит в некоммерческие версии).
Цилиндрическая шестерня с арочными зубьями. Геометрический расчет по межосевому расстоянию. Генерация твердотельной модели. Вид на арку зуба. Зубчатое колесо. Генерация твердотельной модели. Вид на арку зуба. Сборка передачи.
Часть 13. Зубчатая соединительная муфта. (Не входит в некоммерческие версии).
Геометрический расчёт. Выбор прототипа. Развёртка сечения зуба. Отверстие под маслёнку. Генерация твердотельной модели. Сборка муфты.
Часть 14. Червячно-реечная передача. (Не входит в некоммерческие версии).
Часть 15. Червячно-реечная передача. (Не входит в некоммерческие версии).
Цилиндрический червяк. Тип передачи Червячно-реечная "Цилиндрический червяк - червячная рейка". Геометрический расчёт. Червяк. Генерация твердотельной модели.
Часть 16. Построение стандартной червячной эвольвентной фрезы. (Не входит в некоммерческие версии).
Фреза червячная для цилиндрических зубчатых колёс с эвольвентным профилем. Геометрический расчёт через расчёт зубчатой передачи. Выбор модуля. Построение фрезы. Профиль зуба. Зуб фрезы. Генерация твердотельной модели.
Часть 17. Построение нестандартной червячной эвольвентной фрезы (питчевый модуль). (Не входит в некоммерческие версии).
Фреза червячная для цилиндрических зубчатых колёс с эвольвентным профилем. Геометрический расчёт через расчёт зубчатой передачи. Выбор модуля. Питчевые модули. Генерация 2D-геометрии. Генерация твердотельной модели.
Часть 18. Гипоидная передача. (Не входит в некоммерческие версии).
Расчёт замороченный, относительно сложный, долгий, но он того стоит, если вам нужна точная модель. Построение гипоидной шестерни. Геометрический расчёт. Построение шестерни. Построение гипоидного колеса. Загрузка расчёта. Построение колеса. Формула истинного размера. Генерация твердотельной модели. Использование для изготовления на ЧПУ. Элементы для сопряжения в сборке. Загрузка расчёта для шестерни. Параметры локализации для 3D-модели. 3D-модель пятна контакта. Сборка передачи.
Часть 19. Дифференциал. Построение сателлита и шестерни полуоси.
Часть 22. Червячная фреза для зубчатых колёс, черновая. (Не входит в некоммерческие версии).
Снова ощущение, что уроки 22 и 23 перепутаны. Фреза червячная для цилиндрических зубчатых колёс с эвольвентным профилем. Загрузка расчёта. Черновая. Генерация 2D-геометрии. Генерация твердотельной модели.
Часть 23. Червячная фреза для зубчатых колёс, нестандартная. (Не входит в некоммерческие версии).
Фреза червячная для цилиндрических зубчатых колёс с эвольвентным профилем. Геометрический расчёт через расчёт зубчатой передачи с питчевым зацеплением. Данные по шестерне. Чистовая. Генерация 2D-геометрии. Генерация твердотельной модели. По модели можно изготавливать фрезу на ЧПУ.
Больше видео не влезает - продолжение во второй части.
Купил дочке первый "взрослый" велосипед со скоростями. Живём в поселке с перепадами высот, без скоростей никак ребенку.
Но на первых покатушках выявили проблему, не хватает сил у нее переключить скорости грипшифтом "вниз", туда где нужно натяг, а не ослабление.
Думал поменять переключатель на обычную монетку, но проверили, на монетку тоже сил не хватает.
Решил, что надо увеличить рычаг. Нарисовал модель "усилителя", распечатал, прикрутил. Теперь ребенок при переключении "вниз" просто давит ладонью на рычаг и все получается. Уже отказали несколько раз.
Вот решение конечное:
1/2
Промежуточные варианты были без затяжки, просто сплошное кольцо. Ручка шифтера прорезиненная, думал натяну посильнее. Но проскальзывала.
Предпоследний вариант был такой (Изначально думал что ей удобнее будет с вертикальным вверх рычагом, но при повороте в горизонтальное положение тормозной рычаг стал упираться во фланцы разрезов "усилителя"):
