Как сделать напечатанные шестерни, которые зацепляются

Модуль: размер зуба

Модуль (m) — делительный диаметр, делённый на число зубьев. На практике это размер зуба: модуль 1 — мелкие зубья, модуль 3 — крупные. Зацепляются только шестерни с одинаковым модулем.

Для FDM-печати модуль меньше 1 даёт слишком мелкие зубья для сопла 0,4 мм. Модуль 1,5–3 — безопасная зона для большинства деталей.

Формулы

• Делительный диаметр: d = m × z (z — число зубьев).
• Наружный диаметр: m × (z + 2).
• Межосевое расстояние: a = m × (z₁ + z₂) / 2.
• Передаточное отношение: i = z₂ / z₁. Малая шестерня вращается в i раз быстрее большой.

Полный пример

Нужно снизить обороты в 3 раза. Берём модуль 2, малую шестерню на 12 зубьев и большую на 36.

• d₁ = 2 × 12 = 24 мм, d₂ = 2 × 36 = 72 мм.
• Межосевое: 2 × (12 + 36) / 2 = 48 мм.
• Отношение: 36 / 12 = 3.
• Для зазора при печати разведите оси ещё на 0,1–0,2 мм: 48,15 мм.

Что заклинивает напечатанную передачу

• Оси слишком близко — без зазора пластик трётся и плавится. Добавьте 0,1–0,2 мм к межосевому.
• «Слоновья нога» первого слоя: снимите фаску 0,3–0,5 мм на нижнем крае зубьев.
• Тугое отверстие под вал: см. допуски — для свободного вращения 0,4–0,5 мм на сторону.
• Слишком тонко: шестерня толщиной примерно в 5–10 модулей не гнётся под нагрузкой.

В GrafitGo

У шестерни в механическом редакторе параметры — число зубьев, модуль, толщина и отверстие. Ставите две шестерни с одним модулем на расстоянии из формулы; шаблон «Зубчатая передача» показывает готовую.

Профиль зубьев упрощённый (трапециевидный), не эвольвентный. Он подходит для медленных механизмов, демонстраций, игрушек и лёгких редукторов. Для нагруженных или тихих передач используйте генератор эвольвентного профиля.