Tiny Planet: En 3D tryckt mekaniska skulptur

Jag skapade denna små mekaniska skulptur med nästan helt 3D tryckta delar. Axlarna är av stål, och det finns vissa metall hårdvara samt: axel kragar att hålla axlar/redskap på plats, ett par brons flänsad lager och några kullager att göra den centrala axeln och planetväxel delar röra sig smidigt. Jag beslutade att inte 3D skriva ut hela maskinen eftersom jag ville axlarna vara små (1/8" diameter) och 3D tryckta delar gnida mot varandra producera mycket friktion, och jag ville denna maskin att röra sig smidigt med minimal kraft.

Modellering

Jag började design med "kronblad redskap" som omger maskinen. Alla CAD-arbete gjordes i Solidworks. Graddiametern av redskap som genererades genom att godtyckligt plocka en cirkel som skulle passera i ytterkanten av kronblad redskap tåget, i mitten av varje redskap. Detta numrerar var 6.803", och dividera det in 8 avsnitt (för 8 växlar), ger mig en 2.603" graddiametern.

Jag försökte flera olika redskap tand profiler, inklusive den klassiska involute, men beslutade på denna mer leksak-liknande profil eftersom den fungerar och ser mer kul. Du kan se i bilden att profilen är skapad med cirklar som tangerar varandra, liksom tangent till antingen tillägget eller dedendum cirklar av de redskap, centrerad längs radiella linjer 20 grader isär (9 tänder + 9 dalar = 18 linjer: 360/18 = 20 grader). "Dal" cirklar är något större än tänder cirklar, att lägga till tolerans.

För att skapa formen kupolformade redskap, jag lofted platt profilerna mellan två plan utanför och inom pitch circle (du kan se raderna referens för dessa plan i bilden), och sedan trimma bort allt utom formen dome.

Jag skapade en rättegång chassi bara för att se hur redskap som skulle arbeta med varandra. Det faktum att de är lindade runt ett klot, dum vinkel inte mindre, gör dem mycket svåra att modellera med något annat än en Trial and Error-metoden.

Planetarisk redskap tåget, som de avfasa redskap, jag hämtade del filer från SDP/SI, och sedan ändrats i Solidworks. Jag förstorade avfasa redskap och vände en in i chassit. Jag la hubbar med lägenheter för de driva redskap (solhjulet, de två avfasa redskap, och två av redskap som kronblad).

Jag ingår void utrymmen till pop kullager i chassit att jämna planetrörelser och flänsade bussningar där den centrala axeln roterar. SLIP fit delar var modelleras med om 0.007" clearance (en. 257" hål för axel 1/4"), medan in hålen i chassit (för planet redskap), är 0.002" undermåliga.