Преобразование вращательного движения в линейное движение по той же оси.

Question

Преобразование вращательного движения в линейное движение по той же оси.

rotation

Мне нужно преобразовать вращательное движение двигателя в линейное движение (оно должно находиться на той же оси двигателя).

Я сделал в Tinkercad 3D-модель, состоящую из двух частей:

первая часть крепится к двигателю и имеет внутри форму винта.
вторая часть — это плунжер, который должен двигаться в линейном направлении, когда двигатель вращается вместе с первой частью.

Я распечатал эту модель, но поршень застрял внутри первой детали и не двигается.

Значит, это не удалось.

Мне нужен простой способ преобразовать вращательное движение в линейное по той же оси двигателя.

Я сломал деталь №1 («первую часть») сзади, чтобы посмотреть, что произошло внутри. Я обнаружил, что он прилипает, когда деталь №2 прыгает над формой винта.

Я думаю, что этот механизм сложно реализовать.

Поэтому я перешел на кулисный механизм.

Надеюсь, это сработает!

Вертикальная шестерня будет тянуть горизонтальные шестерни, обеспечивая линейное перемещение артикулятора.

@Ahmed Mohamed Hassan, 👍3

Обсуждение

Я вижу несколько близких голосов по этому вопросу, очень жаль. Хотя это, кажется, вопрос, который можно разместить на SE.Engineering, он *имеет* отношение к 3D-печати! Обратите внимание, что наши ходовые винты 3D-принтера передают вращательное шаговое движение в линейном смещении через гайку ходового винта. Я голосую за то, чтобы не закрывать этот вопрос., @0scar

В чем вопрос? Как преобразовать вращательное движение в линейное движение по той же оси? Как разработать модель, которую можно использовать для преобразования вращательного движения в линейное движение по той же оси? Предлагаю отразить в названии реальный вопрос. Согласен, что это не должно быть закрыто и подходит для этого сайта., @Bob Ortiz

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 3

Следующее может показаться очевидным, но и это не следует упускать из виду.

Если только у вас нет одного из этих электроэрозионных станков с очень точными допусками¹, который может плавно вырезать фигуру из металлических блоков, которые затем, казалось бы, скользят из окружающего блока, практически без прилипания², то напечатанные поверхности винта будут иметь дефекты, которые могут вызвать заедание. Первым шагом будет бритье, шлифовка и сглаживание поверхностей. Возможно, даже обработайте их другим химикатом, например ацетоном (в зависимости от материала для печати), чтобы еще больше сгладить поверхность.

Однако в дополнение к этому может потребоваться немного смазки. Каждая коробка передач или механизм содержит немного масла или смазки.

Итак, ваша первоначальная конструкция может по-прежнему работать, если немного сгладить и смазать любые сопрягаемые поверхности. Как утверждает Триш, поверхность вашего дизайна сильно трется, поэтому любая полировка поверхностей поможет.

¹ Приблизительно к $\frac{5}{1000}$ (т. е. пяти тысячным) миллиметра

² Например, объекты, показанные в начале этого видео: Как эти невероятно тонкие разрезы сделаны

16 дек 23, @Greenonline

Да, очень редко можно увидеть такой пример, я видел его однажды и не могу найти, но, как сказала Триш, сама конструкция имеет проблемы, и вы сказали, что она должна быть очень гладкой и хорошо режущей, поэтому ее изготовление, похоже, требует деликатного подхода, поэтому я перешел на вариант с шестернями (кулисные ярма), которые очень распространены и не требуют деликатных техник., @Ahmed Mohamed Hassan

Я думаю, вы имеете в виду электроэрозионные станки, например https://www.youtube.com/watch?v=7OMTDW0vH0Y, @towe

@towe - Да, именно так. Большое спасибо :-) На самом деле, ваша ссылка ведет на видео, которое я изначально видел: [Как делаются эти невероятно тонкие надрезы ](https://www.youtube.com/watch?v=f9zyenX2PWk). Так что, вдвойне больше, чем ks в порядке..!, @Greenonline

@*Trish* · Accepted Answer · 2023-12-15 19:22-00:00

Простые машины

У нас есть круговое движение, а нужно линейное. Самая простая установка для этого известна из паровых двигателей:

Рукоят, приводящий в движение рычаг, преобразующий круговое движение в линейное

Обратной стороной является то, что это поворот на 90° от двигателя. А вот повернуть круговое движение на 90° легко: шестерни.

Существует множество вариантов типов шестерен, которые позволяют приводить в движение трансмиссионный диск под прямым углом к двигателю:

Винтовые шестерни входят в зацепление под углом 90° друг к другу. Макмастер Карр описывает их так: «Для плавной и бесшумной работы на высоких скоростях и при больших нагрузках косозубые шестерни имеют изогнутые зубья, которые входят в зацепление постепенно и остаются в контакте дольше, чем прямые зубья. Поскольку изогнутые зубья создают осевые нагрузки (нагрузки, параллельные валу), в системах косозубых зубчатых передач часто требуются упорные подшипники для предотвращения износа из-за несоосности."
Зубья Mitre Gears установлены на конусе. Существует два типа (нормальный и спиральный), и Макмастер Карр описывает их как «Угловые шестерни имеют прямые зубья и конический профиль для передачи движения под прямым углом без изменения скорости вала или крутящего момента». Они более эффективны, чем спиральные угловые шестерни, а это означает, что им требуется меньше энергии для выполнения той же работы; однако они более шумные при работе на высоких скоростях и при больших нагрузках».
Очень похожи конические шестерни, но геометрия зубьев проще. Макмастер Карр говорит: «Подобно угловым шестерням, конические шестерни имеют прямые зубья и конический профиль для передачи движения под прямым углом. В отличие от угловых шестерен, одна из шестерен (иногда называемая шестерней) меньше другой».
Внешняя часть диска соединена с червячной передачей. Линейное движение будет медленным, но ОЧЕНЬ мощным, и машина не сможет привести в движение двигатель. Макмастер Карр говорит: «В червячных передачах используется винтовая резьба для уменьшения скорости вала в соотношении 18:1 и выше, при этом передавая движение под прямым углом. В отличие от конических передач, червячные передачи работают только в одном направлении; они передают движение от червяка к шестерне и не могут быть реверсированы».

Перепроектирование исходной детали: наклонная плоскость в движении

Ваша основная идея работает, но в вашем дизайне было две большие проблемы:

Функция выравнивания толкателя недостаточно продумана.
У толкателя отсутствует дополнительная функция выравнивания.

Это легко решить и свести к рабочим областям. Вот что может появиться в вашей конструкции, аппроксимируя действительно очень сложную поверхность к наклонной грани:

approximated Переработанный оригинальный дизайн OP

Вращающаяся наклонная плоскость полезна. Чтобы предотвратить вращение зеленого толкателя, я сделал удерживающие выступы намного более толстыми и сделали их частью всего вала, а не дополнением к валу. Это сделало его большим прямоугольником, который предотвращает любое вращение серой части корпуса.

Обратите внимание, что представление в виде простого наклонного цилиндра — это всего лишь очень грубое приближение реального тела, которое вам нужно, которое будет вращательным разрезом вращающегося и скользящего цилиндра. Требуемую кулачковую направляющую может быть довольно сложно спроектировать в САПР.

Вал также выступает через нижнюю наклонную поверхность в самом переднем положении, что предотвращает смещение вала в этой критической точке и попадание в отверстие, в которое он должен вернуться. Этот выступ может быть намного короче, чем показано, но он очень повышает надежность и предотвращает наблюдаемое вами смещение.

В качестве дополнительного фактора может потребоваться, чтобы поворотный диск был изготовлен из двух соединенных половин, чтобы его можно было разместить вокруг вала и не содержать паза для вставки, который мог бы привести к смещению. Для обеспечения выравнивания вам могут понадобиться стопорные штифты между частями вращающегося барабана.

Две плоские части превратились во вращающуюся бочку, собранную вместе из двух частей.

Однако есть одна проблема с самой конструкцией: установка имеет очень большие площади контакта и вызывает большое трение.