Содержание

Как сделать шестерню своими руками из металла?

Как изготовить шестерню по образцу своими руками

Одной из самых сложных и, тем не менее, распространенных механических систем является зубчатая передача. Это отличный способ передачи механической энергии из одного места в другое и способ увеличения или уменьшения мощности (крутящего момента), а также увеличения или уменьшения скорости чего-либо.

Как сделать шестеренку своими руками? Проблема всегда заключаются в том, что для создания эффективных зубчатых колес требуется достаточно много навыков рисования и знание математики, а также умение создавать сложные детали.

Для любительского нет необходимости иметь максимальную эффективность, поэтому мы можем получить намного более легкую в изготовлении систему, даже с подручными инструментами.

Шестерня — это ряд зубьев на колесе. (Обратите внимание на диаграмму выше, они пометили неправильное количество зубьев на шестернях — извините)

Шаг 1: Формулы и расчеты

Формулы для рисования и изготовления зубьев зубчатых колес в избытке можно найти в интернете, но для новичка они кажутся очень сложными.

Я решил упростить задачу, и решение очень хорошо работает как в больших, так и в малых масштабах. В небольших масштабах это лучше всего подходит для машинной резки с помощью лазерных резаков, например, очень маленькие зубчатые колеса могут быть успешно изготовлены таким образом.

Шаг 2: Простой способ

Итак, форма зубца, если говорить просто, может представлять собой полукруг.

Шаг 3: Определяем размеры

Теперь мы можем определить параметры, чтобы сделать шестерню:

Насколько большими / маленькими будут зубья шестерни (диаметр) — чем меньше шестерня, тем меньше должны быть зубья.
Все зубья, которые собираются в сцепление (соединяются), должны быть одинакового размера, поэтому сначала нужно рассчитать меньшую шестерню.

Давайте начнем с зубьев размером 10 мм.

Я хочу шестерню с 5 зубьями, чтобы круг был 10х10 мм (в окружности) = 100 мм.

Чтобы нарисовать этот круг, мне нужно найти диаметр, поэтому я использую математику и калькулятор и делю окружность (100 мм) на Pi = 3,142.

Это дает мне диаметр 31,8 мм, и я могу нарисовать этот круг с помощью циркуля, а затем нарисовать с помощью циркуля на его окружности ровно 10 кругов диаметром 10 мм.

Если у вас есть такая возможность, то проще сделать все с помощью программного обеспечения для рисования. Если вы используете программное обеспечение, вы должны иметь возможность вращать круги зубьев вокруг основного круга, и вам нужно будет знать, как далеко повернуть каждый зуб. Это легко рассчитать: делите 360 градусов на количество кругов. Таким образом, для наших 10 кругов 360/10 = 36 градусов для каждого зуба.

Шаг 4: Делаем зубчатую форму

Удалите верхнюю часть одного круга и нижнюю часть следующего круга. Чтобы сделать это, у вас должно быть четное количество зубьев

У нас есть первая шестерня. Она может быть вырезана из дерева или металла с помощью базовых подручных инструментов, пил и напильников.

Этот процесс легко повторить для любого количества шестеренок, которое вам нужно. Держите размер круга по образцу, и они будут соответствовать друг другу.

Шаг 5: Получите шестерёнку

Поскольку такие полукруглые шестеренки легко вырезать, вы можете сделать их с помощью подручного инструмента и лобзика или пилы.

Раньше я делал шаблон из 9 или 10 зубьев на фанере и использовал его в качестве ориентира для моего ручного фрезера и без проблем вырезал шестерни.

Если у вас есть доступ к лазерному резцу, они могут быть вырезаны из акрила 3 или 5 мм толщины и быть очень маленьких размеров.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Отливаем самодельную шестерню из алюминия вместо пластмассовой в закладки 3

Данный мастер-класс научит вас делать копии несложных деталей из алюминия. В нашем случае сломалась приводная шестеренка для откатных ворот. В заводском исполнении она сделана из пластика. Ей и займемся.

Нам понадобятся:

Секундный клей.
Пластилин.
Желатин.
Глицерин.
Воск.
Гипс.
Самоклеящийся уплотнитель.
Алюминий (в виде любого ненужного лома).

Все необходимое покупается в хозяйственном, продуктовом и строительном магазинах. Стоит не дорого и всегда есть в наличии. Из инструментов и прочего нужны различные металлические емкости или кастрюли, газовая плита и горн.

Процесс изготовления

Приступим к самому процессу. Берем части расколотой шестеренки и склеиваем секундным клеем.

Все технические полости в ней заполняем пластилином, чтобы проще было отливать деталь.

Затем высыпаем в кастрюлю желатин и разбавляем его глицерином. Растапливаем на водной бане до однородной массы. Когда желатин готов, помещаем деталь в небольшую емкость и заливаем получившейся массой.

Даем некоторое время на застывание. Далее делаем небольшие надрезы, чтобы извлечь шестерню. Первая форма готова.

Теперь необходимо расплавить воск и отлить из него деталь.

Когда деталь готова обязательно сравните ее размер с исходной.

У нас вышла чуть меньше, чем должна быть. Вопрос был решен оконным уплотнителем. Нужно наклеить его на зубья шестерни и срезать лишнее.

Дальше повторяем предыдущие шаги. Плавим желатиновую форму и опять заливаем деталь, извлекаем ее и заливаем воск. Теперь получилось точно по размеру.

Следующим шагом разводим гипс и в металлической емкости и заливаем им деталь из воска. Даем гипсу застыть и прокаливаем емкость в горне, чтобы убрать из нее воск.

Мы пробовали выплавить воск из гипса в духовке, но до конца это сделать не получилось, что плохо сказалось на качестве конечной детали.

Когда гипсовая форма готова, плавим алюминий в горне.

Расплавленный метал заливаем в гипс, охлаждаем в воде и получаем готовую деталь.

В целом выглядит неплохо, но требует небольших доработок.

Для этого достаточно напильника и ножовки по металлу.

Токарный станок облегчит обработку, но его наличие не обязательно.

Все что осталось сделать после обработки детали, это установить шестерню на свое место.

Не забывайте смазывать движущиеся и трущиеся детали механизма. Так они прослужат намного дольше.

Важный момент! При заливке металла в гипсовую форму будьте предельно осторожны. Если гипс высох не до конца, то при сильном разогреве от заливаемого металла вода начнет быстро испаряться. Это приведет к тому, что форма начнет «плеваться» паром и мелкими капельками раскаленного метала.

Заключение

В наши дни зачастую используются пластиковые детали в высоконагруженных механизмах. Это хитрый маркетинговый ход, который вынуждает нас раскошелиться на дорогостоящие детали. Новая шестерня из алюминия проста в изготовлении, прослужит намного дольше и существенно сбережет ваш бюджет.

Изготовление зубчатых шестерен

При создании самых различных механизмов могут применяться шестерни и зубчатые колеса. Их геометрические особенности определяют возможность обеспечения надежного зацепления для передачи усилия. Технология изготовления зубчатых колес характеризуется достаточно большим количеством особенностей, среди которых отметим использование специального оборудования. Если изготовление шестерен проводится без учета особенностей геометрических особенностей, то существенно снижается качество получаемого соединения для передачи вращения.

Конструкция зубчатого колеса

Встречается просто огромное количество разновидностей шестерен, все они характеризуются своими определенными особенностями. Среди конструкционных особенностей отметим следующие моменты:

При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.

Наибольшее распространение получили зубчатые колеса цилиндрического типа.

Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:

В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.

Изготовление цилиндрических зубчатых колес проводится при применении специального оборудования. Примером можно назвать зубонарезные станки, которые работают по методу обкатки. Стоит учитывать, что процесс изготовления конических зубчатых колес существенно отличается.

Основные способы изготовления

Заготовки для рассматриваемых изделий получаются методом ковки или литьем, в некоторых случаях при применении технологии резания. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса довольно сложен, так как нужно получить рабочую поверхность сложной формы с определенными геометрическими параметрами. Проводится нарезание косозубых колес и других изделий при использовании двух основных технологий:

Метод копирования предусматривает фрезерование, при котором прорез между впадинами зубьев образуются при применении, дисковых, модульных или концевых фрез. После образования каждой впадины заготовка поворачивается ровно на один зуб. Сред особенностей подобной технологии можно отметить то, что форма применяемого режущего инструмента повторяет форму впадины.
Метод обкатки сегодня встречается намного чаще. В этом случае механическая обработка предусматривает имитирование зацепления зубчатой пары, одним элементом которой становится червячная фреза. При изготовлении инструмента используется металл повышенной прочности, за счет чего и происходит резка. Обработка методом копирования предусматривает применение не только червячной фрезы, но также и долбяка и гребенки.

Довольно большое распространение получили червячные фрезы. Подобный инструмент представлен рейкой, на момент работы заготовка вращается вокруг своей оси. Применяется инструмент для изготовления исключительно шестерен с внешним расположением зубьев.

Гребенки используются для нарезания прямых и косых зубьев с большим модулем зацепления. Стоит учитывать, что поверхность инструмента может быстро изнашиваться.

Технология накатывания используется для получения больших зубчатых колес, а также крупных партий. В подобном случае проводится горячее накатывание, за счет нагрева степень обрабатываемости материала повышается. Венец получается методом выдавливания. Для существенного повышения точности может проводится механическая обработка.

Изготовление вал шестерней также должно проводится с учетом условий эксплуатации. На этот элемент оказывается высокая нагрузка, поэтому в качестве основы применяется заготовка из каленой стали высокой прочности. Шестерня зубчатая, изготовление которой проводится с учетом диаметра вала, насаживается методом прессования, фиксация обеспечивается шпонкой.

Подготовка чертежей

Процесс изготовления начинается с непосредственной подготовки чертежа. В этом случае производство существенно упрощается, существенно повышается точность получаемого изделия. При разработке чертежа указывается следующая информация:

Диаметр посадочного отверстия. Для шестерен изготавливаются соответствующие валы, которые имеют определенный посадочный диаметр. Этот показатель стандартизирован, выбирается в зависимости от размеров изделия и величины предаваемого усилия.
Размеры шпонки. Шпоночное отверстие может быть самым различным, размеры выбираются в зависимости от того, какие будут оказываться нагрузки. Стоит учитывать тот момент, что размеры шпонок стандартизированы.
Модуль. Этот параметр считается наиболее важным, так как ошибочный модуль может снизить эксплуатационные характеристики механизма.
Наружный и внутренний диаметр, определяющие размер зуба. Стоит учитывать, что этот элемент изделия характеризуется достаточно большим количеством особенностей.
Угол расположения зуба относительно оси вращения. Выделяют шестерни с прямым и косым расположением зуба.

Изготовление шестерен любых размеров возможно только при применении специальных станков, которые предназначены для решения поставленной задачи.

Технологические задачи при производстве рассматриваемого изделия могут существенно отличаться. Важными моментами можно назвать следующее:

Точность размеров. Наиболее точными размерами обладает отверстие, которое выступает в качестве посадочного для вала. В большинстве случаев его изготавливают по 7-му квалитету в случае, если к изделию не предъявляются больше требования.
Точность формы. В большинстве случаев при изготовлении шестерен особые требования к точности формы не предъявляются. Однако, посадочное отверстие должно быть расположено в центральной части изделия, так как даже несущественно смещение может привести к отсутствию возможности использования изделия.
Точность взаимного расположения. Больше всего требований предъявляется к тому, каким образом зубья и другие конструктивные элементы расположены относительно друг друга. При нарушении геометрической формы есть вероятность появления эффекта биения и других проблем при эксплуатации изделия.
Твердость рабочей поверхности. Основные требования связаны с твердостью рабочей поверхности. Шестерни постоянно находятся в контакте, сила трения может стать причиной быстрого износа поверхности. Для получения требуемого показателя твердости проводится термическая обработка. Рекомендуемый показатель составляет HRC 45…60 при глубине цементации 1-2 мм. Как показывают проведенные исследования, твердость незакаленной поверхности составляет HB 180-270.
Выбор подходящего материала также имеет значение. В зависимости от области применения изделия они могут изготавливаться из углеродистых, легированных сталей и пластмассы, в некоторых случаях чугуна. Легированные в сравнении с углеродистыми характеризуются большей прокаливаемостью, а также меньшей склонностью к деформации. Применяемые материал должен характеризоваться однородной структурой, за счет чего существенно повышается прочность после проведения термической обработки. При изготовлении высокоточных изделий проводится чередование механической и термической обработки.

Все основные параметры определяются на момент создания технологической карты. Самостоятельно создать карту достаточно сложно, так как для этого нужно обладать соответствующими навыками и знаниями.

Необходимые инструменты

Для проведения рассматриваемой процедуры требуется специальный режущий инструмент, которые позволяет проводить снятие требуемого количества материала. Довольно большое распространение получили следующие:

Если изготовление зубчатых колес проводится при применении технологии обкатки, то требуется эвольвентное зубчатое колесо, изготавливаемое при применении твердого и износостойкого материала.
Нарезка зубьев методом копирования проводится червячной фрезой. Она характеризуется определенной геометрией, которая позволяет получить впадины с заданными параметрами.

Также может устанавливаться пальцевая модульная фреза, которая устанавливается в специальном фрезеровальном оборудовании. Можно приобрести модульные фрезы для нарезания зубчатых колес, изготавливаемые при применении износостойких материалов.

Технологический процесс

Процесс изготовления шестерни на крупных производственных линиях максимально автоматизирован. Классический техпроцесс характеризуется следующими особенностями:

Для начала определяются основные параметры изделия, к примеру, число зубьев, модуль и степень точности геометрических размеров.
Следующий этап заключается в проведении заготовительной процедуры. Чаще всего проводится штамповка при использовании горизонтально-ковочной машины.
Для повышения эксплуатационных характеристик выполняется нормализация. Подобная термическая обработка позволяет снизить напряжения внутри материала.
Токарно-винторезная процедура позволяет получить заготовку требующихся размеров. Для этого выполняется точение поверхности и расточка фасок.
После механической обработки прямозубых шестерен выполняется повторно нормализация.
Заготовка подвергается зубофрезерной обработке. Для этого применяется полуавтомат 5306К или другое подобное оборудование.
Следующий шаг заключается в слесарной обработке. Технологический процесс определяет появление заусенец и других дефектов, которые устраняются при применении полуавтомата 5525. На линиях с низкой производительностью зачистка проводится ручным методом.
После получения зубьев выполняется термическая обработка, для чего часто применяется установка ТВЧ. Закалка позволяет существенно повысить твердость поверхности и ее износостойкость.
Шлифование поверхности. Для получения поверхности требуемого качества выполняется шлифовка. Есть довольно больше количество различного оборудования, которое подходит для шлифования самых различных поверхностей.
Большое распространение получили насадные шестерни. Они устанавливаются на валу, могут быть больших и малых размеров. Фиксация насадного варианта исполнения проводится за счет шпонки. Получить шпоночный паз можно при применении долбежного станка.
Зубошлифование также проводится при применении специальных станков.

Стоит учитывать, что изготавливают пластиковые шестерни при применении только одного станка. Это связано с высокой степенью обрабатываемости пластика.

В заключение отметим, что процедура зубофрезервания достаточно сложна, предусматривает применение специального оборудования.

Как сделать шестеренку своими руками из металла

Шестерни сегодня имеются во многих механизмах. Причём не только больших и мощных. К примеру, пластиковые шестерёнки имеются во многих бытовых приборах. Что же делать, когда они выходят из строя?

Действительно, изготовить их не такая большая проблема. Значительно сложнее будет выточить шестерни из металла. Тем более, если на шестерню будет приходиться большая нагрузка. Быстро изготовить вал, шестерню, в этом случае помогут профессионалы, которые располагают специализированным промышленным оборудованием.

Как самому сделать шестеренки для стимпанка

Кто-то возразит, что проще купить шестеренки в магазине. Не буду спорить там они и красивее и разнообразнее. Но шестеренок на одно изделие бывает требуется очень много. Вот я пару лет назад пристрастил к изготовлению стимпанка моего знакомого Игоря. До этого он делал в большом количестве декоративные джинсовые бутылочки, а теперь перешел на бутылки с шестеренками. Те кто не знает, стимпанк, это стиль искусства где всякие ретро-технологии достигли высочайшего развития. В нем множество направлений и течений.

У бутылки четыре стороны, на каждую надо по пять шестеренок, плюс еще парочку на горлышко. Получается больше двух десятков на одно изделие. И это только шестеренки, а нужны еще и другие аксессуары. Получается что если покупать шестерни в магазине, а потом продавать готовое изделие по более-менее адекватной стоимости, то стоимость материалов составит 80% цены. Хорошо что не все 100%! Вот и изворачиваются мастера в поисках дешевой фурнитуры, кто как может. Одни ищут знакомых с автосервиса — в коробке передач автомобиля шестеренок множество Другие знакомятся с мастерами ремонтирующими принтеры, там тоже множество пластмассовых шестеренок. Ну, а такие как я — пытаются сделать шестеренки сами.

Вот одним из таких способов хочу поделиться с Вами.

Если Вы обращали внимание то последнее время в продаже стало появляться множество наборов из дерева где собираются разные модели напоминающие стимпанк. Это и машинки и часы и всякие шкатулки. Там множество деревянных колесиков и шестеренок.

После сборки вот таких штук остается множество фанерок с вырезанными контурами шестеренок. Они то как раз и пойдут в дело.

Народ у нас экономный и остатки от от набора обычно не выбрасывают. Они довольно часто продаются на барахолках. Вот кто-то собирал деревянный велосипед, а мне досталась коробка с остатками.

Там, после сборки, осталось много замечательных шаблонов, в том числе и с шестеренками.

Чтобы сделать шестерни мы возьмем застывающую на воздухе массу для детского творчества. Они есть разные как по цвету так и по составу. Продаются они в магазинах детских игрушек и канцтоваров. Часто в пакетиках без всякого обозначения. Продавцы чаще всего называют это самозастывающим пластилином. Нам желательно покупать тот что по составу напоминает папье-маше. Он легкий и застывает безвозвратно. Если его намочить, то он не будет растворяться. Так как нам в дальнейшем предстоит шестеренки красить — это важно. Цвет массы можно взять любой. Если хотите получить шестерни веселых тонов — берите розовый.

Если будете делать что-то напоминающее старинное медное изделие — берите массу темных тонов.

Предварительно форму хорошо надо будет промазать любым растительным маслом. Это делается для того чтобы масса не прилипала к форме.

И так прикладываем форму к плоской поверхности и заполняем ее массой.

Просто вминаем в форму кусочек массы, положив форму на плоскую поверхность. После того как все углубления заполнены — удаляем излишки.

Дырочку в центре вырезаем металлической трубочкой с тонкими краями. Я взял трубочку которая осталась от антенны радиоприемника.

Даем пару минут подсохнуть шестеренке и потом выдавливаем ее наружу подходящей по размеру шестеренкой.

Как изготовить шестерню по образцу своими руками

Изготовление зубчатых шестерен

Конструкция зубчатого колеса

При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.

Наибольшее распространение получили зубчатые колеса цилиндрического типа.

Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:

В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.

Основные способы изготовления

Метод копирования предусматривает фрезерование, при котором прорез между впадинами зубьев образуются при применении, дисковых, модульных или концевых фрез. После образования каждой впадины заготовка поворачивается ровно на один зуб. Сред особенностей подобной технологии можно отметить то, что форма применяемого режущего инструмента повторяет форму впадины.
Метод обкатки сегодня встречается намного чаще. В этом случае механическая обработка предусматривает имитирование зацепления зубчатой пары, одним элементом которой становится червячная фреза. При изготовлении инструмента используется металл повышенной прочности, за счет чего и происходит резка. Обработка методом копирования предусматривает применение не только червячной фрезы, но также и долбяка и гребенки.

Гребенки используются для нарезания прямых и косых зубьев с большим модулем зацепления. Стоит учитывать, что поверхность инструмента может быстро изнашиваться.

Подготовка чертежей

Диаметр посадочного отверстия. Для шестерен изготавливаются соответствующие валы, которые имеют определенный посадочный диаметр. Этот показатель стандартизирован, выбирается в зависимости от размеров изделия и величины предаваемого усилия.
Размеры шпонки. Шпоночное отверстие может быть самым различным, размеры выбираются в зависимости от того, какие будут оказываться нагрузки. Стоит учитывать тот момент, что размеры шпонок стандартизированы.
Модуль. Этот параметр считается наиболее важным, так как ошибочный модуль может снизить эксплуатационные характеристики механизма.
Наружный и внутренний диаметр, определяющие размер зуба. Стоит учитывать, что этот элемент изделия характеризуется достаточно большим количеством особенностей.
Угол расположения зуба относительно оси вращения. Выделяют шестерни с прямым и косым расположением зуба.

Точность размеров. Наиболее точными размерами обладает отверстие, которое выступает в качестве посадочного для вала. В большинстве случаев его изготавливают по 7-му квалитету в случае, если к изделию не предъявляются больше требования.
Точность формы. В большинстве случаев при изготовлении шестерен особые требования к точности формы не предъявляются. Однако, посадочное отверстие должно быть расположено в центральной части изделия, так как даже несущественно смещение может привести к отсутствию возможности использования изделия.
Точность взаимного расположения. Больше всего требований предъявляется к тому, каким образом зубья и другие конструктивные элементы расположены относительно друг друга. При нарушении геометрической формы есть вероятность появления эффекта биения и других проблем при эксплуатации изделия.
Твердость рабочей поверхности. Основные требования связаны с твердостью рабочей поверхности. Шестерни постоянно находятся в контакте, сила трения может стать причиной быстрого износа поверхности. Для получения требуемого показателя твердости проводится термическая обработка. Рекомендуемый показатель составляет HRC 45…60 при глубине цементации 1-2 мм. Как показывают проведенные исследования, твердость незакаленной поверхности составляет HB 180-270.
Выбор подходящего материала также имеет значение. В зависимости от области применения изделия они могут изготавливаться из углеродистых, легированных сталей и пластмассы, в некоторых случаях чугуна. Легированные в сравнении с углеродистыми характеризуются большей прокаливаемостью, а также меньшей склонностью к деформации. Применяемые материал должен характеризоваться однородной структурой, за счет чего существенно повышается прочность после проведения термической обработки. При изготовлении высокоточных изделий проводится чередование механической и термической обработки.

Как сделать шестерню своими руками из металла?

Я хочу попробовать свои силы в изготовлении шестеренок. Точнее не изготовление, а копирование.
Принцип таков:
1. Из гончарной глины лепим небольшой блин толщиной чуть большей, чем толщина требуемой шестерни.
2. Шестеренка-образец впечатывается в блин и вынимается. В блину остается форма, копирующая образец.
3. В форму заливаем клей с песком или автошпатлевку с волокном ‘fiber body’
4. После высыхания и затвердения клея вынимаем полученную заготовку и обрабатываем напильником.

Всего 4 этапа и примерно 30 минут времени. Чтож попробую.

Для работы потребуются следующие ингредиенты:
1. Шестерня-образец
С этим проблем у меня нет. Достаточно разобрать хоть один принтер. Основная трудности в поиске пары для имеющихся шестернь. Я выбрал самую маленькую, что у меня была, для проверки точности.

2. Гончарная глина
Гончарной глины у меня нет, да и где купить я тоже не знаю. Немного покрутив в голове все «пластелинообразные» материалы, я вспомнил о существовании автомобильного пластилина. В автомагазине он стоит 40 рублей за 300г – это кусок размерами: 70х90х40

3. Клей или автошпатлевка
Клей мне изначально не нравится, т.к. их на прилавках такое разнообразие, что я не понимаю какой лучше. У каждого свои характеристики и свойства. А про автошпаклевку я читал, что она очень прочная после засыхания. В автомагазине она стоит 60 рублей за баночку 200 грамм.

Принес я всё это домой…

Начинаем со слепка:
Я использую автопластилин. Открыл коробку и оторвал небольшой кусочек пластилина, это стоило определенных усилий, поэтому следующий раз возьму нож и отрежу. После того как кусочек немного помять в руках, он становится пластичнее, что позволяет скатать шарик.

Шарик расплющил руками и, получился блин:

Теперь необходимо сделать слепок шестерни. Что бы шестерню было легко вытащить из слепка, я вставил в отверстие шпильку. Вставляем шестерню и прижимаем пальцами.
Тут первая трудность: шестерня утапливается не равномерно, один край все время глубже. Плюс к тому шаг зубьев маленький и пластилин во многие не попадает, пришлось аккуратно с боков шестерни поддавить пластилин так, что бы он проник меж зубьев. Более или менее залепить шестеренку удалось с 5-ой попытки – каждый раз блин делал заново. Вот что получилось:

Аккуратно плоскогубцами взял за шпильку и потянул строго вверх… как и следовало ожидать, рука дрогнула, и края шестерни испортились. Заново слепил блин и уже опытной рукой с первой попытки влепил шестерню в пластилин. Теперь двумя руками с максимальной осторожностью вынул, и вот что получилось:

Слепок готов! Так как пластилин твердеет на холоде, я поставил слепок на балкон (на улице -5).
Дело дошло до заливочного материала. Я купил автошпатлевку стеклонаполненную (так на упаковке написано). Выглядит она так:

На банке написано, что очень опасная смесь – раздражает кожу, поэтому я взял в аптечке перчатки. Открыл большую крышку, а там еще и маленькая баночка – вернулся к надписям на упаковке и заметил слово «двухкомпонентная» — это означает, что перед использованием смешать содержимое обеих баночек. Пропорции нигде не написаны, наверное, имеется в виду, что использовать надо все сразу, но мне это расточительство не по карману – смешаю на глаз. Для смешивания тару я не нашел, пришлось использовать бокс от дисков.

Перешел на балкон, т.к. после открытия баночек, завоняло так, что терпеть не было сил – это воняет стирол, который входит в состав.

В большой банке видно странную субстанцию с хорошо выделенными волокнами. И тут я сразу пожалел, что купил ее – смесь густая, волокна большие и в мою маленькую формочку не полезут. Но для успокоения совести надо попробовать. В тару переложил немного массы с волокном и добавил оранжевого из маленькой банки. С оранжевым явно перестарался, если учесть, что на всю банку так мало оранжевого, то я должен был чуть капнуть, получилось примерно 1 к 2 (1 оранжевого и 2 смеси). Я так понял, что оранжевый – это закрепитель, значит, будет крепче, чем надо.

Теперь эту субстанцию надо затрамбовать в слепок. Хорошо, что надел перчатки, взял пальцами и положил на слепок… и что? Она просто лежит и не втекает – еще бы, густая. ВДАВИТЬ! И начал вдавливать. Сначала потихоньку, потом сильнее – форма держится (не зря морозил). В итоге затрамбовал почти все, что намешал, остальное размазалось по пластилину в процессе вдавливания.

Вот в таком виде и оставил на балконе – эту вонючку в дом не понесу.
Через 10 минут зашел на балкон и дотронулся пальцем – затвердела – ну это верхний слой, пусть еще полежит, чтоб наверняка.

Ровно час спустя пошел на балкон

и расковырял пластилин, который на холоде так застыл, что потребовалось не мало усилий, чтобы это согнуть пополам. Надо отметить это свойство материала – лепишь теплого и пластичного пластилина, затем помещаешь её в морозилку на 5 мин и получаешь жесткую форму. Но не надо забывать, что несколько минут при комнатной температуре, он снова станет пластичным.

УРА. Уже что-то получилось. Даже самому не верится. Освободив заготовку от пластилина, я сравнил ее с оригиналом:

В принципе уже готово, осталось обработать напильником. Напильник этот материал берет с удивительной легкостью, это наводит на мысль, а не слишком ли низкая прочность? Потом проверю…
Зная что стеклонить – это стекло, то мне стало жалко напильник:

С задней стенки шестерни пришлось снимать порядка миллиметра материала, даже зубцов не было видно:

После напильников и зубочистки получилось следующее:

Просто замечательно! Осталась последняя мелочь, которая может пустить всю работу под откос – отверстие. Оно должно быть идеальным центром шестерни и под идеальным углом. Тут нужен станочек – закрепил шестеренку, навел лазерный прицел и просверлил, но у меня нет такого станка, у меня есть руки. Взял маленькое сверло (диаметром 1.5 мм), руками приставил его к центру (где должна быть дырка) и помаленьку прокрутил сверло. Удивительно легко и просто сверло вошло в материал и сделало насечку – но не по центру – руки кривые. Маленьким ножичком и тем же сверлом я сместил дырку к центру, немного увеличив диаметр отверстия. Я заведомо брал сверло меньшего диаметра чем требуется именно на случай промаха.

Еще немного поработав руками, я взялся за дрель.
Закрепил шестерню в тисках, и просверлил, уже в намеченное отверстие – получил дырку:

Дырка, конечно, получилась немного не под тем углом (я не станок), испытания покажут, на сколько это критично.

Испытывал я мою шестереночку (как приятно…), надев на вал моторчика. При вращении отклонений от оси я не заметил (обычно видно полупрозрачную копию шестерни, когда она быстро вращается на кривой оси). На шпильке поднес шестеренку-образец (заводскую) и та закрутилась. Никаких отклонений от нормы я не заметил. Проверял обе «подшестерни» на изделии, всё работает как надо (может неровность отверстия мне показалась?). сидел я с моторчиком и шестеренками минут 5 – ждал когда ж моё изделие развалится? Не развалилось!
На прочность другими способами я проверять не стал, а друг развалится? Жалко она же первая – я ее в рамочку и на стенку повешу.

Основные выводы проделанной работы:
1. если получилась шестерня столь малого диаметра, то большие изготовить еще проще.
2. отверстие – тут надо что-то придумать. Можно вставлять шпильку сразу после заливания шпатлевки – надо пробовать.
3. лучше делать большой блин и сразу несколько форм – меньше времени – больше шестеренок.
4. таким образом можно изготавливать не только шестерни, но и другие элементы, к примеру, части кузова, колеса (самодельные литые диски !) и открывать тюнинг-ателье для роботов!

И так, всего за 100 рублей в ближайшем автомагазине я приобрел необходимый материал (автопластилин и автошпатлевку с волокном). Судя по тому, что пластилин легко отчищается от остатков массы, то этот материал практически бесконечен. Количества шпатлевки, на глаз, мне хватит на серийное производство редукторов 🙂 за вечер можно наклепать кучу столь необходимых и редких «штучек».

Всё. Удачи Вам этом очень простом и выгодном мероприятии, Grover.

Послесловие:
Признаюсь честно, это мой первый опыт в изготовлении чего-либо столь сложной и требующей большой точности конструкции как шестеренка. Это мероприятие не провалилось, как я ожидал в начале пути. Дерзайте и у вас все получится, нужно только желание, терпение и – важно – аккуратность!
——————————

Как сделать шестерню своими руками из металла. Изготовление пластиковой шестерни (обучающий видео урок) Как сделать шестеренку из пластика своими руками

Для изготовления шестерен используют такие материалы: железо, чугун, бронза, сталь простая углеродистая, специальные составы стали с примесью хрома, никеля, ванадия. Помимо металлов применяют смягчающие материалы: кожу, фибру, бумагу, они смягчают и обесшумливают зацепление. Но и металлические шестерни могут работать бесшумно, если их профиль выполнен с точностью. Для грубых передач производят «силовые» зубчатые колеса, их изготовляют литьем из чугуна и стали без последующей обработки. «Рабочие» зубчатые колеса для быстроходных передач изготовляются на фрезерных или зуборезных станках, с последующей термической обработкой – цементацией, которая предает зубьям твердость и устойчивость к износу. После цементации шестерни подвергаются обработке на шлифовальных станках.

Метод обката

Метод обката самый распространённый вариант изготовления шестерен, так как этот способ наиболее технологичный. В этом способе изготовления применяются такие инструменты: долбяк, червячная фреза, гребенка.

Метод обката с использованием долбяка

Для изготовления шестерен используется зубодолбёжный станок со специальным долбяком (шестерня оснащенная режущими кромками). Процедура изготовления шестерен происходит в несколько этапов, так как срезать за один раз весь лишний слой металла не возможно. При обработке заготовки, долбяк выполняет возвратно-поступательное движение и после каждого двойного хода, заготовка и долбяк проворачиваются на один шаг, как бы «обкатываются» друг по другу. Когда заготовка шестеренки сделает полный оборот, долбяк выполняет движение подачи к заготовке. Этот цикл производства выполняется, пока не будет удалён весь необходимый слой металла.

Метод обката с использованием гребёнки

Гребенка — режущий инструмент, его форма аналогична зубчатой рейки, но одна сторона зубьев гребенки заточена. Заготовка изготавливаемой шестерни производит вращательное движение вокруг оси. А гребёнка выполняет поступательное движение перпендикулярно оси шестерни и возвратно-поступательное движение параллельного оси колеса (шестеренки). Таким образом гребенка снимает лишний слой по всей ширине обода шестерни. Возможен другой вариант движения режущего инструмента и заготовки шестерни относительно друг друга, например, заготовка выполняет сложное прерывистое движение, скоординированное с движением гребенки, как будто совершается зацепление профиля нарезаемых зубьев с контуром режущего инструмента.

Этот метод позволяет изготовить шестерню при помощи червячной фрезы. Режущим инструментом в данном методе служит червячная фреза, которая совместно с заготовкой зубчатого колеса производят червячное зацепление.

Одна впадина шестеренки нарезается дисковой или пальцевой фрезой. Режущая часть фрезы, выполненная в виде формы этой впадины, нарезает шестерню. А при содействии делительного устройства нарезаемая шестеренка поворачивается на один угловой шаг и процесс нарезания повторяется. Этот способ изготовления шестерен использовался еще в начале ХХ века, он является не точным, впадины произведенного зубчатого колеса получаются разными, не идентичными.

Горячее и холодное накатывание

В этом способе производства шестерен применяется зубонакатный инструмент, который нагревает определенный слой заготовки до пластического состояния. После этого, нагретый слой деформируют для получения зубьев. А далее обкатывают зубья, изготавливаемого зубчатого колеса, до приобретения ними точной формы.

Изготовление конических шестерен

Для изготовления конических колес (конических шестеренок) применяют вариант обкатки в станочном зацеплении заготовки с воображаемым производящим колесом. Режущие кромки инструмента в процессе главного движения срезают припуск, таким образом, образовывают боковые поверхности будущей шестерни (шестеренки).

В сегодняшнее время, вокруг нас работают очень много механизмов где используются пластмассовые шестеренки. Причем, это могут быть как и игрушечные машинки, так и вполне серьезные вещи, к примеру, антенный подъемник в автомобиле, редуктор спиннинга, и тп. Причины поломки шестеренок могут быть разные, конечно большинство из них связаны с неправильной эксплуатацией, но сейчас не об этом. Если уж вы попали в такую ситуацию и у вас сломало пару зубьев шестерни, то выход есть как не платить за дорогостоящую деталь, а восстановить ее простым способом.

Понадобится для восстановления

Ненужная зубная щетка.
Моющее средство.
Двухкомпонентный эпоксидный клей — холодная сварка для пластика.

Клей холодная сварка должен быть жидкий, в тюбиках. Обязательно смотрите на упаковке, чтобы он подходил для склеивания пластмассовых и пластиковых деталей. Такой двухкомпонентный клей можно купить как в магазине автозапчастей, так и в строительном магазине. Если у вас возникнут затруднения и вы не сможете найти такой, в конце статьи я расскажу как сделать похожий аналог.

Восстановление пластмассовой шестеренки

Подготовка

Готовим клей

Восстановление зубьев

Делаем такой своеобразный бугорок.

Кладем шестеренку на импровизированную подставку, для того чтобы клей ещё больше загустел. Все опять же индивидуально, мне понадобилось лично минут 20, чтобы консистенция заметно загустела.

Ускорить реакцию и уменьшить время загустения можно нагреванием. К примеру взять фен и начать нагревать клей на шестеренке.

Восстановление зубьев

В результате другая шестеренка прокатает след на густом клее.

Теперь вы понимаете, что прежде чем прокатывать зубья, эпоксидный клей на шестеренке должен затвердеть до консистенции твердого пластилина.
Благодаря смазке клей не прилипнет на другую шестеренку.

Затвердевание

Вот таким несложным способом можно довольно просто восстановить сломанные шестерни.

Чем заменить эпоксидный клей?

Постарался изложить максимально простым языком.

Недавно друг, который занимался продажей шоколадных фонтанов в Питере обратился с необычным предложением. Ему вернули фонтан, где не крутился винт, поднимающий шоколад. Я люблю подобные задачи, когда мало кто может (или хочет браться) за починку единичных вещей и нужно поломать немного голову как изготовить редкие запчасти своими руками.

После разборки стало ясно, что дело в редукторе. Одна шестерня буквально расплавилась на валу (качество компонентов было просто на высоте. Скорей всего шестерня проскальзывала долгое время, потом нагрелась. Фонтан выключили, шестерня снова прилипла к валу со смещенным центром. Потом его снова включили и несколько зубъев, не выдержав нагрузки, отломилось). Точно такую же шестерёнку не найти, поэтому из оказавшегося под боком оборудования решил изготовить новую.

Вариантов создания шестерёнок очень много, я расскажу лишь про один из них. На мой взгляд он самый простой и эффективный.

Шаг 1. Разработка чертежа шестерни

Вам понадобится:

любой векторный редактор
штангенциркуль
генератор шестеренок (я использовал этот онлайн сервис)

Итак, считаем количество зубцов поломавшейся шестерни. Вводим все параметры, проводим замеры.

Качаем файл чертёж. Внутреннюю звёздочку я чертил сам в кореле, т.к. нужного параметра не нашел.

Рассчитывая внутренний диаметр шестерёнки нужно соблюсти тонкий баланс между прокручиванием и растрескиванием от сильного натяга.

Шаг 2. Изготовление шестерни

Материал новой шестерни — прозрачное оргстекло. Просто ищете в поисковике лазерную резку в вашем городе и отправляетесь туда. Лучше нарезать несколько с разными параметрами сразу. Думаю, одна порезка как у меня не должна выйти более $ 6.

Шаг 3. Запуск и тест фонтана

Вообще соседние шестерни принято делать из материалов немного разной плотности. Так они дольше прослужат. Скорей всего производитель просто пренебрег этим.

Смазываем, запускаем, радуемся!