Servo zobniški prenos z velikim navorom, izdelan s 3D tiskanjem

ha 300x80 - Servo zobniški prenos z velikim navorom, izdelan s 3D tiskanjemHackster Inc.
Avtor: Bribro12
2020_289_46

V tem projektu bom predstavil skoraj v celoti 3D-tiskan servo pogon, ki lahko premakne celo avtomobil! Izdelava je srednje zahtevna, traja lahko več kot dva dneva, navodila za izdelavo pa so popolna.

Kaj potrebujemo v tem projektu
Komponente za strojno opremo

  • 3D natisnjene komponente, katerih načrte in datoteke za 3D tiskanje jih najdemo na Thingiverse, skupaj 11 kosov;
  • 775 krtačni motor; povezava: https://www.banggood.com/775-Gear-Motor-DC-12V-36V-3500-9000RPM-Motor-Large-Torque-High-power-Motor-p-1091058.html?p=E01411629100201406T1&custlinkid= 255143, 1 kos;
  • M5 vijak in matica,dolžina 40 mm, uporablja se za pritrditev velikega zobnika in servo roke na podlago, 2 kosa;
  • M3 Vijak in matica, dolžine 30 mm, uporablja se za pritrditev povratnega zobnika za lego na gredi 20 mm, 1 kos;
  • Univerzalni krmilnik gibanja, oglejte si še en moj projekt, ki se uporablja za krmiljenje in pogon servo motorjev: https://hackaday.io/project/170604-umc-universal-motion-controller, 1 kos;
  • toplotno skrčljiva cev https://www.banggood.com/328pcs-Heat-Shrink-Tubing-Insulation-Electrical-Shrinkable-Tube-Sleeve-Cable-21-p-1362019.html?p=E01411629100201406T1&custlinkid=669227, 1 kos;
  • 6-mm gred iz nerjavečega jekla odrežemo v dolžini 81 mm in 104 mm za 2 zobniški gredi povezava: https://www.banggood.com/681012mm-Diameter-550mm-Length-Linear-Rail-Shaft-Rod-for-3D-Printer-p-1533105.html?p=E01411629100201406T1&custlinkid=1206718, 2 kosa;
  • vijaki premera 4,5 mm in dolžine 30 mm, ki se uporabljajo za pritrditev pokrova, 7 kosov; ležaji z notranjim premerom 20 mm 6004 (20 * 42 * 12 mm) povezava: https://www.banggood.com/Deep-Groove-Ball-Bearings-6000-60052RS-High-Speed-Bearing-Steel-p-942862.html?p=E01411629100201406T1&custlinkid=1206865, 2 kosa;
  • Vijaka premera 4,5 mm in dolžine 15 mm, ki se bosta uporabila za pritrditev motorja, 2 kosa; 10K potenciometer povezava: https://www.banggood.com/5pcs-200V-0_2W-10K-Ohm
  • Potentiometer-Single-Linear-p-961348.html?p=E01411629100201406T1&custlinkid=1206871, 1 kos.
  • Ročno orodje in stroji za izdelavo
  • Potrebovali bomo še orodja in naprave in sicer infrardeči digitalni termometer, postajo za spajkanje SMD komponent in 3D tiskalnik.

Zgodba
Opis
Ta servo z zobniškim prenosom je nova in izboljšana različica moje prvotne zasnove menjalnika (https://www.hackster.io/bribro12/3d-printable-high-torque-servo-gear-reduction-0ddfe7). Tu boste našli tudi vse potrebne datoteke za 3D tisk sestavnih delov. Prvotni servo je imel prestavno razmerje 30:1, hitrost izhodne gredi pa je bila približno 715 vrtljajev v minuti, kar je otežilo nastavitev pravih PID parametrov. V tej novejši različici je prestavno razmerje približno 162:1, kar zmanjša število vrtljajev v minuti in poveča navor izhodne gredi.

V tej različici sem se odločil za dvojne helical zobnike, ker med delovanjem ustvarjajo veliko manj hrupa kot običajni zobniki, sile med zobniki pa se prenašajo veliko bolj enakomerno. Zobniki se vrtijo na 6 mm gredi iz nerjavečega jekla, ki je mazana z mastjo za ležaje. V idealnih razmerah bi morali imeti ležaje tudi vsi zobniki, vendar bomo o tem razmišljali kasneje. Za razliko od prvotne zasnove sem za uležajenje izhodne gredi uporabil dva 20 mm ležaja.
Servo uporablja krtačni DC-motor s 775 36V z 9000 vrtljaji v minuti, ki ga poganja (moj) Universal Morion Controller (UMC). Navor na gredi teoretično znaša približno 297 kg/cm, servo pa sem lahko preizkusil z navorom približno 132 kg/cm. Med testiranjem se nobeden od zobnikov ni zlomil, vsi so bili natisnjeni v PLA.

Kot šibki člen v tej izvedbi so se izkazali pritrdilni jezički in nagibni zobniki, ki se uporabljajo v prvi fazi na gredi motorja. Ta dva zobnika lahko tudi zdrsneta pod velikimi obremenitvami, kot so dejansko bile pri poskusu, da avto potegnem naprej z zategnjeno ročno zavoro. Ko sem opravil test, kjer je servo potegnil avto z navorom 132 kg/cm, se to ni zgodilo, tako da bi moral zobniški prenos brez težav delovati vsaj do tega navora.

Video navodila
Youtube: https://bit.ly/32vwV5L

Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:4547703

Navodila za sestavljanje
Podrobna navodila za izdelavo tega servo pogona najdete v videoposnetku na YouTube: https://bit.ly/3lpE0O2

Datoteke
Načrt, mere in položaj lukenj na 20 mm gredi najdete na povezavi, https://bit.ly/2Qv5qnc

Sestavni deli in ohišje
Vse lahko najdete na Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:4547703

Avtor Bribro12 o sebi:
Sem ustvarjalec, maker. Oblikujem in ustvarjam lastne projekte, od zamisli do dokončnega izdelka. Moji najljubši orodji sta moj 3D-tiskalnik in laserski rezalnik.

Vir: https://bit.ly/32uW2Wx

https://www.hackster.io/