Freecad как вращать деталь

FreeCAD последовательный поворот вокруг двух осей

Разбираюсь в FreeCAD. Нарисовал draft, хочу повернуть его сначала относительно оси X на 90 градусов, а потом — относительно оси Y на 90 градусов. Через GUI можно указать только 1 вектор поворота и угол. Как рассчитать вектор поворота, чтобы добиться желаемого эффекта? Ткните, пожалуйста, в соответствующую статью по линейной алгебре.

ft232r
08.01.18 09:57:04 MSK

FreeCAD уроки 3D моделирование и подготовка к 3D печати

Изучите руководство FreeCAD, чтобы легко научиться проектировать, создавать и запускать на 3D-печать ваши 3D-модели. Опыт проектирования в САПР или 3D печати не требуется. FreeCAD — это программа для параметрического 3d моделирования, аналогичная других САПР, разработанная для создания и обработки твердотельных объектов. Его преимущество заключается в простоте изменения ваших проектов во время моделирования, а также принципах открытого исходного кода и конечно же, в возможности бесплатного использования. В этом учебнике состоящим из 5 уроков по FreeCAD вы узнаете основные команды и инструменты для визуализации своих идей и дальнейшей реализации их с помощью 3D-печати. Мы создадим, казалось бы, простые объекты — шаг за шагом. К концу этого урока вы сможете распечатать на 3D принтере, свою первую самостоятельно созданную 3D модель в САПР.

Этапы обучения:

1. Загрузка и настройка FreeCAD
2. Как вырезать предметы
3. Филе и Выкройка
4. Особенность революции и как резать двумя предметами
5. 3D печать

УРОК 1. Настройка FreeCAD

В первом уроке этого руководства по FreeCAD вы изучите основы работы с программой.

1.1 Скачать FreeCAD бесплатно

Для этого вам необходимо сначала загрузить и установить FreeCAD. Вы можете скачать его с веб сайта FreeCAD . Доступны следующие платформы: Windows (32-разрядная, 64-разрядная), Mac (64-разрядная версия) и Linux (64-разрядная версия AppImage).

Для общего развития посетите форум FreeCAD .

1.2 Единицы измерения

Перед тем, как начать создавать ваш проект, вам нужно решить, какие единицы вы собираетесь использовать. В этом уроке по FreeCAD мы будем работать с использованием метрической системы.

Когда вы открываете FreeCAD, вы должны увидеть похожее на это:

Нажмите «Create new» (создать новый проект) . Теперь вы можете установить предпочитаемый стиль навигации. Для этого урока мы будем использовать Blender. Rightclick > Navigation styles > Blender> ( Щелкните правой кнопкой мыши > Стили навигации> Blender).

Как поменять во FreeCAD единицы измерения:

1. Нажмите Edit > Preferences (Правка> Настройки)

2. Выберите General в появившемся окне:

3. Перейдите в раздел «Units», измените пользовательскую систему на «Standart» и подтвердите, нажав «ОК».

1.3 Просмотр

Теперь начните новый документ, нажав CTRL + N. Вы увидите новую, безымянную вкладку, открывающуюся в нижней левой части окна.

Если окно Combo View слева уже открыто, вы можете пропустить следующий шаг.

Откройте Combo View, нажав View> Panels> Combo View

Это окно очень полезно для быстрого выполнения команд. Он также содержит представление Tree и Property ( »Дерево» и «Свойство»), которое позволяет вам ближе познакомиться со структурой вашего проекта.

1.4. Эскиз

Чтобы построить трехмерный объект, вам сначала нужно сделать эскиз основания:

1. Измените в Workbox со Start на Part Design (дизайн детали). Это активирует опцию Create Sketch ( Создать эскиз) в Task Slide в окне комбинированного представления ( Combo View) .

2. Убедитесь, что находитесь под панелью задач в Combo View . Нажмите Create body ( Создать объект), а затем Create sketch ( Создать эскиз). Откроется новое окно для выбора ориентации эскиза.

3. Теперь выберите XY-Plane. В последнем выпуске FreeCAD вы можете продолжить просто нажав OK.

Если у вас более старая версия, снимите флажок в обратном направлении и обнулите смещение. В этом окне куб справа покажет вам выбранную плоскость. Опция обратного направления переключится на противоположную плоскость. С опцией Offset (Смещение) вы можете изменить высоту плоскости. Нажмите ОК, чтобы продолжить.

4. Под панелью задач появились новые опции. Здесь мы можем изменить свойства сетки. Проверьте все параметры сетки и установите размер сетки 10 мм. Снятие флажка «Show grid» ( Показывать сетку) будет скрывать сетку, а «Grid size» ( Размер сетки) будет изменять ее интервал. Выбор Grid Snap автоматически привязывает точку к ближайшему пересечению.

5. Выберите инструмент эскиза Create a Rectangle ( Создать прямоугольник). Когда вы наводите курсор на систему координат, вы можете видеть текущие координаты прямо рядом с вашим курсором. Нажмите на IV quadrant системы координат (нижний правый квадрант) в точке 40.0, -40.0. Вы также можете заметить, как точки привязываются к сетке, что позволяет вам работать с большей точностью. Сделайте ваш прямоугольник большим 80.0 x 80.0 (перетащите прямоугольник в -40.0, 40.0 ).

Установите параметры сетки и выберите draw rectangle

FreeCAD автоматически устанавливает ограничения для вашего эскиза, как вы видите в окне «Ограничения» слева. Нажмите «Закрыть», чтобы выйти из эскиза. Теперь вы можете вытянуть эскиз в трехмерный объект.

1.5 Установка новых точек

1. Выберите команду Pad в разделе Task в комбинированном представлении.

Если вы не видите эти параметры, вернитесь к модели и выберите эскиз. Затем перейдите во вкладку Task.

2. Установите длину в 60 мм, во вкладке Dimension и уберите Symmetric to plane и Reversed. Длина будет определять, насколько далеко ваш объект выдавливается. Опция Reversed вытянет эскиз в противоположном направлении.

2-я длина будет включена путем переключения вкладки Измерение на два измерения и будет выдавливать объект с двух сторон. Мы не будем использовать эту функцию для нашей модели. Вернитесь к измерению и нажмите ОК.

1.6 Перемещение объектов

Разные точки зрения. 1 изометрическая проекция, 2 вид спереди.

Вы также можете перемещать объект и смотреть на него с разных сторон.

1. Удерживая среднюю кнопку мыши и двигая её, вы будете вращать объект. Обратите внимание, что эта функция доступна после щелчка правой кнопкой мыши и выбора Blender в разделе Стили навигации.
2. Вы также можете выбрать разные углы обзора. Различные виды можно найти в центральной строке панели инструментов FreeCAD. Аксиометрический вид проецирует объект в трехмерном виде. Вы также можете выбрать одну конкретную сторону.
3. 3. Если вы потеряли след своего объекта, нажмите на увеличение слева от панели инструментов просмотра. Это масштабирует весь ваш проект.

УРОК 2. Как разрезать объекты

Откройте проект последнего урока и переключите свой рабочий стол на проектирование деталей. Сначала мы хотим выкроить нашу коробку при помощи функцией вырезания.

2.1 Основная функция вырезания

Установите размеры функции Pocket, найденной в комбинированном представлении.

1. Выберите верхнюю плоскость, переключившись на верхний вид в меню вида и нажав на видимую грань вашего прямоугольника. Теперь создайте новый эскиз под Task в окне Combo view.

2. Установите сетку на 5 мм и выберете Grid Snap (привязка к сетке). Теперь нарисуйте прямоугольник, начинающийся с -35,0, 35,0 и сделайте его большим 70,0 х -70,0. Он должен смещаться на 5 мм от краев вашей коробки. Нажмите, чтобы подтвердить прямоугольник и закрыть эскиз.

3. Для продолжения нажмите на функцию Pocket прямо под функцией Pad в Combo View (комбинированном представлении). Эта функция будет вырезать все внутри вашего последнего нарисованного прямоугольника. Вы можете изменить направление и предел резки в выборе типа. Установите для параметра «Тип» значение «Размер», а для длины — 55,0 мм, чтобы толщина пола составляла 5 мм. Также переименуйте созданный карман в «Отверстие», нажав F2. Когда вы переключаетесь в изометрический вид, вы можете увидеть отверстие в коробке.

2.2 Offset (Смещение)

1. Чтобы удержать крышку будущей коробки, вам нужно будет создать ободок вокруг верхней части коробки. Переключитесь на аксонометрический вид и снова выберите верхнюю плоскость окна. Не выбирайте основание или стенки своей коробки! Измените размер сетки на 5 мм и включите привязку сетки. Теперь создайте прямоугольник, выровненный по верхним краям вашего блока, начиная с -40, 40.0., Закройте эскиз, когда закончите, и переименуйте законченный эскиз в Обод 1. Для доступа к инструменту «Смещение» переключите свой рабочий стол с «Проект детали» на «Черновик».

2. Переопределите вашу рабочую плоскость, нажав Установить рабочую плоскость, а затем в верхней плоскости окна. Сетка должна стать видимой. Чтобы показать или скрыть сетку, выберите Draft > Utilities > Toggle Grid ( »Черновик» > «Утилиты» > «Сетка переключения»). Высота рабочей плоскости будет определять уровень черчения. Создание чертежей на разных уровнях позволит вам выдавливать чертеж в определенный объект.

3. Выберите эскиз «Обод 1» в разделе Model section и Task выберете инструмент Offset . Установите флажок «Копировать», чтобы после смещения оставалось «Обод 1» При использовании инструмента смещения очень важно перемещать курсор и держать его в окне моделирования. Вы заметите прямоугольник, следующий за вашим курсором. Теперь не двигайте мышью, введите -2,5 и нажмите ввод. Это сместит ваш эскиз на 2,5 мм внутрь. Также переименуйте «D Wire001» в «Черновик».

4. Отключите Draft grid ( черновую сетку), как показано в 2. и верните рабочую панель обратно в конструкцию детали.

2.3 Альтернативный метод обрезки или вычитания из объекта

1. Дважды щелкните эскиз «Обод 1», чтобы отредактировать его. Установите сетку на 2,5 мм и проверьте привязку сетки. Теперь нарисуйте второй прямоугольник прямо над «Черновиком», начиная с (-37,5, 37,5) с размером (70,70). Закройте эскиз. Теперь вы также можете удалить «Черновик», нажав на него и нажав кнопку удаления.
2. Снова выберите «Rim 1» и обрежьте его, используя функцию Pocket. Установите тип для размера и длины до 5 мм. Это сократит пространство внутри прямоугольников.

УРОК 3: Скругление (Fillet) и шаблоны (Pattern)

В третьем уроке этого руководства по FreeCAD вы узнаете, как умножить фигуру и сделать углы округлыми. Для начала откройте проект, которую вы создали в уроке 2.

3.1. Особенности шаблона

1. Функция Pattern распределяет объект одинаково. Поэтому, прежде чем вы сможете создать объект, вам нужно его создать. На этом шаге вы должны добавить маленькие дополнения в нижней части коробки. Переключите свой вид на вид снизу и выберите видимую плоскость. Вы должны увидеть дно вашей коробки.

Теперь создайте новый эскиз на этой плоскости и установите размер сетки 2,5 мм, также проверьте привязку сетки. Выберите Create a Circle ( «Создать круг») и нарисуйте круг в верхнем правом углу поля со значением -30,0, 30,0 с радиусом 5 мм. Теперь закройте эскиз.

2. Выберите эскиз, нарисованный в 1. и вытяните его с помощью Pad. Установите длину до 5 мм и снимите флажок Symmetric to Plane ( Симметричный) и Reverse. Нажмите OK, чтобы закончить и переименуйте Pad в Nub, нажав F2.

3. Теперь снова нажмите Nub и выберите функцию Polar Pattern ( »Полярный паттерн»). Установите угол на 360,00, вхождения на 4 и снимите флажок в обратном направлении. Этот инструмент создает круговую модель детали с определенным углом и вхождениями. Угол определяет размер вашего рисунка. Например, под углом 360 ° объекты будут расположены по полному кругу, под углом 90 ° только внутри четверти круга. С проверкой обратного направления ваш рисунок будет вращаться по часовой стрелке.

3.2 Функция Fillet (скругление)

Создайте скругление из круговых накладок с радиусом 2,4 мм:

1. Переключитесь на вид снизу и выберите все Nub. Чтобы выбрать много частей, удерживайте нажатой клавишу CTRL и нажимайте на разные части. Чтобы отменить выбор части просто нажмите на нее еще раз.

2. Теперь выберите функцию скругление. Регулируемый радиус определяет размер вашего скругления. Радиус должен быть меньше, чем у объекта, который вы создаете, поэтому установите радиус на 4,9 мм. Закройте функцию и переименуйте Филе в «Nub1».

3.3 Как скруглить углы

Сначала создайте прямоугольник на существующем ободе. Сократите это на 2.5 мм и затем выберите внешний край вашей коробки, чтобы создать скругление:

1. Переключитесь на вид сверху и создайте новый эскиз на ободе, который вы создали в уроке 2.

2. Теперь нарисуйте прямоугольник с правой стороны, начиная с 35,0, 37,5 и сделайте его большим 2,5 х -75,0. Выйдите из эскиза и перейдите к следующему шагу.

3. Создайте новый pocket с эскизом от 1., установите длину 2,5 мм и снимите флажок с reversed. Также переименуйте pocket в «SmallRim».

3. Теперь щелкните по внешнему краю SmallRim и щелкните по элементу fillet. Установите радиус до 2,4 мм.

Скругление с радиусом 2,4 мм.

УРОК 4: Функция Revolution (вычитание поверхностей)

В пятом уроке этого руководства по FreeCAD вы создадите оболочку своей коробки. Крышка будет изогнута и выдавлена с помощью функции Revolution. Для начала откройте новый документ и сохраните его как «Box Cover». Затем переключите ваш Workbox на Part Design.

4.1 Функция Revolution

1. Создайте новый эскиз на плоскости XY, нарисуйте прямоугольник, начинающийся с -40.00, 40.00 и сделайте его 80.00 x -80.00. Переименуйте эскиз в «Base». Это будет новый, независимый объект.

2. Теперь вытяните эскиз на высоту 5 мм и переименуйте его в «Base». Когда закончите, начните новый эскиз сверху вытянутой коробки. Нарисуйте еще один прямоугольник, начиная с -40,00, 40,00 и сделайте его 80,00 х -40,00big. Переименуйте его в «Base of Revolution» .

3. Чтобы создать Revolution, сначала нажмите «Base of Revolution» , а затем на элемент sketch feature ( « Вращать эскиз»). Установите Ось на ‘Horizontal Sketch Axis’ ( « Горизонтальная ось эскиза») и угол на 180 °. Снимите флажок Symmetric to Plane и Reversed . Симметричная плоскость будет равномерно распределять элемент на каждой стороне в равной степени на плоскости.

4. Скройте revolution, созданную вами в п 3., нажав на нее в представлении модели и нажав пробел. Теперь создайте новый эскиз поверх экструдера «Base». Установите сетку на 2,5 мм и нарисуйте прямоугольник в (-37,50, 37,50) и сделайте его большим 75,00 x -37,50. Создайте новую функцию Revolution. Установите Ось (Axis) горизонтально и угол на 180 °, также снимите флажок Symmetric to Plane и Reversed .

Этот объект будет использоваться для создания кармана в вашей крышке, предоставляя коробке больше места и используя меньше нити при 3D-печати.

4.2 Обрезка или вычитание поверхностей с двумя объектами

1.Переключите ваш Workbox на деталь и выберите Run a Boolean operation ( «Выполнить логическую операцию»). Выберете Difference в окне логических операций. Она вычтет Second Shape из First Shape. Union объединит два объекта, intersection извлечет общую часть двух объектов, а section извлечет общую часть двух объектов как не сплошную.

2. Выберете first Shape для первую Revolution. Это должно быть самая большая revolution из двух. S econd shape будет меньшей revolution. Нажмите Apply, чтобы подтвердить вычитание.
3. Чтобы закончить, мы создаем новый эскиз в нижней части «Base Extrude». Нарисуйте прямоугольник, начинающийся с -37.50, 37.50 и сделайте его большим 75.50 x -75.50. Разрежьте эскиз с помощью элемента Cut ( «Вырезать») на 5 мм.

УРОК 5: Экспорт 3D модели

Прежде чем начать печать, вам нужно будет экспортировать вашу модель в формат файла, совместимый с вашим слайсером.

1. Измените свой Workbox с «Part Design» на «Mesh Workbench». Затем перейдите на вкладку «Mesh» в верхней части экрана и выберите «Создать сетку из формы…».

2. Выберите объекты, которые вы хотите преобразовать, затем нажмите OK. Вы можете настроить, насколько гладкими будут любые изогнутые поверхности модели, настроив шкалу чистоты. Регулируя это, чем точнее вы сделаете модель, тем больше будет размер файла. Если у вас есть несколько тел и вы хотите экспортировать их как одно тело, вам сначала нужно изменить рабочее поле обратно на «Part Design». Затем выберите инструмент «Соединение», затем «Создать соединение» и тела, которые вы хотите соединить.

3. Щелкните правой кнопкой мыши созданную сетку на вкладке «Модель» и выберите «Экспорт сетки». При выборе формата файла для экспорта файлы STL или 3MF являются стандартами для 3D-печати. Если вы обнаружите, что модели слишком велики по размеру файла, выберите формат 3MF; это значительно уменьшает размер файла по сравнению с STL.

УРОК 5: 3D ПЕЧАТЬ

Итак, все готово для 3D-печати вашей модели.

Помните, что для решения проблем, которые могут возникнуть в процессе 3D-печати, могут потребоваться незначительные корректировки:

1. Вам нужно будет добавить поддержки . Область контакта между 3d моделью и столом 3d принтера. Следовательно, ожидайте, что ваш отпечаток не будет безупречно прилипать, не увеличивая поверхность контакта или не добавляя края на каждом выступе. Вы также можете попробовать установить скругление в шаге от 3,2 до 4,5 мм.
2. Вам нужно будет установить поддерживающие мосты. Расстояние между выступами слишком велико, чтобы дно коробки было достаточно жестким. Поддержка мостов должна избегать первого предложения (для добавления краев), но имейте это в виду, если у вас возникнут проблемы с адгезией.
3. Не забудьте распечатать обе модели на 100%, чтобы обеспечить идеальное прилегание крышки к корпусу.
4. Постобработка коробки может включать в себя полировку поверхности и добавление шарнира, чтобы держать коробку открытой.

Коробка и крышка сверху. Чтобы добиться более высокого разрешения в крышке, печатайте так, чтобы нижняя часть крышки соприкасалась с печатной формой. Показанная здесь крышка была напечатана с поворотом на 180 ° по оси Y.

FreeCAD – моделируем конические шестерни

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Когда я писал статью про моделирование шестеренок, то спросил today-сообщество: какие известны программы для проектирования эвольвентного профиля? Как ни странно, среди названных программ не был назван FreeCAD. А между тем, эта программа позволяет быстро и точно создать контур любой не корригированной шестерни! В этой статье я хочу рассказать, как за несколько секунд можно построить коническую шестерню в программе FreeCAD.

Официальный сайт программы:http://freecadweb.org/ Здесь вы можете бесплатно и абсолютно законно скачать дистрибутив и установить на свой компьютер.

Прежде чем строить коническую шестерню, разберемся с обычной, цилиндрической прямозубой. Она во FreeCAD строится в несколько движений пальцем 🙂 : 2 клика и 2 enter-a, если не менять параметров.

Построение прямозубой цилиндрической шестерни

Запускаем FreeCAD. Выбираем: «Проектирование деталей»

«Part Design»

В этом модуле есть команда: «Involute Gear». Я выставил ее на панель управления отдельной кнопкой. Можно не выставлять:

Здесь нам понадобятся два параметра: количество зубов (зубьев 🙂 машинный перевод?) и модуль.

Строим цилиндрическую шестерню:

Думаю, что хорошему «геймеру» понадобится меньше секунды, чтобы построить цилиндрическую прямозубую шестерню во FreeCAD. Попробуйте, сколько времени это займет у вас. 🙂 Далее, немного о точности построения. Раздел для скептиков. Как известно, обсуждая построение шестеренок возникает вопрос: «На сколько та, или иная программа точна в построении.» Те, кто не сомневаются в точности FreeCAD, могут не читать.

Точность построения эвольвентного профиля во FreeCAD

Методику построения эвольвентного зуба я уже описывал. Поэтому я взял свою ранее построенную шестерню и сравнил ее с той, которую построил FreeCAD:

Малиновая шестерня – моя, синяя – FreeCAD. Основное расхождение – участок у основания зуба. Когда диаметр основной окружности больше диаметра окружности впадин, эвольвента заканчивается на основной окружности, участок зуба у основания рекомендуется строить дугой того же радиуса, что и основная окружность. Кроме того, я не строил положенного радиуса у основания зуба. FreeCAD более грамотно оформил основание зуба. Что касается участка эвольвенты, который я построил, сравним его с аналогичным участком, построенным FreeCAD:

Результат говорит о высокой точности построения эвольвентного профиля во FreeCAD! Я строил свой профиль в AutoCAD по точкам с малым шагом, переконвертировал в CATIA, где построил шестеренку. Погрешность в 0,001-0,003 мм – это программная точность (точность интерполяции). Думаю, программисты FreeCAD использовали точные формулы построения эвольвенты, иначе контуры никогда не совпали, погрешность была бы больше.

Построение конической шестерни

Для чего нужны конические шестерни? Может кому-нибудь понадобится для новой компоновки 3D принтера: если ось моторчика нужно будет под углом поставить? Или захочется создать игрушечный автомобиль на «резиновом» двигателе, как в авиамоделизме, но чтобы привод шел от продольной оси на колеса. Если кто захочет спроектировать межколесный дифференциал, то тоже можно. Но там возникает проблема с большим передаточным отношением, о которой я расскажу ниже…

Начну сразу же с построения. Теория будет в конце. Обычно, западные разработчики Help-ов пишут сначала «Getting Started» (приступая к работе), где в стиле: «делай раз!», «делай два!», «делай три!» объясняют, как сразу получить результат. Я поступлю так же.

В интернете есть ролики, как построить коническую шестерню во FreeCAD. Но там не показано, как построить пару шестерен, которая сможет взаимодействовать друг с другом. Угол наклона не может быть любым, а должен быть определенным, в зависимости от угла между валами и передаточным отношением.

Мы будем строить шестеренку с количеством зубьев 20, которая предназначена для передачи вращения под углом в 90 градусов и передаточным отношением 1:1, т.е. она сможет находится в зацеплении только с такой же шестеренкой.

Строим два контура. Первый с параметрами: «Количество зубов» 🙂 — 20, модуль – 3. Второй с тем же количеством зубьев, но модуль -2.

Далее, «поднимаем» маленький контур над большим:
Ширину венца я решил сделать 10 мм:

Теперь нам нужно покинуть Part Design, чтобы перейти в Part. Не знаю, стоило ли разделять Part и Part Design в разные модули, ну разработчикам виднее 🙂 .

Здесь нам понадобится команда Loft:

«Кликаем» в нее, попадаем в поле программы, где нам надо оба сечения перекинуть из левого поля в правое с помощью синей стрелки. Не забудьте поставить галочку «Создать твердое тело».

После нажатия кнопки «ОК» у вас должно получиться:

На этом, интернетовский ролик заканчивается. Кто видел конические шестерни, знает, что они выглядят несколько иначе. 🙂 Скажем так, не хватает отверстия по центру, а некоторый материал – лишний. Пока мы не перешли к «финишной доводке» 🙂 , обратите внимание: шестеренка строится не намного дольше цилиндрической прямозубой и без участия плагинов, аддонов, подпрограмм и т.п. Конечно, даже опытному «геймеру» понадобится не менее нескольких секунд, чтобы построить такую шестерню 🙂 ! Обязательно попробуйте, сколько времени это займет у вас.

Доработка «под ключ»

Возвращаемся в Part Design. Команда «Эскиз»:

Выбираем плоскость YZ (можно XZ):

Нарисованную шестеренку лучше скрыть, чтобы не загораживала эскиз:
В эскизе «не криво, не прямо» я нарисовал профиль:

Теперь, наложив на него разные ограничения с помощью специального набора значков (красного цвета) получим:

Как это сделать наилучшим образом, пусть каждый решает сам. Может участники портала 3DToday, кто пользуются FreeCAD-ом давно, подскажут хороший совет?

Выйдя из скетча, выбираем построение тела вращения:

Опять возвращаемся в Part, где нас ждут Булевы операции:
В Булевых операциях отмечаем «Пересечение» и галочками отмечаем участников:

Две таких шестерни передают вращение 1:1 под углом в90 градусов.

FreeCAD анонсировал выход модуля сборки, но пока его нет. Пришлось собрать в Кате и проверить на вращение. Все крутится без заеданий!

Немного теории

Как спроектировать шестерни с другим передаточным отношением? Или (и) с другим углом между валами?

На рисунке индекс 1 относится к первой шестерне, индекс 2 – ко второй. f – впадины зуба, а – вершины зуба, если нет индекса f и нет индекса – а, значит это относится к делительной окружности. Индексом н (нижний) я обозначил размеры со стороны основания конуса, индексом в (верхний) обозначил размеры со стороны вершины конуса.

Порядок расчета параметров:

Определяем диаметры делительных окружностей «низа» и «верха» первой шестерни. d н1= mниза х z1. Любые из этих двух параметров выбираем исходя из компоновки и необходимого передаточного отношения. Например: m=3, z1=20, тогда d н1= 3х20= 60. Теперь нам нужно узнать угол первого конуса ф1. Он считается по формуле:

tg ф1= z1:z2, если угол d = 90 градусов (валы перпендикулярны).

Если валы не перпендикулярны, то формула другая:

tg ф1 = (z1*sin(d))/ (z2+z1*cos(d))

Узнав угол делительного конуса, мы можем рассчитать модуль «верха» шестерни графически или аналитически. Графически проще. Определившись с первой шестерней, несложно определить параметры второй.

Если z1=20, z2=30, то при b1=10, b2=6.666, m1= от 3 до 2.333; m2= от3 до 2.333. Где b – ширина венца. Как рассчитать диаметры вершин и впадин зубьев написано в моей статье. Начертив обе шестерни в зацеплении на плоскости на виде сбоку, мы сможем определить, какой материал нужно будет убрать:

При построении конических шестерен с передаточным числом отличным от 1, возникает следующая проблема: зубья одной шестерни тем больше внедряются в зубья другой, чем больше передаточное число. Например, при z1 = 20, z2=40, u=1:2, происходит значительное внедрение:

При z1=20, z2= 30, u=2:3, внедрение умеренное, достигает 0,05 мм. На мой взгляд, такие шестерни будут вращаться за счет люфтов, в дальнейшем — приработаются.

Как доработать зуб, чтобы ликвидировать внедрение, я знаю. Лучше это делать в тех программах, где есть модуль «Кинематика», или «Сборка». Во FreeCAD-е пока это сделать сложно. Будем ждать выхода модуля сборки. Здесь я не буду описывать методику. Если будет интересно, могу оформить отдельный пост. Может быть, кто-нибудь из знатоков FreeCAD предложит свой вариант решения проблемы? Еще вопрос знатокам: FreeCAD нормально строит цилиндрические шестерни с косым зубом, если угол наклона зуба небольшой. При увеличении наклона, программа начинает путаться, какие точки верхнего контура соответствуют точкам нижнего контура. В Кате такая проблема (если возникает) решается ручным указанием двух точек. Как это решить во FreeCAD-е?

В целом программа FreeCAD оставила хорошее впечатление: полноценная CAD программа, действительно свободная (бесплатная). В интернете много обучающих роликов.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

(Л1) FreeCAD и моя подводная лодка

Я привожу маленький словарик, в котором дано соответствие между русскими и английскими терминами. Хочется верить, что у меня хватит терпения его все время дописывать.

FreeCAD ФриКад 2D, 3D 2Д, 3Д

Spreadsheet Лист с данными feature элемент

Part деталь constrain ограничение

2.3 Как разглядывать деталь

Самое отвратительное то, что на моих разных компьютерах эти команды разные! Здесь надо разбираться, отчего это зависит, но мне лень.

Итак, деталь можно разглядывать тремя способами:

1) крутя, сдвигая и масштабируя деталь с помощью мыши,

1.1 Крутить объект можно, одновременно нажав Shift+RightMouse.

2) Нажимая клавиши 1,2,3,4,5,6, которые дают 6 разных декартовых проекций, а также клавишу , которая сразу же дает 3Д-изображение.

3) Выбирая вид в комбо-окошке. В реальности, только два вида полезны: as is ?, то есть как есть, и ?, то есть прозрачный, когда видны только грани. Если деталь пропала, то найти ее можно с помощью клавиши ?, а масштабировать с помощью клавиши ?.

1.2 Как переносить что-нибудь из одного проекта в другой. Очень просто: Ctrl-V -> Ctrl-C. Но структуру он не переносит, только простой объект. Например, скетч.

Alternatively, some keyboard controls are always available, no matter the navigation mode[https://www.freecadweb.org/wiki/Manual:Navigating_in_the_3D_view]:

• CTRL + and CTRL — to zoom in and zoom out
• The arrow keys to shift the view left/right and up/down
• SHIFT + left arrow and SHIFT + right arrow to rotate the view by 90 degrees
• the numeric keys, 1 to 6, for the six standard views, top, front, right, bottom, back and left
• O will set the camera in orthographic mode,
• while P sets it in perspective mode.
• CTRL will allow you to select more than one object or element

These controls are also available from the View menu and some from the View toolbar.

Выбор. Нажмите на левую кнопку мыши над объектом который вы хотите выбрать. Удержание ctrl позволяет выделить несколько объектов.

Сдвиг. 1) Щелкните на среднюю клавишу мыши и двигайте для смещения вида.

2) Нажмите и удерживайте клавишу Ctrl и нажмите и отпустите правую кнопку мыши для сдвига (версия 0.14)

Масштаб. 1) Используйте колесо мыши для увеличения и уменьшения изображения. Нажатие средней кнопки мыши ставит центр изображения по местоположению курсора.

2) В режиме сдвига нажмите и отпустите левую кнопку мыши для масштабирования, для возврата в режим сдвига нажмите правую кнопку мыши (версия 0.14)

Вращать. 1) Сначала нажмите на среднюю кнопку мыши, и, удерживая, нажмите левую кнопку мыши и тяните в нужном направлении. Положение курсора на месте клика средней кнопки мыши устанавливает центр вращения. Вращение работает как кручение шара вокруг своего центра. Если кнопки отпущены во время движения кнопки, объект продолжает вращение, при соответствующей настройке. Двойной клик средней кнопкой устанавливает новый центр вращения.

2) В режиме сдвига нажмите и на мгновение удержите левую кнопку мыши для вращения, для возврата в режим сдвига нажмите и отпустите правую кнопку мыши (версия 0.14)

Вращать Альтернативный метод Сначала нажмите на среднюю кнопку мыши, и, удерживая, нажмите левую кнопку мыши и тяните в нужном направлении. Этот метод работает как предыдущий с использованием средней кнопки + левой кнопки мыши, за исключением того, что средняя кнопка мыши может быть отпущена после того как нажата правая кнопка. Для пользователей, использующих мышь правой рукой, могут найти этот метод удобнее предыдущего.