Der GEN's → Gear Werkzeug erstellt mathematisch korrekte Involute-Zahnräder Aus ein paar Zahlen — ohne CAD. Stirnräder flach auf einer 2-Draht-Maschine geschnitten; helical und Fase Zahnräder verwenden einen 4-Draht-Morph. Ideal für große Demonstrator-Zahnräder, kinetische Skulpturen, Requisiten und funktionierende Schaummechanismen.
Zahnrad-Grundlagen in 30 Sekunden
Ein Zahnrad wird durch drei Zahlen definiert:
- Zähne (Z) Wie viele Zähne am Zahnrad?
- Modul (m) — Zahngröße in mm. Größeres Modul = größere, massivere Zähne. (Im Imperial-System wird stattdessen der "diametral pitch" verwendet; das Modul ist die metrische Version.)
- Druckwinkel — die Neigung der Zahnflanke 20° ist der moderne Standard; 14,5° ist älter/feiner; 25° ist stärker.
Von diesen folgt jeder Durchmesser: Steigung Ø = m × z (Arbeitsdurchmesser, an dem die Zähne ineinandergreifen) Außen-Ø = m × (z + 2), Wurzel Ø ≈ m × (z − 2,5)Die Zahnflanke ist eine Kurve namens Involute — die Form, die eine Schnur beschreibt, wenn sie sich von einem Kreis abwickelt — was es Zahnrädern ermöglicht, sich mit konstanter Geschwindigkeit und gleichmäßig aneinander abzurollen.
Die goldene Regel: Wann greifen zwei Zahnräder ineinander?
Zwei Zahnräder laufen nur zusammen, wenn sie sich teilen gleiche Baugruppe und gleicher DruckwinkelDie Anzahl der Zähne kann variieren (das ist dein Übersetzungsverhältnis). Der Abstand zwischen ihren Wellen ist Mittelpunktsabstand = (z₁ + z₂) × m ÷ 2Ein 20-Zahn- und ein 40-Zahn-Zahnrad mit Modul 8 greifen bei (20+40)×8÷2 = 240 mm Achsabstand ineinander und ergeben eine Übersetzung von 2:1.
Stirnräder (2-Draht)
Der klassische flache Zahnrad: das Zahnprofil wird gerade durch den Schaum geschnitten. Es lädt als 2-Achsen Schnitt, zentriert in einem Materialblock mit 90 % Ihres Fräsers. Wählen Sie die Schaumstoffdicke entsprechend.
Schrägverzahnte Zahnräder (4-Draht)
Eine schräge Verzahnung hat Zähne, die Verdrehen entlang der Dicke, sodass sie allmählich ineinandergreifen — leiser und sanfter als Stirnräder. cncfoam.com stellt einen mit einer 4-Draht-Morphder linke Draht schneidet das Zahnrad bei 0° und der rechte Draht schneidet dasselbe Zahnrad, das um Verwindungswinkelund die zwischen ihnen gebildete Regelfläche bildet die schrägen Zähne. Halte die Verdrehung bescheiden (deutlich unter einer Zahnteilung) für saubere Zähne.
Kegelräder (4-Draht)
Kegelrad trägt seine Zähne auf einer KegelHier überträgt ein Paar die Bewegung um eine Ecke (typischerweise 90°). Hier die 4-Draht-Morph Kegel Der Zahnkranz: Der linke Draht schneidet den Zahnkranz in Originalgröße und der rechte Draht schneidet eine maßstabsgetreue Kopie, wodurch ein Kegelstumpf der Zähne entsteht. Der Kegel % legt fest, wie viel kleiner die Rückseite ist. Es ist eine Näherung eines echten kugelförmigen-involuten Kegels, liest sich aber korrekt und vernetzt für Demonstration und leichte Nutzung.
Bohrungen, Speichen & Leichtlöcher
Zentrum hinzufügen Bohrung für eine Welle und wählen Sie einen Stegstil: fest, Speichen oder Lichtausschnitte (ein Ring aus runden Löchern). Da ein Heißdraht eine durchgehende Schleife ist, kann er nicht in ein eingeschlossenes Loch eintauchen — also ist jedes innere Loch automatischer Schlitz bis zur nächsten Kante mit einem haarfeinen Schnitt, genau wie von Hand. Die Schlitze werden, wo möglich, durch Zahnzwischenräume geführt. Falls Sie saubere geschlossene Löcher bevorzugen, bohren oder stechen Sie diese nach dem Schneiden mit einem anderen Werkzeug.
Tipps
- Vermeide zu wenige Zähne. Unterhalb von ~17 Zähnen bei 20° beginnt die Evolvente nahe der Zahnwurzel zu unterschneiden und die Zähne werden schwächer. Verwenden Sie mehr Zähne oder einen höheren Eingriffswinkel für kleine Zahnräder.
- Achte auf den Schnittverlust. Der Draht entfernt seine eigene Breite, also setzen Sie Schnittfuge um zu verhindern, dass Zähne zu dünn ausfallen — besonders bei kleinem Modul
- Passe dein Set an. Entscheide ein Modul + Eingriffswinkel für ein ganzes Getriebe, dann variiere nur die Zähne.
- Foam-Auswahl Dichteres XPS hält die Zahnstruktur bei kleinen Größen besser als grobes EPS.
Verwandt
Siehe Morphing zweier Profile Wie die 4-Draht-Morph-Funktion hinter Helix/Kegel funktioniert? Objektleiste um das fertige Zahnrad neu zu skalieren Kerf & Schnittqualität um die Zahndicke richtig zu erhalten