h_nari @ 熊本市のブログ。電子工作、プログラミング、ゲーム、TV、 政治、インターネットなどに日々の思い付きを、 うだうだ~と書いていきたい。
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タイミング・ベルト用プーリーの製作

前回シンクロベルトを購入したと書いたが、 タイミング・ベルトというのが正しいのだろうか? ミスミの分類ではタイミングペルトで、 シンクロベルトはバンドー化学の商品名か?という気もする。 今後はタイミングペルトと書くことにする。

タイミングペルトがあれば、ギアというか歯付きプーリーも必要になる。 とりあえず手持ちで20歯のものが4個あるが、3Dプリンタで自由に作れると大変嬉しい。

ギアのように、生成プラグインや歯型生成の方法があれば いいのだが見つからない。ベルトの形状はわかっているので、 多角形で近似して、多角形同士の論理演算のライブラリがあれば、 多角形でプーリーの形状が得られるのではないか?と フリーの多角形論理演算ライブラリを探すとあった。

複数見つかった中 Angus jhonson's Clipper library には pythonバインディングがある。 サンプルプログラムを試したら動いたので、 これを使う。

まず、タイミングベルト2GTの形状を作成する。 2GT 図面で検索すると いろいろみつかるが、 ミスミのページの図面がわかりやすかったので、 これを元に製図し、必要な座標、角度等を求め、 形状生成のプログラムを作成した。 次にピッチ円状に沿ってベルトが回転しながら、 ピッチ円からベルト形状を切り取ることで プーリーの歯型を生成するプログラムを 作成した。 SVGファイルが出力される。 プログラムは github で公開している。

生成したSVGファイルをFusion360で読み込み、 赤い棒が10mmであることを確認。 直径5mmの穴を追加し、押出でプーリーを試作。 歯型を生成する際、オフセットを指定し、 指定分だけ内側に縮めて作成できる。 オフセットなし、0.1mm, 0.2mm, 0.3mmの4種類で 20歯のプーリーを印刷してみた。 ベルトと噛み合せた結果 オフセットなしが最も良好。 0.1mmも噛み合うが、0.2mm, 0.3mmは隙間が大きくて 噛み合わないことがわかった。

次に、どれくらい小さいプーリーも使えるか 調べるため、オフセット無しで 16歯、14歯、12歯、10歯 のプーリーを印刷。 実際に使えるかどうかは、わからないが 10歯までベルトと噛み合わせることができた。

ここまでの試作品は、形状や噛み合わせをみるために ツバが無いものだが、実用上はベルトが外れないよう ツバが必要だ。ツバ有りのものも試作した。 サポート有りで1体で印刷できた。サポート材が 歯面を乱すこともない。

次はベルトとプーリーを使って動くものを作りたい。 あと、現状のプーリー形状はなかなか重い。 20歯で1000頂点を超える。Fusion360での押出処理も重い。 歯数が多くなると、もっと重くなるので、 頂点を減らす処理も検討したい。