思いつきdeものづくり

3Dプリンターで新しいものづくりを。

普通のギアボックスを3Dプリンター+αで作る【NEMA17用】

 

 

ども。オカラボです。

今回は前回制御についてお話しした、ステッピングモーター(NEMA17)のギアボックスを作りたいと思います。

 

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NEMA17は指でつまんでも止まらないくらいのトルクがあるので使いやすいのですが、それでも止まるときは止まります。

いつかに作った遊星ギアボックスも減速比が整数比じゃないから使いにくいんですよねぇ・・・

 

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ちなみに購入したのは以下のものです。私が購入した時は1199円と、ステッピングモーターではAmazon最安でした。(12/17現在、売り切れていましたの同等品に差し替えています)

0.4A/相なので、A4988で十分に駆動できるのもいいですね。

 

 

 

 

というわけで、今回作るギアボックスの要件です。

 

・減速比は整数比

・出力軸と入力軸が同一直線状に存在

・コンパクト

 

この三つのことを念頭にやっていきます。

特に出力軸と入力軸の同一直線状の存在。これが大事です。よりコンパクトに作るためにも、この条件は外せません。

サイズはモーター本体と同じくらいがベストです。では作っていきましょう!

 

 

 

モデリング

 

まずはFusion360を起動。今回つくるギアボックスは減速比1:3とします。

モーターシャフトに取り付ける入力ギアは、遊星ギア製作である程度のノウハウがある12Tとしました。

ギアの高さは余裕をもって15mmにしてます。

 

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12T入力ギア

 

モジュールはおなじみの0.8です。ですのでピッチ円直径は9.6mmですね。

ピッチ円とはなんぞや?という人は過去の記事を参照。

 

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次に普通のギアです。コンパクトにしたいので、ダブルギアを作ります。

歯数は10T/18Tにしました。まずは10Tと18Tのギアをそれぞれ作成。

 

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18T 厚みは5mmです

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10T 厚みは15mmです

そして18Tのモデルに10Tのギアを挿入し、ジョイントで結合します。

プリントするときのことを考えると、18Tに10Tを挿入する方が10Tに18Tを挿入するよりもいいです。

 

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10T/18T ダブルギア

 

最後に出力ギアを作ります。

今回のギアボックスは入力ギアが12Tで、10T/18Tのダブルギアを介して出力ギアに回転が伝えられます。

では減速比を1:3にするにはどうすればよいか?

簡単ですね。ギアの減速比は歯数比ですので、出力ギアの歯数をTとすると

18/12×T/10=3 が成り立ちます。なので、T=20です。

 

ギアの厚みは強度を持たせるために7mm程度にしましょうか。

六角ボルトを入れるので六角穴も作っておきます。作り方は過去記事で。

 

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 あとはフレームを適当に作ります。

ベアリングは外径16mmのものを使うので、そのあたりを考慮して作りました。

 

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モーターに直接取り付ける側

 

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ベアリングが入る側

 

出来上がり

 

スライサーソフトはCuraですべて行いました。

プリント速度は大体30mm/s。ギアをプリントするときは10mm/sです。

積層0.10mmで、密度は50%にしています。

 

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パーツ全部

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完成!

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ベアリングはNTN製です。出力軸はナットじゃなくてEリングで留めた方がいいかも

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きちんとかみ合ってます。

 

これで完成です!動作音はほとんどしません。そもそも回転数が低いですしね。

また、このSTLデータをThingiverseにアップロードしています。

Gearbox for NEMA17 only by sennan2d - Thingiverse

じわじわViewが増えているのでうれしいですねぇ。

前作の遊星ギアボックスを超えるかどうかはわかりませんが。

 

とりあえずギアボックス製作はこれで完結!終わり!