Réducteur planétaire NEMA17

Un réducteur planétaire à deux étages qui se visse directement sur un moteur pas à pas NEMA17. Le premier solaire s’emmanche sur l’arbre en D du moteur, quatre satellites par étage roulent dans une couronne commune taillée dans le carter cannelé, le premier porte-satellites porte le second solaire, et le second porte-satellites entraîne une bride de sortie via un boulon M8 tournant dans un roulement 608 logé dans le couvercle. Appuyez sur lecture : l’arbre fait tourner le solaire pendant que les satellites orbitent et tournent sur eux-mêmes, et chaque porte-satellites tourne à sa vraie vitesse réduite. Les vérifications prouvent que les engrenages sont libres au repos et à chaque position échantillonnée, que les satellites sont répartis et phasés régulièrement, que les dents (contrainte en pied de Lewis) et les goupilles acier de 3 mm encaissent le couple de blocage de 0,4 N m du moteur à travers la réduction 16:1 (environ 5,4 N m en sortie), et que chaque pièce a un chemin de montage dégagé. C’est un kit : pièces imprimées plus goupilles, un roulement et quelques vis.

Réducteur planétaire NEMA17 : modèle imprimable en 3D, 88 × 88 × 67 mm
Building the model
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No adjustable sizes

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Caractéristiques à la taille par défaut

Mesuré sur la génération réelle, sur une Bambu Lab A1 en pla. Chaque chiffre se met à jour en direct quand vous bougez un curseur plus haut.

Encombrement
88 × 88 × 67 mm
Pièces
14
Filament
100 g
Temps d’impression
3 h 23 min
Plateaux
1
Supports
Aucun

Vérifications d’ingénierie

Les noms des vérifications et des paramètres viennent du moteur de CAO et sont affichés en anglais.

  • Every part stands free at resttotal overlap 0.000 mm³ between gears, carriers, housing and cap with a 0.15 mm flank gap and 0.4 mm axial gaps
  • Planets space evenly(16 + 48) / 4 = 16, a whole number, so all four planets mesh in phase
  • Planets clear each other5.8 mm between neighbouring planet tips
  • No tooth undercutsun/planet 1.00:1 needs 13+ teeth at 20 deg; smallest here 16
  • Teeth overlap in meshcontact ratio 1.35 sun-planet, 1.51 planet-ring after the flank gaps (1.2+ runs smoothly)
  • Stage 1 teeth take the stall torque5.0 MPa at the tooth root (Lewis, Y 0.296, 8 mm face) with 0.40 N m on its sun shared by 3 of 4 planets; PLA allows 16.7 along the layers
  • Stage 1 planet pins hold27 N per pin: 44 MPa bending in the 3 mm hardened dowel (allow 500), 1.1 MPa in the planet bore (keep under ~6), 11.2 MPa in the 5 mm carrier socket vs 16.7
  • Stage 2 teeth take the stall torque13.6 MPa at the tooth root (Lewis, Y 0.296, 10 mm face) with 1.47 N m on its sun shared by 3 of 4 planets; PLA allows 16.7 along the layers
  • Stage 2 planet pins hold98 N per pin: 200 MPa bending in the 3 mm hardened dowel (allow 500), 3.3 MPa in the planet bore (keep under ~6), 13.9 MPa in the 10 mm carrier socket vs 16.7
  • Sun grips the D-shaft6.9 MPa on 9.7 mm of the shaft flat at 0.4 N m vs 16.7; the bore prints ~0.1 mm small for a press fit
  • Motor shaft clears all but its sunshaft tip at 24 mm runs in carrier 1's bushing; overlap 0.00 mm³, sun bore 0.01
  • Housing bolts to the motorseats on the 22 mm boss; M3x8 bites 4.5 mm into the motor's threads; 62 N per screw from the 5.4 N m reaction, 5.2 MPa on the floor vs 16.7
  • Output bolt carries the torque5.4 N m out: 102 MPa shear in the M8 core (8.8 bolt, allow 190); hex pockets 7.0 / 4.6 MPa vs 16.7
  • 608 is seated and capturedflush in a 7 mm pocket on a 3.00 mm lip under the outer race; the inner race is clamped between 8 x 12 mm speed rings by the carrier shoulder and the flange, which runs 1.0 mm clear of the cap; overlap -0.00 mm³
  • Cap centres on the housingthe cap sits 1.5 mm deep in the housing's bezel with 0.15 mm all round, so the bearing lands on the ring's axis; flat on the ring top; M3x12 into heat-set inserts in the lobes, 1.2 mm of cap round each screw head
  • Ring wall4.2 mm under the flutes, 2.3 mm between each insert and the ring's tooth roots, 3.4 mm bezel rim standing outside the tooth roots
  • Bolt and nut fitM8 x 30: the nyloc sits 5.9 mm above the flange underside, its top flush with the bolt end; the carrier shoulder passes the 8 mm lip hole with 0.5 mm all round
  • Ratio16.00:1 (2 x 4.00, 16/16/48 teeth, module 1.25): 4.0 motor turns = 0.25 output turns; about 5.4 N m out from 0.4 N m at 92% per stage
  • NEMA17 stepper goes in23 poses along its path clear of every part.
  • NEMA17 end caps goes in23 poses along its path clear of every part.
  • 608 bearing (in the cap) goes in6 poses along its path clear of every part.
  • 2x M8 speed ring 8 x 12 x 1 goes in15 poses along its path clear of every part.
  • M8 x 30 hex bolt goes in13 poses along its path clear of every part.
  • M8 nyloc nut (in the flange) goes in15 poses along its path clear of every part.
  • 3 mm steel pins, stage 1 goes in10 poses along its path clear of every part.
  • 3 mm steel pins, stage 2 goes in10 poses along its path clear of every part.
  • 4x M3x8 into the motor goes in15 poses along its path clear of every part.
  • 4x M3x12 cap screws goes in15 poses along its path clear of every part.
  • driver: motor screws (through the tool holes) goes in20 poses along its path clear of every part.
  • driver: cap screws goes in20 poses along its path clear of every part.

Dimensions réglables

ParamètrePar défautPlage
Tooth size (module)1.25 mm1.25–1.75 mm
Sun teeth1614–20
Planet teeth1614–22
Stages21–2
Gear gap (each flank)0.15 mm0.1–0.25 mm

Liste des pièces

PièceQtéTaille (mm)FilamentDurée
housing188 × 88 × 4445 g1 h 6 min
sun 1122 × 22 × 132 g8 min
planet 1-1122 × 22 × 82 g7 min
planet 1-2122 × 22 × 82 g7 min
planet 1-3122 × 22 × 82 g7 min
planet 1-4122 × 22 × 82 g7 min
planet 2-1122 × 22 × 102 g8 min
planet 2-2122 × 22 × 102 g8 min
planet 2-3122 × 22 × 102 g8 min
planet 2-4122 × 22 × 102 g8 min
carrier 1152 × 52 × 158 g16 min
output carrier152 × 52 × 138 g15 min
cap180 × 80 × 1015 g24 min
output flange138 × 38 × 147 g14 min

Comment la réaliser

  1. Choisissez la taille de dent, les dents du solaire et des satellites et un ou deux étages ; le rapport et le couple de sortie se mettent à jour dans les vérifications.
  2. Imprimez le carter, les porte-satellites et les satellites face plane en bas, le solaire dents en bas, et le couvercle et la bride face plane en bas. Sans supports.
  3. Enfoncez des inserts filetés M3 à chaud dans les lobes du carter, vissez-le sur le moteur avec 4x M3x8, emmanchez le solaire sur l’arbre, puis posez les satellites sur leurs goupilles de 3 mm emmanchées, étage par étage.
  4. Passez le boulon M8 par le dessous dans le porte-satellites de sortie, ajoutez une rondelle de calage, descendez le couvercle avec le 608 dans son logement, vissez-le, puis vissez la bride avec son écrou nylstop sur le boulon.

Conseils d’impression

  • Le PLA suffit pour les vérifications affichées ; des engrenages en PETG ou PA-CF durent plus longtemps sous charge continue. Imprimez les engrenages avec 3-4 parois pour des dents pleines.
  • Si les engrenages accrochent, augmentez le jeu d’engrènement de 0,02 mm ; s’ils claquent, réduisez-le. Une goutte de lubrifiant PTFE sec sur les goupilles aide.
  • La vérification des goupilles suppose des goupilles cylindriques trempées de 3 mm (ISO 8734) ; des clous coupés ou une tige tendre vont plier.

FAQ

Quelle quincaillerie faut-il ?

Un moteur pas à pas NEMA17, des goupilles cylindriques acier de 3 mm (quatre par étage), un roulement 608, deux rondelles de calage 8 × 12 × 1 mm, un boulon hexagonal M8 et un écrou nylstop, 4x vis M3x8 et 4x M3x12, et 4 + 4 inserts filetés M3 pour le couvercle et la bride de sortie.

Quel couple donne-t-il vraiment ?

Avec le 16:1 par défaut et un moteur de 0,4 N m, l’estimation est d’environ 5,4 N m à la bride, en supposant 92 % par étage imprimé. C’est un calcul, pas une mesure : testez-le à l’établi avant d’y suspendre quelque chose de lourd.

Puis-je faire une version à un étage ?

Oui. Réglez les étages sur 1 pour un boîtier 4:1 plus court avec la même bride et le même roulement. Le mouvement tourne alors en boucle propre, car chaque pièce revient à sa place après quatre tours moteur.

Besoin d’une forme qui n’est pas dans le catalogue ? Décrivez-la avec vos mots grâce au texte vers CAO

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