Планетарний редуктор NEMA17

Двоступеневий планетарний редуктор, що прикручується просто на кроковий двигун NEMA17. Перше сонце насаджується на D-подібний вал двигуна, по чотири сателіти на ступінь котяться навколо одного спільного вінця, вирізаного в рифленому корпусі, перше водило несе друге сонце, а друге водило обертає вихідний фланець через болт M8, що йде в підшипнику 608 у кришці. Натисніть відтворення — і вал обертає сонце, сателіти обертаються по орбіті й навколо себе, а кожне водило крутиться зі своєю справжньою зниженою швидкістю. Перевірки доводять, що шестерні вільні в спокої й у кожному вибраному положенні, сателіти рівномірно розставлені й сфазовані, зуби (напруження біля основи за Льюїсом) і сталеві штифти 3 мм тримають 0,4 Н·м моменту зупинки двигуна через передачу 16:1 (приблизно 5,4 Н·м на виході), а кожна деталь має вільний шлях усередину. Це набір: надруковані деталі плюс штифти, підшипник і кілька гвинтів.

Планетарний редуктор NEMA17: модель для 3D-друку, 88 × 88 × 67 mm
Building the model
Loading the 3D view
No adjustable sizes

Ask for the sizes you want to tweak, e.g. “make the width adjustable”.

Характеристики за стандартного розміру

Виміряно на справжній збірці на Bambu Lab A1 з pla. Кожне число оновлюється наживо, коли ви посуваєте повзунок вище.

Габарити
88 × 88 × 67 mm
Деталі
14
Філамент
100 g
Час друку
3 h 23 min
Столи
1
Підтримки
Не потрібні

Інженерні перевірки

Назви перевірок і параметрів надходять напряму з CAD-рушія й показані англійською.

  • 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.

Налаштовувані розміри

ПараметрТиповоДіапазон
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

Список деталей

ДетальК-стьРозмір (мм)ФіламентЧас
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

Як зробити

  1. Виберіть розмір зуба, кількість зубів сонця й сателітів і один чи два ступені; передавальне число й вихідний момент оновлюються в перевірках.
  2. Друкуйте корпус, водила й сателіти пласкою стороною донизу, сонце — зубами донизу, а кришку й фланець — пласкою стороною донизу. Без підтримок.
  3. Втисніть термовставки M3 у виступи корпусу, прикрутіть його до двигуна 4x M3x8, насадіть сонце на вал, а потім ступінь за ступенем вставте сателіти на запресовані штифти 3 мм.
  4. Просуньте болт M8 знизу крізь вихідне водило, додайте дистанційне кільце, опустіть кришку з 608 в обідку, прикрутіть її, а потім накрутіть фланець із нейлоковою гайкою на болт.

Поради щодо друку

  • Для показаних перевірок PLA підходить; шестерні з PETG чи PA-CF служать довше під постійним навантаженням. Друкуйте шестерні з 3-4 стінками, щоб зуби були суцільними.
  • Якщо шестерні заїдають, збільште зазор шестерень на 0,02 мм; якщо деренчать — зменште. Крапля сухого PTFE-мастила на штифтах допомагає.
  • Перевірка штифтів розрахована на загартовані штифти 3 мм (ISO 8734); обрізані цвяхи чи м'який пруток зігнуться.

Поширені запитання

Яке кріплення потрібне?

Кроковий двигун NEMA17, сталеві штифти 3 мм (по чотири на ступінь), один підшипник 608, два дистанційні кільця 8 x 12 x 1 мм, шестигранний болт M8 з нейлоковою гайкою, гвинти 4x M3x8 і 4x M3x12, а також 4 + 4 термовставки M3 для кришки й вихідного фланця.

Який момент він реально дає?

За стандартних 16:1 і двигуна 0,4 Н·м оцінка — приблизно 5,4 Н·м на фланці, якщо брати 92% на кожен надрукований ступінь. Це розрахунок, а не вимірювання, тож перевірте на верстаті, перш ніж вішати щось важке.

Чи можна зробити одноступеневу версію?

Так. Задайте 1 ступінь — і отримаєте коротший редуктор 4:1 з тим самим фланцем і підшипником. Рух тоді йде чистим циклом, бо кожна деталь повертається на місце після чотирьох обертів двигуна.

Потрібна форма, якої немає в каталозі? Опишіть її своїми словами за допомогою «текст у CAD»

Comments

Схожі генератори

Планетарний зубчастий підшипник

Механіка

Twist-zoom lens barrel

Механіка

Кольчуга print-in-place

Механіка

Кронштейн GoPro на кульових шарнірах

Механіка