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ベクトルドロー・レベルゼロ

FreeCADで、スプロケットをモデリングする

新規作成日 2017-02-10
最終更新日

スプロケットは、椿本チェインのホームページでdxfデータがダウンロードできます。

椿本チェイン スプロケット

スプロケット

ここでは、freeCADを使用して、要目表を元にモデリングを行います。

モデルデータ スプロケット

要目表(単位 mm)
呼ビ番号 60
ローラチェイン ピッチ 19.05
ローラ外形 11.91
スプロケット 歯数 17
歯型 S
ピッチ円直径 103.67
外形 113
歯底円直径 91.76
歯底距離 91.32

(備考) 機械歯切り

モデリング

モデリングに使用したFreeCADのバージョン FreeCAD Version: 0.17.13208

モデリングに使用したFreeCADのバージョン FreeCAD Version: 0.17.13208

FreeCADは、バージョンによって動作が変化するので、操作方法を記録しておくときは、バージョンを記録しておきましょう。

新しいドキュメントを新規作成します。

新しいドキュメントを新規作成します。

ワークベンチを「Part Design」に変更します。

ワークベンチを「Part Design」に変更します。

スケッチを作成します。

スケッチを作成します。

ビューの向きを変更します。

ビューの向きを変更します。

スケッチ平面を指定します。

スケッチ平面を指定します。

ピッチ円を描きます。そして、補助線に変更します。

ピッチ円を描きます。そして、補助線に変更します。

垂直線(z軸)とピッチ円の上部の交点に点を配置します。一度の操作では描けません。垂直線かピッチ円のどちらかの上に点を配置し、もう一方のオブジェクト上に点を拘束します。

垂直線(z軸)とピッチ円の上部の交点に点を配置します。一度の操作では描けません。垂直線かピッチ円のどちらかの上に点を配置し、もう一方のオブジェクト上に点を拘束します。

描いた点から線を描きます。

描いた点から線を描き、180/z の角度拘束を追加します。zは歯数で、今回描くスプロケットでは、17です。

長さは、1.4d1=16.674です。d1は、ローラー外径 11.91です。

ピッチ円の中心から、ピッチ円上に直線を描き、垂直線(z軸)との間に、180/z の角度拘束を追加します。

ピッチ円の中心から、ピッチ円上に直線を描き、垂直線(z軸)との間に、180/z の角度拘束を追加します。zは歯数で、今回描くスプロケットでは、17です。

角度拘束の数値の位置の移動が制限されています。バージョンの更新による改悪です。

ピッチ円とz軸の交点を中心に円を描きます。

スプロケットのローラーがハマる溝の半径を求めます。

2R=1.005d1+0.076(mm)

d1は、ローラー外形です。今回描くスプロケットでは、11.91です。

2R=1.005☓11.91+0.076

R=6.023

得られた半径を使って、ピッチ円とz軸の交点を中心に円を描きます。この円が、スプロケットの歯型の曲線の1つになります。

ピッチ円とz軸の交点から、長さ、0.8d1の直線を描き、角度拘束を追加します。

歯型の円弧の中心を求めます。

角度Aを求めます。

A=35+60/z

A=38.529

ピッチ円とz軸の交点から、長さ、0.8d1の直線を描き、角度拘束を追加します。

直線を描き角度拘束を設定します。

角度Bを求めます。

B=18-56/z

B=14.706

直線を描き角度拘束を設定します。

描いた直線と直行し、円に接する直線を描きます。

描いた直線と直行し、円に接する直線を描きます。

この直線と直行し、既に描いてある直線の端点と交わる直線を描きます。

この直線と直行し、既に描いてある直線の端点と交わる直線を描きます。

交点までの径で、円弧を描きます。

交点までの径で、円弧を描きます。

不要な線を作図線に変更し、必要な線を書き直します。

不要な線を作図線に変更し、必要な線を書き直します。スプロケットの歯型が完成しました。

外径の円を描き、刃先を切断します。

外径の円を描き、刃先を切断します。

中心と直線で繋いでスケッチの完成です。

中心と直線で繋いでスケッチの完成です。

押し出します。

押し出します。

面を選択してスケッチします。

面を選択してスケッチします。

スケッチ作成します。

スケッチ作成します。

回転で削除します。

回転で削除します。

回転で削除します。

回転で削除します。

Partワークベンチに移動します。

Partワークベンチに移動します。

Partワークベンチのミラーです。

Partワークベンチのミラーです。

ミラーで複写します。

ミラーで複写します。

ミラーで複写します。

ミラーで複写します。

複写できました。

複写できました。

PartとPartDesignの回転して複写するコマンドは、いまだに不完全です。使えません。

面倒ですが、回避方法があります。

ブーリアン演算で1つのボディにします。

まず、ブーリアン演算で1つのボディにします。

バージョン更新による変更で、このコマンドでは、2つのボディしか、和演算できません。改善してほしいものです。

そのため、こちらのコマンドを使います。

そのため、こちらのコマンドを使います。

その後、クローンを作成します。不気味だったアイコンが可愛く変化しています。

その後、クローンを作成します。不気味だったアイコンが可愛く変化しています。

作成したクローンを選択し、データタブから、角度を変更します。角度は、360/zです。

作成したクローンを選択し、データタブから、角度を変更します。角度は、360/zです。

2つになりました。

2つになりました。

これを繰り返します。複数ボディのパターン複写は、本当になんとかしてほしいものと思います。

現実的な対応は、他のモデリングルートを考えるか、他の3D-CADを使うことです。スクリプトが使える場合は、スクリプトによる対応を考えても良いかもしれません。

ちまちまと作業してスプロケットの完成です。

ちまちまと作業してスプロケットの完成です。

参考

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