Rhino: Cách Vẽ Bánh Răng (Gear) (Có Bài Tập)

Vẽ bánh răng trong Rhino dựa trên thông số module và số răng, dựng một biên dạng răng rồi ArrayPolar nhân quanh tâm. Trong bài này bạn sẽ tìm hiểu:

• Thông số bánh răng: module, số răng
• Tính các đường kính vòng răng
• Dựng một biên dạng răng
• ArrayPolar nhân răng quanh tâm
• Bài tập vẽ bánh răng 20 răng

Và còn nhiều hơn thế nữa…

Bánh răng là chi tiết truyền động quan trọng, vẽ dựa trên thông số chuẩn. Trong Rhino, bạn tính các đường kính từ module và số răng, dựng một biên dạng răng rồi ArrayPolar nhân quanh tâm. Bài viết hướng dẫn và bài tập vẽ bánh răng.

Thông số bánh răng

bánh răng trụ răng thẳng xác định bởi hai thông số chính: module (m, kích thước răng) và số răng (z). Từ đó tính ra các đường kính. Hai bánh răng ăn khớp phải cùng module. Đây là ngôn ngữ chuẩn của bánh răng, nắm được là vẽ đúng.

Module lớn thì răng to; số răng nhiều thì bánh lớn.

Tính các đường kính

Từ module m và số răng z, tính: đường kính vòng chia d = m·z; vòng đỉnh (đỉnh răng) da = m·(z+2); vòng chân (đáy răng) df = m·(z-2.5). Ba vòng tròn này là khung để dựng biên dạng răng. Vẽ ba đường tròn đồng tâm theo các đường kính này.

Dựng một biên dạng răng

Biên dạng răng chuẩn là đường thân khai (involute), nhưng để đơn giản có thể xấp xỉ bằng cung tròn. Vẽ một hình răng đơn giữa vòng chân và vòng đỉnh: hai sườn răng và đỉnh bo tròn, chân răng bo lõm. Một răng chiếm góc 360/z độ; răng và rãnh chia đôi góc đó.

ArrayPolar nhân răng

Đây là bước then chốt. Chọn biên dạng một răng, gọi ArrayPolar, tâm tại tâm bánh răng, số lượng bằng số răng z, góc 360 độ. Các răng chia đều quanh tâm tạo thành vành răng hoàn chỉnh. Join các răng và vòng chân thành một biên dạng kín.

Đùn thành bánh răng 3D

Sau khi có biên dạng vành răng kín 2D, dùng ExtrudeCrv đùn lên chiều dày bánh răng (bề rộng răng). Thêm lỗ trục ở tâm bằng cách trừ một trụ. Có thể thêm rãnh then. Bạn có một bánh răng 3D hoàn chỉnh, sẵn sàng lắp hoặc in.

Dùng plugin cho răng chính xác

Với răng thân khai chính xác (để chế tạo), vẽ tay khó. Có các plugin/script Grasshopper sinh biên dạng răng thân khai đúng chuẩn từ module, số răng, góc áp lực. Với mẫu, render, lắp ráp, biên dạng xấp xỉ như trên đủ dùng; với sản xuất, dùng plugin.

Các lỗi thường gặp

Số răng ArrayPolar không khớp z làm răng thừa/thiếu. Biên dạng răng không đối xứng làm bánh quay không đều. Hai bánh khác module không ăn khớp. Quên bo chân răng làm ứng suất tập trung. Kiểm tra số răng, module và tính đối xứng.

Các ứng dụng thực tế

Vẽ bánh răng dùng cho thiết kế hộp số, cơ cấu truyền động, đồ chơi lắp ghép, mô hình in 3D, và minh họa cơ khí. Bánh răng in 3D là ứng dụng phổ biến để làm mẫu cơ cấu. Nắm cách vẽ, bạn dựng được mọi cơ cấu bánh răng cơ bản.

Bài tập bước 1: tính và dựng khung

Bây giờ hãy tự làm. Vẽ bánh răng module 2, số răng 20. Tính: vòng chia d = 2·20 = 40; vòng đỉnh da = 2·22 = 44; vòng chân df = 2·17.5 = 35. Vẽ ba đường tròn đồng tâm đường kính 40, 44, 35. Dựng một biên dạng răng trong góc 360/20 = 18 độ.

Bài tập bước 2: nhân răng và đùn

ArrayPolar biên dạng răng, tâm bánh, 20 răng, 360 độ. Vành 20 răng hiện ra. Join thành biên dạng kín. ExtrudeCrv bề rộng 10mm. Trừ một trụ R6 ở tâm làm lỗ trục. Bạn có một bánh răng module 2, 20 răng hoàn chỉnh để in 3D hoặc lắp mô hình.

Mẹo vẽ bánh răng

Để vẽ bánh răng đúng và ăn khớp, hãy ghi nhớ các nguyên tắc dưới đây, đặc biệt là số răng ArrayPolar phải bằng z và các bánh ăn khớp cùng module.