概要
3Dプリンターでギアを作ってみた。
背景と目的
ある工作を行うために小型で安価なステッピングモータ 28BYJ-48 を購入した。しかし、減速比が大きく目的とした速度が得られなかった。そこで、増速用のギアを自前で作って速度を上げる（トルクは犠牲になるのは承知で）ことができないか？と考え、最近購入した3Dプリンターで自作してみることにした。
詳細
1. 環境
- 3Dプリンター: Bambu Lab A1 mini
- フィラメント: eSUN PLA+ 1.75mm径
2. 製作対象物
今回製作するのは、小型で安価なステッピングモータ 28BYJ-48 の軸に取り付けて使えるように、
- 減速比 3:1（増速）
- 軸径5mmに取り付けられる
ものである。
ギア1(軸取り付け側)
- モジュール: 1.0
- 歯の数: 32
- 歯の厚み: 2mm
- ボス部高さ: 6mm
ギア2(増速側)
- モジュール: 1.0
- 歯の数: 12
- 歯の厚み: 5mm
- ボス部高さ: 6mm
3. CAD
3DCADソフトは、FreeCADを使用。インボリュート歯車機能を用いてギア形状を作成。モジュールと歯の数を指定するほか、
- プロファイルシフト係数: -0.1
として、3Dプリンター特有の太り対策のためギアをごくわずかに小さな寸法となるように調整。
また、軸に固定するためボス部にM3イモネジをねじ込めるように穴を設けた。（なお、イモネジは90度で止められるようにすると軸のブレが少なくなるらしい。180度対向の位置に作ってしまった。）
ギア1(軸取り付け側)
ギア2(増速側)
4. 印刷
積層ピッチと壁面層数、充填率をデフォルトから変更。 積層ピッチを細かくすることで、ギア壁面を滑らかにすることと、壁面層数を増やして強度を増すこと、充填率を上げて歪みを低減することが狙い。
仕上がり
まとめと今後の課題
ギアを印刷できた。次回はモータや軸を固定する部分を製作して、実際に動くか試したい。
