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ギアボックスの製作

何年か前から作ろうと思ってなかなか手が出なかった羽ばたき機。
軽量なギアボックスで成功された先駆者の方々の素晴らしい機体を見ていると、なんかできる気もしません(負け犬)
でもせっかく3Dプリンタも使いこなしてきたので実験とゆーことでギアボックスを作ってみます。


ギアの計算方法が分からなかったので色々調査。
いわゆるギアにはピッチとかモジュールとか呼ばれる数値があります。
2枚のギアの歯同士が接する面を持つ円がピッチ円。
例えば0.5mmピッチはピッチ円の歯と歯の間隔が0.5mmということらしいです。
モジュールはピッチ円の直径を歯数で割った値です。
つまり、モジュール0.5mmの場合、48歯のギアのピッチ円の直径は
48歯×0.5mm=24mmとなります。

ここで今回使用するAP-03ブラシレスモータのKV値は7000KVです。
回転数はKV値×電圧なので
7000×4.2V=29400rpm(1分間の回転数)
1秒に換算すると
29400rpm÷60秒=490rps(1秒間の回転数)
となります。

羽ばたき機の羽ばたき周波数(1秒に羽ばたく回数)をとりあえず2~3回とします。
機体の大きさによっても異なるようですが、先駆者の方々がそんな感じで設定されています(急にユルい)
つまり2~3rps(Hz)になるように減速比を設計します。

今回は入手しやすい0.5mmモジュールのギアにします。
減速比を大きくするため、2段ギアを何枚か使うことになります。
あまり特殊な組み合わせの2段ギアではなく一般的なものを選んでみました。
ピニオンギア 8歯
1stギア 38歯+8歯
2ndギア 48歯+10歯
3rdギア 60歯

ギア比は噛み合う同士で以下のように求めます。
8歯(ピニオン)/38歯(1stギア1段目)=1/4.75
8歯(1stギア2段目)/48歯(2ndギア1段目)=1/6
10歯(2ndギア2段目)/60歯(3rdギア)=1/6
つまり減速比は1/171となります。
ピニオンギア(モータ軸)が171回転すると3rdギアが1回転します。

490rps(1秒間の回転数)÷171=約2.87rps(Hz)
となりました。
あ~、長かった。

いえいえ、まだ文字は続きます。
実際の設計での軸間距離は異なるギア同士の1段目と2段目がかみ合います。
例えば、1stギアと2ndギアの軸間距離は
8歯(1stギア2段目)×0.5mm÷2(半径)+48歯(2ndギア1段目)×0.5mm÷2
=2mm+12mm=14mm
となります。

これでやっとギアボックスの設計ができるよーになりました(疲労)

Bokky180526 (1)small
はい、印刷(投げやり)
ギアボックスも最初は一体でプリントしたのですがサポートを剥がすのが大変なので分割にしました。
パーツの割り方や組み立て方法なんかも考えながら設計してます(成長)
リンケージやクランクはとりあえず作ってみましたが、動かさないと必要な強度が分かりません。

Bokky180526 (5)small
0.5mmモジュールのギアとシャフトを購入です。

RCカイト WINGBOX動画

RCカイト WINGBOXが先日のIAC-ASOで初飛行しました~。
まだ重心調整もしてないのでスピードが速いですが、も少しゆっくり飛べそうです。
パワーは余裕なので屋外でも飛ばしてみようと思ってます。
きくマンさんがグルグル回って斬新なアングルで撮影してくれました!

Micro SPINBOXベクタースラスト軽量化

Micro SPINBOX超軽量LEDユニットを付けたら飛びが悪くなりました。
それならムダになっていた同位相の2サーボをやめて軽量化しましょう。

Bokky180502 (2)small
上側になるベクタースラスト用サーボを撤去しました。

Bokky180502 (4)small
上下の可動翼をΦ0.8mmステンレス線で連結。
もちろん軸受けにはポリパイプを入れてスルスルです。
重量はユニットにもマジックで書いてある通り16.81g→14.89gと約2gの軽量化!
(わかりやすい)

Bokky180502 (3)small
サーボを撤去した跡地はちゃんと埋め立てます。
発泡スチロールを切り出してはめ込んで接着。
何事もなかったのようです。
(結構目立つけど)

バッテリーホルダー

Li-Poがダメになるのは暑い夏と寒い冬だと思ってましたが、このところの陽気ですっかりダウンしたようです。

Bokky180502 (9)small
少々お高いんですが信頼のブランド、ハイペリオンのLi-Poを清水の舞台から飛び降りたつもりで購入!(そこまでか)
ホビキンのnano-techに慣れてしまうと金銭感覚を失います。
付属のPicobladeコネクタだとあまり電流が流せないのでバラしてMOLEXをハンダ付け。

Bokky180502 (7)small
3Dプリンタでバッテリーホルダーを作ったのですが・・・。

Bokky180502 (8)small
nano-techとハイペリオンだと厚みがずいぶん違います!
まぁ古いLi-Poが膨らんでるのもあるんですけど。
バッテリーホルダーは色々な機体に使いまわして汎用化したいのでホルダーの厚みを色々試しました。
そう、5~6回は0.5mm単位で印刷したと思います。

Bokky180502 (10)small
で、気づきました。
あ、細いのを太くすればいいし。
とゆーことでスレンダーバディのハイペリオンにブレンダームテープを巻くことで同じ太さになりました~。
細いは太いを兼ねる。

ベッド貼り換え

3DプリンタPRN3Dのベッドに貼ってあるマスキングテープを貼り換えました。

Bokky180502 (1)small
ふしみさんに頂いた時のまま使い続けていましたが、スティックのりがこびりついて凸凹してます。
造形物を剥がす時にもヘラでぐりぐりしてるのでところどころ浮いてます。
ここまで汚くなるまでにやらなきゃいけないのかもしれませんが・・・。

Bokky180502 (5)small
PRN3Dを頂いた時の付属品にちゃんとベッド用のマスキングテープが入ってました。
う、嬉しい!
バ〇ァリンの半分は優しさらしいですが、きっとこのテープはふしみさんの優しさ100%でできています。
(ならテープじゃなくて優しさなのかこれは)

Bokky180502 (6)small
つなぎ目に段差ができないよーに丁寧に張り替えました。
2~3回使ってみましたが新品マスキングテープでも最初のABSの食いつきはあまり良くないみたいなので、スティックのりは必要みたいです。

Micro SPINBOXと超軽量LEDユニット動画

先日のIAC-ASOで超軽量LEDユニットを載せたRCカイトMicro SPINBOXを飛ばしてみました~。
わざわざ、としちゃんが照明まで消して撮影してくれました!
3個付けたのですが、1個接触不良で点灯してません(汗)
1個が約0.26gと超軽量なのですがやはり回転するモノに付けると若干偏心したりします。
バッテリーもそろそろご年配なのでパワーが落ちてますが、なんとか飛行しました。
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Author:Bokkinen
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