歯車について勉強する/ゼネバ歯車 の履歴(No.2)

ゼネバ歯車†

英語だと geneva

右の歯車が一定速度で回るとき、左の歯車は間欠的に回転する。

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• 回転はスロットに入ったピンによって伝えられる
• 回転していない間は円弧によりロックされる

設計†

• ピンがスロットへまっすぐ入るという条件
• ピンがスロットへ入った瞬間にロックが外れるという条件

この２つで形状が決まる。

• スロット車のスロット数を指定する (ここでは 10)
• スロット数だけでピンがスロットへ入る角度が決まる (ここでは 18 deg = 360 deg / 10 / 2)
• スロット車の外径を指定する (R = 100 mm / 2)
• ピン車の中心からピンまでの距離が決まる ( $R \tan(18\,\text{deg})$ )
• 中心間距離も決まる ( $R / \cos(18\,\text{deg})$ )
• ピンの太さを決める ( 4 mm )
• スロット車の先端幅を決める ( 2 mm )
• それでロック円の半径が決まる ( $R \tan(18\,\text{deg})$ - 4 mm /2 - 2 mm )
• ロック円の切り欠きの端はスロット車のロック円の中心から始まる (赤矢印)
• ロック円の切り欠きの中央のへこみ部分はスロット車の先端と干渉しなければ形状に意味はないのでここでは確実にスロット車の歯先円の外にあるロック車の中心を通る円弧にした
• ここまでですべての形状が決まっている

自由パラメータは次の４つだけになった：

• スロット数
• スロット車の外径
• ピンの太さ
• スロット車の先端幅

うまく作ればパラメータ可変にしておくこともできるみたい。

Fusion 360 でのシミュレーション†

• ２つの車の中心を回転ジョイントで固定
• ２つの車の間に接触セットを作成

これだけでちゃんと動いた。すごい。