FreeCAD A2plus範例:滾珠軸承

滾珠軸承(ball bearing)常見於各種傳動軸系,利用鋼珠滾動可大幅降低摩擦產生的熱量與磨耗,讓高速傳動成為可能。本範例要組裝的軸承如下圖所示:

Drawing software:FreeCAD 0.19.1 & A2plus

軸承廠商型錄或機械便覽提供的尺寸包括內環與外環的內外徑、圓角與軸承厚度,鋼珠與溝槽圓弧半徑、鋼珠數量可根據內外環尺寸推估,其他如鋼珠位置保持架或防塵蓋等就沒辦法畫了。

所以你能畫的軸承零件就上圖這3種。問題來了,A2plus缺乏平面以外的面接觸拘束關係(constraint),沒有保持架如何將鋼珠等角定位?前文[FreeCAD A2plus範例:圓錐組合]提到:組合的地方要有線,沒線就想辦法生。接下來阿伯就教大家如何生線。

繪製像內環這種中空圓柱狀零件,一種做法就是先在Part Design工作平台建立斷面草圖(sketch),然後繞環軸掃掠(revolve)360度就可以建立內環3D外型。但這樣內環面上只有1條線,而我們需要6條。所以我們先只掃掠60度,再用建立環狀分布特徵(create a polar pattern feature)複製6個構成完整的內環,這樣外表就會有6條等角對稱的線囉,如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.1 Part Design

然後倒圓角,內環就完成囉。鋼珠跟外環怎麼畫就不用阿伯多嘴了吧。

接下來建立1個軸承組合圖檔,然後進入A2plus工作平台。先加入內環當固定基準,然後再加入1顆鋼珠如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.1 & A2plus

A2plus可以圓弧線貼圓弧線。所以我們先選鋼珠上的圓弧線,再按住Ctrl鍵選內環外側的圓弧線,然後設拘束關係如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.1 & A2plus

重複上述步驟將剩下的5顆鋼珠都組上,然後加入外環後軸對軸面貼面就完成囉。如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.1 & A2plus

下一篇的問題很常見。想像一下,你畫1個輪胎,又畫1塊平板當地面。然後當你想把胎面和板子上的平面設為相切時,你會發現用A2plus來做很困難。但只要你懂得用本篇的方式生線,這問題就變得相當簡單。聰明如你,可以先想想該怎麼做囉…^ ^

(FreeCAD 0.21版適用)

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