Algo siempre me preocupa cuando observo circuitos electrónicos. De los tres tipos de componentes pasivos: resistor, condensador e inductor, el último siempre está mucho menos representado que los dos primeros. ¿Por qué?

Después de pensarlo un poco, he comenzado a especular que tal vez la dificultad de trazar un buen símbolo de inductor a mano (en comparación con otros componentes para los que se encuentran fácilmente plantillas de dibujo) hace que los ingenieros electrónicos sean reacios a integrarlos en sus diseños. Algunos de ellos recurren a trucos, utilizando una representación de aspecto cicloide deficiente para los inductores, que se puede lograr con

Esto debería cambiar con la invención del trochógrafo, haciendo que dibujar trocoides sea una tarea increíblemente fácil para cualquiera. ¡Ha llegado el momento de una nueva revolución electrónica que traerá armonía a todos los PCB del mundo!

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Principio del trocógrafo.

Un trocoide es una curva que corresponde a la trayectoria de un punto de un disco rodante. Más precisamente, paraProlongado.(O extendidos) trocoides (los que tienen bucles), este punto esfueraEl disco, más alejado del centro que de la circunferencia del disco (el círculo de paso).

Las curvas con bucles no se pueden dibujar fácilmente con plantillas, porque necesitaríamos una plantilla no conectada.

La intuición detrás del trocógrafo es usar un engranaje que rueda sobre un piñón, de manera similar a como un espirógrafo clásico usa un engranaje que rueda sobre un engranaje interno. Esto funcionaría paracortarLos trochoides (contractados) y los bastidores en realidad están incluidos en el conjunto del "super espirográfico". Sin embargo, para un trochoides prolato, la punta del lápiz necesitaría estar fuera del círculo de paso, lo que no se puede hacer con un engranaje simple.

Así que en lugar de que el engranaje de dibujo ruede directamente sobre el bastidor, hacemos que el engranaje de dibujo se acople con un segundo engranaje, que a su vez está unido a un piñón más pequeño que rueda sobre el bastidor, proporcionando así un factor de reducción. Las posiciones relativas de los dos engranajes se mantienen mediante una parte deslizante.

Características, impresión y ensamblaje.

Los parámetros predeterminados (utilizados en el STL proporcionado) te darán una herramienta del tamaño de una tarjeta de crédito, que hace trocoides con 3 bucles, de unos 20 mm de largo (incluyendo los extremos) y 5 mm de ancho, adecuada para dibujar inductores en esquemas electrónicos.

Este modelo no es extremadamente difícil de imprimir, pero requiere una buena precisión de impresión. Tuve buenos resultados con PETG, pero PLA también funciona.

Ajustes de impresión.

Todas las piezas se pueden imprimir con una altura de capa de 0,2 mm (el grosor de las piezas es múltiplo de 0,2 mm por defecto). Una altura de capa más pequeña también funcionará. Utilicé 2 perímetros, 0,6 mm inferior/superior y un relleno del 20%.

Se requiere una baja velocidad y una refrigeración eficiente para imprimir los engranajes con precisión: utilicé 10 mm/s para la velocidad de la pared.

La superficie superior necesita ser lo más lisa posible, por lo que debes evitar la extrusión excesiva, y la cama no debe ser demasiado alta (tal vez aumentar ligeramente el desplazamiento Z). No probé a planchar. También desactivé "Rellene los huecos entre las paredes" en Cura, que solo contamina la impresión con movimientos de viaje inútiles para tales piezas.

Ajuste de tolerancias.

El juego horizontal varía mucho entre impresoras, ajustes de impresión y filamentos, por lo que puede necesitar algunos ajustes para garantizar un funcionamiento sin problemas y sin un juego excesivo.

Una forma de ajustar las tolerancias es personalizando los parámetros de juego en OpenSCAD, específicamente los valores de shaft_play, teeth_play y rail_play. Los engranajes deben moverse libremente en los orificios correspondientes del deslizador (shaft_play), y no deben estar demasiado apretados entre sí (teeth_play). El inconveniente de este enfoque es que los parámetros de juego afectan las dimensiones de las partes superior, inferior

Otra opción es ajustar la expansión horizontal al cortar. Aunque es menos flexible, esto puede permitirte volver a imprimir solo los engranajes (excepto si el ajuste del riel es demasiado apretado).

Asamblea

Primero, coloca los engranajes en la parte inferior como en la siguiente imagen:

El agujero en el engranaje trocoidal debe estar orientado a la izquierda, y el triángulo en el engranaje grande debe apuntar hacia abajo. Ambos engranajes deben estar alineados a la izquierda. Añade el deslizador sin mover los engranajes.

Luego ponga la parte superior. Los dos dientes inferiores del piñón deben engranarse con el segundo diente del engranaje (el primer diente "completo"):

Personalización.

El radio y la relación de la trocoid pueden personalizarse (indirectamente para este último), así como muchas otras cosas. Solo se pueden dibujar trocoides prolatos, con suficiente autointersección, debido a consideraciones de fricción.

Lógica de los parámetros de Gears.

Para minimizar la fricción, el radio de los ejes, el engranaje pequeño y el piñón deben ser mínimos. Por lo tanto, el número de dientes del piñón es 9 por defecto, que es aproximadamente el número mínimo posible (con un ángulo de presión de 25°). El tamaño de los dientes también debe ser lo más pequeño posible sin causar problemas de engranaje debido al juego entre las piezas. Descubrí que 1,5 mm era ap

Proceso de personalización.

El radio trocoide (que corresponde a la mitad de la "anchura" de la trama) se puede establecer directamente. El número de bucles también es un parámetro de entrada.

Luego, debes cambiar el número de dientes de la rueda superior para obtener el "paso" deseado entre bucles (el valor de paso calculado se muestra mediante el script de OpenSCAD). La longitud total de la trocoidal es igual al producto del paso y el número de vueltas y media, más el doble del radio. También se muestra.

Otro parámetro útil es la longitud del deslizador, que debe ser lo suficientemente larga para evitar un juego y fricción excesivos. Las dimensiones de la caja se calculan a partir de otros valores al tomar el cuadro delimitador.

Novedad y herramientas relacionadas.

ElEspirógrafo.La herramienta de dibujo ha sido conocida por décadas, y cuando estaba buscando cosas similares, descubrí elSuper Spirograph.que tiene bastidores (entre otras cosas) y, por lo tanto, es capaz de dibujar trochoides contratados. Sin embargo, no tengo conocimiento de ninguna descripción existente del diseño presentado aquí, ni de ninguna forma similar de trazar trochoides extendidos, por lo que lo considero nuevo hasta que alguien me indique una construcción anterior.