这是我制作的涡轮蜗杆箱，以及我创建的生成它的Python脚本！设计过程版本1这个齿轮箱是一个手动齿轮箱，专门用来测试Python涡轮发电机的有效性。它的齿轮比为1:9。版本2这个设计是一个微型涡轮蜗杆箱，齿轮比为1:9，旨在占用与NEMA 17相同的占地面积。由于小型涡轮驱动所需的紧密公差以及3D打印提供的精度不足，该设计未能成功。版本3这个齿轮箱是第一个可以在NEMA 17上运行的有效版本。与版本2相比，它的占地面积更大，允许更大的公差并具有完全功能的设计。🛠️ Python脚本这个Python脚本基于SolidWorks文章《用SOLIDWORKS构建涡轮驱动》。我使用的两个主要参数方程是：$$x = R ext{cos}(t) - E ext{cos}(N t) - r ext{cos}(t + ext{ψ}), ext{ } y = R ext{sin}(t) - E ext{sin}(N t) - r ext{sin}(t + ext{ψ})$$ $$ ext{ψ} = ext{atan2}igg( ext{sin}((1 - N) t), rac{R}{E ext{•} N} - ext{cos}((1 - N) t)igg)$$减速比：$1 : (N - 1)$（转子旋转方向与输入轴相反）。安装与执行克隆存储库打开Fusion 360并启动脚本与插件（Shift + S）。在脚本标签下，单击 + （加号）以添加脚本。选择cyclical_generator文件夹并单击运行。关键参数销（$N$）和踏面半径（$R$）：设置外部固定壳体几何形状（转子有$N-1$个叶片）。偏心率（$E$）：输入轴的偏移距离（约束：$R > E ext{•} N$）。外销半径（$r$）：滚子销半径（约束：经过下切限制$r_{ ext{max}}$验证）。精度/轮廓偏移：角步长和公差偏移（$+$表示3D打印间隙）。输出销和螺栓半径：定义同心输出销和转子间隙孔（$r_{ ext{pin}} + E$）。🚀 版本3 — 详细概述与参数说明注意本节专门针对版本3，其CAD文件可以在 cad_models/version_3 中找到。关键规格与性能参数指标/参数值/细节齿轮比 1:9（$N=10$外销，9个转子叶片）外径 9.0厘米（90毫米）驱动电机 NEMA 17步进电机（42bygh40-A24dh）3D打印材料 PLA主要紧固件/硬件 4× M3 × 8 螺钉，2× 6704 轴承公差偏移 +0.15毫米（+0.015厘米）齿轮箱扭矩 1.28 N·m ± 0.0061 N·m 基础NEMA 17扭矩 0.21 N·m ± 0.0061 N·m 效率 66% ± 0.220% 进一步的发展空间壳体销可以替换为MR128轴承，从而减少摩擦并提高齿轮箱的效率。输出销可以更换为带金属覆盖的M2螺钉，以提高刚性、最大扭矩输出和齿轮箱的效率。