Harmonic drive nema17

[Astrokor]

Il y a 14 heures, lordzurp a dit :

est-ce que la couronne extérieure du roulement TPU est indispensable ? on pourrait pas faire directement le chemin de bille sur la spline ? (quitte à la rendre consommable)

 

En réfléchissant, ça rendrait la flexspline beaucoup moins flexible à cet endroit là. je ne crois pas que ce soit meilleur au final, mais tu peux essayer ... 

 

Ce que tu peux essayer en revanche c'est imprimer des pièces en nylon, toi qui peux

[lordzurp]

il y a 20 minutes, Astrokor a dit :

 

En réfléchissant, ça rendrait la flexspline beaucoup moins flexible à cet endroit là. je ne crois pas que ce soit meilleur au final, mais tu peux essayer ... 

 

Ce que tu peux essayer en revanche c'est imprimer des pièces en nylon, toi qui peux

le nylon au lieu du TPU ? noté, je testerai (j'ai pas de TPU 98A, faut acheter une bobine, autant prendre une nylon si ça peut le faire)

 

et oui, je compte bien utiliser ton design !!! pas tout de suite, mais il va finir dans mon dossier d'ensembles tout pret dans fusion à coup sur !

 

(les questions, c'était surtout pour comprendre tes choix mécaniques   je suis pas très bon en méca, c'est tout au pif !)

[Astrokor]

J'ai acheté chez Gamvert quelques mètres de fil plastique (Nylon) qu'on utilise pour les débroussailleuses. Il fait 1.7 mm de diamètre contre 1.75 normalement. Je suis en train de tester l'impression  : plateau à 55°C et buse à 250°C, j'ai un peu augmenté le débit d'impression. Pour l'instant ça marche et ça se décolle pas du plateau ! C'est moins cher que le Nylon sur 3D Jake ! haha, ce serait rigolo si ça marche pour notre application  !

[hpspt]

Bonjour

Intéressant ce truc...

Mais pourquoi y a-t-il tant de jeu entre la pièce de sortie (en vert sur la vue 3D) et le carter (en marron sur la vue 3D) ?

Il me semble qu'il faudrait un jeu mini pour éviter que  les saletés n'entrent dans le mécanisme et le roulement à billes.

Voire même, une chicane.

 

Il ne me reste plus qu'à réparer mon imprimante 3D 🙂

[Astrokor]

Il y a 7 heures, hpspt a dit :

Mais pourquoi y a-t-il tant de jeu entre la pièce de sortie (en vert sur la vue 3D) et le carter (en marron sur la vue 3D) ?

 

Salut

 

du jeu, je vais même en ajouter un peu. C'est pour pouvoir guider la pièce en rotation ( "la charge utile" ) qui se montera dessus

 

je vais modifier cette partie aussi

 

Je prépare une V2.0 qui intègre tous les commentaires pertinents 

 

Attendez un peu avant de faire chauffer vos imprimantes, la V2.0 sera plus compacte et mieux aboutie (vue en coupe  ci-dessous)

 

 

merci pour la question

[JMDSomme]

Salut @Astrokor

super boulot!

Cette version donne quel ratio? tu prévois un 2eme etage avec courroie si j'ai bien pigé. Un avantage à ça serait de moins charger le réducteur harmonique et le plastique.

Je connais pas le  TPU, ça passe sur une prusa i3mk3 ce truc? Pas chiant a imprimer ?

Ça me branche ton truc, sur la minimonture que j'ai bricolée avec un Nema17 reducté 1:100 le backlash est horrible....

 

[Astrokor]

Il y a 8 heures, JMDSomme a dit :

Salut @Astrokor

super boulot!

Cette version donne quel ratio? tu prévois un 2eme etage avec courroie si j'ai bien pigé. Un avantage à ça serait de moins charger le réducteur harmonique et le plastique.

Je connais pas le  TPU, ça passe sur une prusa i3mk3 ce truc? Pas chiant a imprimer ?

Ça me branche ton truc, sur la minimonture que j'ai bricolée avec un Nema17 reducté 1:100 le backlash est horrible....

 

 

cette version a un ratio 1:20, mais on pourrait en empiler deux pour un ratio 1:400. Le TPU est une matière extra de mon point de vue, c'est extrêmement solide, mais ça s'imprime à 20 mm/s, 250°C pour la buse et 70°c pour le plateau. Il vaut mieux avoir un extrudeur direct drive sinon c'est compliqué vu que c'est très souple. on peut annuler complètement le backlash, il faut arriver à peaufiner suffisamment les profils de dentures, j'ai parfaitement réussi sur le gros 1:100 que j'ai déjà fait

[Astrokor]

Bonsoir,

 

Bonnes nouvelles, la V2.0 marche très bien, plus de backlash du tout. Il fait 32 mm de long et est donc plus court de 11 mm par rapport à la V1.0.  (voir photo)

J'ai commandé un rouleau de NinjaTek - Armadillo (TPU 75D) pour la flexspline . Une bien plus grande dureté :  l'espoir est de réduire à presque à zéro l'angle de torsion sur le moyeu de sortie.  Si j'y parviens, je posterai toutes infos nécessaires pour le fabriquer si vous êtes toujours intéressés.

 

Question : faut-il tenter d'augmenter le rapport de réduction ou bien reste comme ça ?

 

[lordzurp]

avec ta prusa @JMDSomme ça passera sans soucis ;) 

[Astrokor]

Bonjour

 

Je pense sérieusement à revoir légèrement ma copie pour le choix du rapport de réduction avec quelques hypothèses :

- on choisit un moteur pas à pas "standard" de 200 pas/tour (1.8° de résolution) . Avec un µ-stepping de 128 µ-pas/pas moteur , ça nous donne 25600 µ-pas par tour. Je pense que beaucoup de drivers ont ce mode disponible, le mien l'a et ne coûte pas cher.

- on choisit un rapport de réduction de 1:22.5 (au lieu de 1:20 actuellement),

- on fait l'hypothèse qu'on a 2 réducteurs en cascade, ça nous donne un ratio de 1/22.5 x 1/22.5 = 1:506.25 (contre 1:400 aujourd'hui)

 

La résolution totale donne :

- 360° --> 360x60x60 = 1 296 000 arc-sec

- résolution = 1 296 000/(506.25x25600) = 0.1 arc-sec / µ-pas

 

Il faudrait seulement rajouter 5 dents au réducteur pour atteindre ce but "théorique", ça me parait pas mal.

 

On parle de résolution, pas de précision évidemment, la précision c'est pas du tout le même ordre de grandeur ; si on obtient quelques arc-min on sera content.

 

des avis ?

[JMDSomme]

vu la compacité les 2 etages ça peut marcher.

ça va sans doute compliquer la courbe d'erreur periodique.

l'etape d'après ça va être d'intégrer soit une queue d'arronde pour s'adapter à une base equatoriale, soit de creer cette base.

la rigidité longitudinale sera un sujet.

peut être prévoir d'assembler moteur et les deux etages de reduc sur une plaque alu de 4mm?

 

[Astrokor]

En effet le plastique a des limites, l'aluminium est plus rigide. Je vais quand même essayer, quitte à utiliser un plastique un peu exotique.  J'ai un rouleau de XT-CF20, c'est très solide et rigide, ça pourrait marcher peut-être. Il faudra une pièce qui englobe l'ensemble du réducteur en effet.

 

Par contre pour les queues d'aronde, je n'ai aucune référence, ni dimensions,  angles, etc... Si quelqu'un pouvait m'éclairer un peu la dessus ... ?

 

Merci

[Astrokor]

bilan de ce soir

 

Encore des évolutions pour prendre en compte une suggestion de @lordzurp, que j'avais écartée, mais qui au final semble très justifiée à condition d'avoir le "bon plastique".

 

• Une modification pour supprimer la bague extérieure grâce au TPU 75D qui est le plastique que je cherchais à trouver : rigide en couches épaisses, et flexible en couches minces (alternative au nylon, qu'ils disent !) Ca a l'air vraiment bien ce produit, très durable, impression aussi simple que du PLA (ressemble au PETG d'aspect), très prometteur.

 

• d'autres modifications pour pouvoir mettre deux réducteurs en série si besoin.

 

Résultat : deux pièces en moins !

 

• la bague extérieure : plus besoin 
• le raidisseur de flexspline : plus besoin 
• la cage : deux billes de plus, on passe de 13 à 15

 

 

ça donne ça pour l'instant :

 

 

Impression de la nouvelle FlexSpline:

 

 

La suite plus tard ...

[Astrokor]

@RemyB

 

J'oubliais de te demander, si mes posts te saoulent un peu (c'est ton topic), je poste ailleurs pas de soucis hein  

 

J'ai tendance à être envahissant, désolé

[hpspt]

Bonsoir

 

Une question bête : pourquoi y a-t-il une pièce verte et une marron.

Vu de (très) loin, on pourrait n'en faire qu'une ?

[Astrokor]

il y a 7 minutes, hpspt a dit :

Bonsoir

 

Une question bête : pourquoi y a-t-il une pièce verte et une marron.

Vu de (très) loin, on pourrait n'en faire qu'une ?

 

La pièce verte "tourne, la pièce marron est "statique" et sert au centrage. je ne comprends pas bien la question. désolé.

 

En gris clair, c'est un roulement à billes.

[hpspt]

Oui, pardon, en fait je parlais de la pièce rouge foncée fixée sur la pièce verte

[Astrokor]

il y a 45 minutes, hpspt a dit :

Oui, pardon, en fait je parlais de la pièce rouge foncée fixée sur la pièce verte

Ah ok, là je comprends

 

La pièce verte est faite dans un plastique "rigide".

La pièce rouge est un plastique "semi-flexible"

 

Faire deux pièces permet :

• l'assemblage "autour" de la bague intérieure de roulement par les inserts en métal
• d'utiliser deux plastiques différents.

 

voilà tout 

 

 

 

Mais la question est bonne, je me demande si on ne peut pas faire qu'une seule pièce, je testerai peut-être. !

 

ça a l'air compliqué malgré tout

 

enfait on ne peut pas, la pièce verte sert aussi à bloquer la bague intérieure de roulement, désolé, obligé de faire deux pièces distinctes !

 

merci

[GUY69]

Il y a 10 heures, Astrokor a dit :

En effet le plastique a des limites, l'aluminium est plus rigide. Je vais quand même essayer, quitte à utiliser un plastique un peu exotique.  J'ai un rouleau de XT-CF20, c'est très solide et rigide, ça pourrait marcher peut-être. Il faudra une pièce qui englobe l'ensemble du réducteur en effet.

 

Par contre pour les queues d'aronde, je n'ai aucune référence, ni dimensions,  angles, etc... Si quelqu'un pouvait m'éclairer un peu la dessus ... ?

 

Merci

Ci cela peut vous aider dans votre projet :

 

 

cotes vixen et losmandy.pdf

[Astrokor]

il y a 14 minutes, GUY69 a dit :

Ci cela peut vous aider dans votre projet :

 

 

cotes vixen et losmandy.pdf 135 Ko · 0 downloads

 

Merci, ça aide beaucoup, je n'ai aucun matériel "standard" en astronomie.

 

je vais prendre ce post comme référence!

 

Si vous avez des préférences, n'hésitez pas à suggérer ...

 

 

ce standard là me semble bien ... vu les dimensions 

 

 

 

[JMDSomme]

Ça evolue bien ce truc.

Concernant la queue d'arronde:

le plus simple et personnalisable par ceux qui voudraient se fabriquer une monture sur ces bases, serait à mon avis de prevoir dans tes 2 etages de réducteurs soit des trous traversants soit des inserts filetés permettant de fixer un bout d'alu sur la longueur. Ensuite il est aisé de fixer à ce rail n'importe quelle queue d'arronde du commerce, Vixen, Losmandy ou autres filetages kodack... 

Sur ma mini.monture, la queue d'arrone imprimee avec le corps de monture est attaquee par la vis de serrage de la base equato de staradventurer. Dzns ce cas le plastique n'est pas vraiment le top.

[Astrokor]

Bonsoir,

 

Bilan avant le week-end prolongé et probablement fin du reportage en ce qui me concerne.

 

La conception est terminée, elle inclut un deuxième étage (optionnel) qui permet d'augmenter le rapport de réduction :

• avec 1 étage : 1 : 22.5, utile pour mon application de split ring (autre post) , en DEC avant d'attaquer la vis sans fin
• avec 2 étage : 1 : 506.25 , utile pour la communauté j'espère,  résolution visée d'1 arc-sec avec Nema 17 - 200 pas par tour et µ-stepping 128µ-pas/pas moteur soit 25600 µ-pas par tour) 
• Avec 1 seul étage, la pièce violette centrale n'est pas nécessaire. Mis à part les trois pièces violettes, toutes les autres pièces sont juste dupliquées.

 

Je n'ai pas terminé d'imprimer toutes les pièces du  deuxième étage car j'attends encore un roulement , mais le premier étage marche bien.  Pour l'assemblage, il faut forcer pas mal sur la flexspline pour que les billes aillent se loger dans la gorge, mais rien de compliqué. Je suis passé à 17 billes au final, je juge le guidage périphérique plutôt réussi. J'ai rajouté deux inserts sur chaque corps (4 au total avec deux étages) comme suggéré par @JMDSommepour fixer l'ensemble sur une platine. Les entraxes sont de 15 mm en largeur et 30 mm sur la longueur.

 

Les parties qui m'ont donné du fil à retordre sont :

1. le choix du plastique :  j'ai finalement opté pour le  GREENTEC pour la circular spline (c'est le corps extérieur du réducteur), tout le reste esten TPU 75D rouge de NinjaTek, qui est à la fois rigide lorsqu'il est imprimé épais et flexible pour les parois de l'ordre du millimètre. Faire des pièces en Nylon pourrait être bien, je ne peux pas l'imprimer pour l'instant.
2. La conception du profil de denture (les angles, les longueurs de déformation, les jeux, les arrondis, etc...) pour le moyeu elliptique, la flexspline et la circular spline. En effet pas grand chose de ce qu'on apprend "à l'école" sur les engrenages n'est utile pour ce type de réducteur.
3. la façon de bloquer l'axe du Nema 17 sur le moyeu elliptique, j'ai pas trouvé de solution géniale, j'ai finalement opté pour 3 inserts moletés en laiton M3 pour impressions 3D (en jaune sur la vue en coupe). il faut un fer à souder pour les insérer à chaud. J'aurai aimé faire autrement et plus simple, mais tout ce que j'ai testé ne marchait pas bien ; l'espace disponible est très réduit ce qui n'offrait pas trop d'options. Les vis qui semblent énormes sur la vue en coupe, ce ne sont que des vis M3 !  , les billes sont de 4mm, ...

Je ne sais pas encore comment tout ça va se comporter à long terme, il se peut que certaines pièces soient "consommables" comme le disait @lordzurp, la flexspline par exemple. Je n'en ai pas encore cassé pour l'instant, j'ai laissé tourner quelques heures, re-démonté et regardé l'usure, ça se passe plutôt bien. Mais bon, ça reste du plastique. Ca ne coûte pas très cher, probablement 7 ou 8€ par étage (sans moteur). Faudra quand même du bon plastique, n'espérez pas le faire marcher avec du PLA à 18-20€ le Kg, j'ai testé  . Pour imprimer les dents, il faut un plastique "précis" à l'impression. Le PETG, j'ai testé, c'était pas terrible. Je conseille de tout imprimer en buse de 0.25 mm. avec 0.4 mm, ça ne marchera pas.

 

Pour ma part, je vais arrêter là l'exploration de ce concept, sauf si il me vient une idée géniale, mais ça c'est pas souvent hélas ... je vous livre les données nécessaires pour le fabriquer si vous souhaitez expérimenter et tenter d'aller plus loin. Je posterai les résultats des deux étages en vidéo plus tard, éventuellement  ...

 

La BOM et les STL, bon courage

 

 

HD20 -NEMA 17 V2.0.rar

 

Ninjatek_-_Armadillo-TDS.pdf

 

[lordzurp]

Le 25/10/2022 à 19:56, Astrokor a dit :

Encore des évolutions pour prendre en compte une suggestion de @lordzurp, que j'avais écartée, mais qui au final semble très justifiée à condition d'avoir le "bon plastique".

[lordzurp]

bon, plus sérieusement ...  

(je pose des idées, je suis pas payé au nombre qui sont reprises   )

 

le rapport de réduction en 22.5 ??? tu imprimes une demi dent ?  

des essais que j'ai fait avec teenastro (dérivé de onstep, grossièrement le firmware fonctionne pareil), c'est pas prévu pour avoir un rapport de reduction qui tombe "pas juste", faut tricher avec le nb de pas moteurs (le menu propose que des ratio entier)

ou rajouter une autre reduction derrière

(mais gagner quelques points de reduction est toujours bon, ça fait moins de place perdue  )

 

perso je suis pas emballé pour chainer 2 reducteurs à la suite
c'est idiot, ça n'a aucune raison mécanique valable, c'est juste du pifometre. faudra que j'essaie pour me donner tord

 

à l'inverse, je suis super emballé par ton dernier design ultra compacté. great job bro !

 

je plussoie, je pense que là t'es arrivé au bout du truc ! raffiné dans tous les sens, tu peux cloturer 👍

 

à tester cet hiver ! en nylon et 75D, pour voir les comportements

[lordzurp]

ha, un point que j'ai oublié : le rapport "pas moteur - angle final"

 

je me suis posé un moment la question d'aligner la résolution mécanique avec les micro-pas (256 sur les TMC, mais c'est pareil en 128)

et je suis arrivé à la conclusion que la précision réélle n'est de toute façon "pas vraiment" en lien avec la résolution mécanique, donc c'est pas utile de faire des ratio à virgule, ça complique coté électronique en rajoutant une contrainte "artificielle" sans gain au bout

 

le mouvement sidéral est à peu près de 15"/s, le champ visible dans une caméra se compte en (dizaines de) minutes d'arc, c'est utopique vouloir viser les perfs d'une EQ8 avec des machins imprimés à la maison ...

pour mon projet, j'ai visé le "raisonnablement suffisant" en augmentant la facilité d'impression / assemblage et laissé tomber le jusqu'au boutisme mécanique

 

(tout ça pour dire qu'avec mes reductions de 1:8 et 1:16 sur mes axes, je finis à 1:180 et 1:360, ce qui est parfait ! reste sur 1:22.5 !)

[Astrokor]

il y a 18 minutes, lordzurp a dit :

 

le rapport de réduction en 22.5 ??? tu imprimes une demi dent ?  

 

 

le calcul du rapport de réduction c'est : R=(Zfs -Zcs)/Zfs

Zfs: nombre de dents de la flexspline

Zcs nombre de dents de la circular spline

 

ce qui donne : R = (45-47)/45 = -2/45 = -1/22.5

 

il y a 21 minutes, lordzurp a dit :

c'est idiot, ça n'a aucune raison mécanique valable, c'est juste du pifometre

 

Je ne suis pas d'accord, les calculs ont été exposés plus haut, le but est d'obtenir une résolution de 1 arc-sec avec des hypothèses bien définies. Beaucoup de réducteurs sont fait comme ça, les réducteurs planétaires par exemple.

 

il y a 23 minutes, lordzurp a dit :

je plussoie, je pense que là t'es arrivé au bout du truc ! raffiné dans tous les sens, tu peux cloturer 👍

 

 

constat de ce matin, il me reste encore 3 fichiers à poster : une dernière évolution des 3 pièces "critiques" : Flexspline, cage et moyeu elliptique. En effet, j'ai fait tourner toute la nuit, la FS a cassé car j'avais mis trop peu de matière au niveau de la gorge (là où roulent les billes) , donc faut épaissir à ce niveau là de 1 mm, je re-teste et je re-poste la correction dans la journée sur ces 3 pièces, le reste est inchangé. Ca oblige à réduire les diamètres intérieurs et à enlever une bille, ça rendra l'engrènement symétrique, ce qui est bien aussi (nombre pair de billes). Bon c'est pas simple cette affaire, mais ça devrait bien marcher et être fiable après ça.

[lordzurp]

il y a 8 minutes, Astrokor a dit :

Je ne suis pas d'accord, les calculs ont été exposés plus haut, le but est d'obtenir une résolution de 1 arc-sec avec des hypothèses bien définies. Beaucoup de réducteurs sont fait comme ça, les réducteurs planétaires par exemple.

je parlais de mon aversion à monter 2 reducteurs cul à cul

[Astrokor]

il y a 45 minutes, lordzurp a dit :

je parlais de mon aversion à monter 2 reducteurs cul à cul

ah ok désolé, j'avais pas compris.

 

Après si tu veux une version avec un ratio entier, je peux ajouter une dent et je poste une version avec un ratio 1:22 ou 1:23, c'est pas beaucoup de travail. ...

 

 

[lordzurp]

il y a 13 minutes, Astrokor a dit :

Après si tu veux une version avec un ratio entier, je peux ajouter une dent et je poste une version avec un ratio 1:22 ou 1:23, c'est pas beaucoup de travail. ...

 

 

non, comme dit ça tombe sur des ratio parfaits au final pour moi

je teste ça bientot, pour comparer avec les reducteurs harmoniques chinois

[Astrokor]

Un autre truc qu'il faudrait "explorer" en design c'est le concept à courroie : la flexspline n'est pas une "coupelle" mais une "courroie large" , elle s'engrenne d'une part avec la circular spline qui a 2 dents de plus qu'elle et elle est reliée à une autre couronne en sortie qui a le même nombre dents qu'elle. C'est à mon avis plus fiable car le plastique est moins sollicité, c'est encore plus compact mais on transmet moins de couple. Il faudra obligatoirement deux roulements en revanche. Si ce que j'ai fait s'avère peu fiable sur la durée, je réfléchirais à changer ça peut-être. Il se peut qu'on gagne encore entre 5 et 10mm  en longueur. J'avais hésité sur ce choix au départ.