如何使用 autodesk fusion 360 设计 3d 打印发条汽车。 3D打印
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过去几年，我已经设计、3D 打印、组装、测试和发布了不少 PLA 弹簧马...浮动小齿轮车和演示车，那么我为什么要设计、打印、组装、测试和发布另一款呢？
“如何使用 Autodesk Fusion 360 设计 3D 打印上弦车”包含一个四部分视频系列，详细介绍了我如何使用 Autodesk Fusion 360 设计这款 3D 打印上弦车（带浮动小齿轮驱动）。我还附上了包含完整设计的 Autodesk Fusion 360 cad 文件“Windup Floating Pinion Car.f3d”（强烈建议熟悉 Autodesk Fusion 360 环境，如果视频和 cad 文件之间存在差异，请使用 cad 文件）。
因此，如果您对我设计一款采用浮动小齿轮驱动的 PLA 弹簧马达驱动上弦车的过程感兴趣，和/或希望修改设计以创建您自己的定制版本，那么本教程确实可能对您有用。
如果您只是对 3D 打印和组装汽车感兴趣，我已经提供了打印汽车所需的所有 STL 文件，以及准备和组装说明。
最后，什么是浮动小齿轮？在这个设计中，浮动小齿轮是一个穿过导槽的小齿轮，当弹簧能量存在时，它使 PLA 弹簧马达与驱动轴接合，当弹簧能量耗尽时，它使 PLA 弹簧马达与驱动轴脱离。通过将 PLA 弹簧马达与驱动轴脱离，当弹簧能量耗尽时，汽车可以滑行，而不是突然停止，从而显著增加行驶距离。
和往常一样，我可能忘记了一两个文件，或者谁知道还有什么，所以如果您有任何问题，请随时提问，因为我确实犯了很多错误。
使用 Autodesk Fusion 360 设计，使用 Cura 4.0 切片，并在 Ultimaker 2+ Extended 和 Ultimaker 3 Extended 上以 PLA 和 Tough PLA 打印。
弹簧马达由“Knob.stl”、“Spring.stl”、“Pawl.stl”和“Gear, Pawl (24, 2.2).stl”组成。旋钮用于缠绕弹簧，棘爪和棘爪齿轮提供用于缠绕的棘轮机构。
与此模型的所有组件一样，我使用所谓的“就地草图”进行设计，使草图与挤压组件保持在同一位置，以便于编辑。
棘爪齿轮与此模型中使用的所有齿轮一样，都是使用 2.2 模块设计的。此模型仅使用两种齿轮尺寸：二十四齿和八齿。对于二十四齿齿轮，节圆半径为 ((24 * 2.2) / 2) 或 26.4mm。对于八齿齿轮，节圆半径为 ((8 * 2.2) / 2) 或 8.8mm。这些尺寸将在下一步中使用。
设计齿轮系。
数学、数学和更多数学...
齿轮系由三个齿轮组成：“齿轮，复合 ((24, 2.2), (8, 2.2)).stl”、“齿轮，浮动小齿轮 (8, 2.2).stl”和“齿轮，轴 (8, 2.2).stl”，它们将 PLA 弹簧马达能量传输到驱动轴。
如上一步所述，我对二十四齿和八齿齿轮都使用了 2.2 的模数值（实际上，在设计齿轮系时，最好对齿轮系中的所有齿轮使用相同的模数）。为了确定二十四齿齿轮和八齿齿轮之间的间距，我使用的公式是：
((24 * 2.2) / 2) + ((8 * 2.2) / 2) + .4mm = 35.6mm。
这个简单的公式将二十四齿齿轮的节圆半径添加到八齿齿轮的节圆半径，然后添加 .4mm 以在齿轮之间留出微小的额外间隙，以解决 3D 打印差异（确保您的 3D 打印机没有过度挤压，并且不要忘记使用珠宝锉刀或同等工具小心地从齿轮上去除构建板侧的“渗出物”）。
同样，两个模数为 2.2 的八齿齿轮之间的间距为：
((8 * 2.2) / 2) + ((8 * 2.2) / 2) + .4mm = 18mm。
本视频中使用这两个尺寸 35.6 毫米和 18 毫米来分隔齿轮系中的齿轮。
PLA 弹簧马达与驱动轴的总齿轮比为 1:9（驱动到从动），使用两个齿轮级，每个齿轮级为 1:3（例如 (24 齿/8 齿) = 3，和 (3 * 3) = 9）。这导致弹簧马达每旋转一圈，驱动轴就会旋转九圈（PLA 弹簧马达到驱动轴的转速增加，但扭矩会损失）。因此，车轮直径为 47.5 毫米（使用我使用的 O 形圈的数字卡尺测量），汽车在弹簧力作用下行驶的距离约为（假设牵引力和摩擦损失为零）：
（pi * 车轮直径）* 1.25 * 9 = 1678.788574262046 毫米 = 5.5 英尺，
其中：
1) (pi * 车轮直径) = 车轮周长 = 149.2256510455152 毫米，
2) 1.25 是 PLA 弹簧马达旋钮的缠绕次数，因此是 PLA 弹簧马达旋转的次数（不考虑摩擦损失和无法去除构建板“渗出物”），
3) 9 是 PLA 弹簧马达与驱动轴的总齿轮比（同样，从驱动轴到从动轴）。
为了测试数学，我完全缠绕了 PLA 弹簧马达，将汽车稳稳地放在光滑的表面上，旁边放着一个加长的卷尺，然后用手将汽车向前移动，注意到浮动小齿轮确实在 5'6" 处将 PLA 弹簧马达与驱动轴分离（好吧，毕竟数学并不那么糟糕）。
最后，请记住，在 PLA 弹簧马达能量耗尽后，浮动小齿轮将 PLA 弹簧马达与驱动轴分离，使汽车滑行。在测试过程中，我的汽车在 PLA 弹簧马达能量耗尽后又滑行了 15 英尺多。
设计底盘。呼，很高兴数学结束了……
底盘由两个框架组成，“Frame, Right.stl”和“Frame, Left.stl”。
为了获得额外的离地间隙，在此视频中修改了齿轮系布局，然后使用 PLA 弹簧马达和齿轮系组件来协助布置右框架。
右框架完成后，左框架通过“投影”右侧框架轮廓，然后修改各种插座和横梁轮廓以允许两个框架侧面配合来创建。
设计车轴和车轮。
此步骤中设计了两个独特的车轴“Axle, Gear, Floating.stl”和“Axle.stl”，以及一个独特的“Wheel.stl”。
将汽车组件居中后，设计后轴，然后复制并粘贴以创建前轴。
接下来设计和定位浮动小齿轮轴
完成车轴设计后，设计车轮，然后复制并粘贴以创建其余车轮。
我为“轮胎”购买了八个“R-28”O 形圈（38 毫米内径，3.5 毫米截面）。这些 O 形圈紧紧...贴合在车轮上，但可以使用稍大一些的 O 形圈。
如上所述，我已将所有 STL 文件包含在内，其中组件已正确定向，无需支撑 3D 打印。如果您希望从随附的 Autodesk Fusion 360 文件“Windup Floating Pinion Car.f3d”创建自己的 STL 文件，请记住在打印之前使用切片机在构建板上正确定位它们，并确保在为车轮组件创建 STL 文件之前“隐藏”（例如“灯泡”关闭）车轮组件的 O 形圈 1 和 O 形圈 2 主体。
我打印了以下数量和部件，层高为 0.15 毫米，填充百分比和材料均按指定方式：
1) 一个“轴，齿轮，浮动小齿轮 (8, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
2) 两个“轴.stl”，50% 填充，PLA。
3) 一个“框架，左.stl”，100% 填充，PLA。
4) 一个“框架，右.stl”，100% 填充，PLA。
5) 一个“齿轮，轴 (8, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
6) 一个“齿轮，复合材料 ((24, 2.2), (8, 2.2))”，50% 填充，PLA。
7) 一个“齿轮，浮动小齿轮 (8, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
8) 一个“齿轮，棘爪 (24, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
9) 一个“旋钮.stl”，100% 填充，PLA。
10) 一个“Pawl.stl”，100% 填充，坚韧 PLA（可以使用 PLA，但扭矩和寿命会降低）。
11) 一个“Spring.stl”，100% 填充，坚韧 PLA（可以使用 PLA，但扭矩和寿命会降低）。
12) 四个“Wheel.stl”，50% 填充，PLA。
组装前，我会对所有零件进行测试和修整、锉平、打磨等，以确保移动表面平稳移动，非移动表面紧密贴合。如果您决定制作自己的 Windup Car，则根据您选择的颜色、打印机型号和打印机设置，可能需要或多或少地进行修整、锉平和/或打磨。我仔细锉平了与构建板接触的所有边缘，以确保所有构建板“渗出物”都被清除，并且所有边缘都是光滑的。我使用小型珠宝锉刀和足够的耐心来完成此步骤。
组装和测试。
我按照以下方式组装汽车（请参阅照片以了解各个部件的正确位置和方向）：
1) 将“Knob.stl”滑入“Frame, Right.stl”，确保旋钮在右侧框架中自由旋转。
2) 将“Spring.stl”按到“Knob.stl”上，同时将弹簧端定位在右侧框架的横梁上。
3) 将“Pawl.stl”按到“Knob.stl”上。这必须紧密贴合才能使旋钮保持在原位。
4) 将“Gear, Pawl (24, 2.2).stl”放置在“Pawl.stl”上。
5) 将“Gear, Compound ((24, 2.2), (8, 2.2)).stl”放置在右侧框架的横梁上，确保齿轮在横梁上自由旋转。
6) 将“Axle, Gear, Floating Pinion.stl”压入“Gear, Floating Pinion (8, 2.2).stl”，确保齿轮位于车轴中央。必须紧密配合。
7) 将浮动小齿轮组件放入右侧车架的导槽中，确保浮动小齿轮组件在导槽中自由旋转和滑动。
8) 将一个“Axle.stl”压入“Gear, Axle (8, 2.2).stl”，使齿轮距离车轴一端 16.5 毫米。这是后轴组件，齿轮必须紧密配合在车轴上。
9) 将后轴组件较长的一端放入右侧车架的后轴孔中，确保车轴组件在车架中自由旋转。
10) 将“Frame, Left.stl”压入右侧车架组件上。必须紧密配合。
11) 将八个 O 形环放在四个“Wheel.stl”上（每个车轮两个）。必须紧密配合，以避免滑动并因此造成能量损失。
12) 将两个车轮压在后轴组件上，使外轮表面与轴端齐平。必须紧密配合，并且必须自由旋转。
13) 将剩余的“Axle.stl”压入剩余车轮之一，使外轮表面与轴端齐平。必须紧密配合。
14) 将此车轮组件滑入框架组件的前轴孔中，确保车轮组件在框架组件中自由旋转。
15) 将剩余的车轮组件压在剩余的轴端上，使外轮表面与轴端齐平，并确保车轮和轴在框架组件中自由旋转。
要测试汽车，一只手握住“齿轮，复合材料（（24，2.2），（8，2.2））”，另一只手用旋钮上紧发条马达，将汽车放在光滑的表面上（例如体育馆地板、花岗岩台面、会议桌等），如果所有组装步骤都成功，汽车就可以出发了！
这就是我设计、打印和组装 Windup Car 的方式。
希望你喜欢它！
设计师
Greg Zumwalt3D 模型描述
使用 Autodesk Fusion 360 设计 3D 打印上弦车。过去几年，我已经设计、3D 打印、组装、测试和发布了不少 PLA 弹簧马...浮动小齿轮车和演示车，那么我为什么要设计、打印、组装、测试和发布另一款呢？
“如何使用 Autodesk Fusion 360 设计 3D 打印上弦车”包含一个四部分视频系列，详细介绍了我如何使用 Autodesk Fusion 360 设计这款 3D 打印上弦车（带浮动小齿轮驱动）。我还附上了包含完整设计的 Autodesk Fusion 360 cad 文件“Windup Floating Pinion Car.f3d”（强烈建议熟悉 Autodesk Fusion 360 环境，如果视频和 cad 文件之间存在差异，请使用 cad 文件）。
因此，如果您对我设计一款采用浮动小齿轮驱动的 PLA 弹簧马达驱动上弦车的过程感兴趣，和/或希望修改设计以创建您自己的定制版本，那么本教程确实可能对您有用。
如果您只是对 3D 打印和组装汽车感兴趣，我已经提供了打印汽车所需的所有 STL 文件，以及准备和组装说明。
最后，什么是浮动小齿轮？在这个设计中，浮动小齿轮是一个穿过导槽的小齿轮，当弹簧能量存在时，它使 PLA 弹簧马达与驱动轴接合，当弹簧能量耗尽时，它使 PLA 弹簧马达与驱动轴脱离。通过将 PLA 弹簧马达与驱动轴脱离，当弹簧能量耗尽时，汽车可以滑行，而不是突然停止，从而显著增加行驶距离。
和往常一样，我可能忘记了一两个文件，或者谁知道还有什么，所以如果您有任何问题，请随时提问，因为我确实犯了很多错误。
使用 Autodesk Fusion 360 设计，使用 Cura 4.0 切片，并在 Ultimaker 2+ Extended 和 Ultimaker 3 Extended 上以 PLA 和 Tough PLA 打印。
弹簧马达由“Knob.stl”、“Spring.stl”、“Pawl.stl”和“Gear, Pawl (24, 2.2).stl”组成。旋钮用于缠绕弹簧，棘爪和棘爪齿轮提供用于缠绕的棘轮机构。
与此模型的所有组件一样，我使用所谓的“就地草图”进行设计，使草图与挤压组件保持在同一位置，以便于编辑。
棘爪齿轮与此模型中使用的所有齿轮一样，都是使用 2.2 模块设计的。此模型仅使用两种齿轮尺寸：二十四齿和八齿。对于二十四齿齿轮，节圆半径为 ((24 * 2.2) / 2) 或 26.4mm。对于八齿齿轮，节圆半径为 ((8 * 2.2) / 2) 或 8.8mm。这些尺寸将在下一步中使用。
设计齿轮系。
数学、数学和更多数学...
齿轮系由三个齿轮组成：“齿轮，复合 ((24, 2.2), (8, 2.2)).stl”、“齿轮，浮动小齿轮 (8, 2.2).stl”和“齿轮，轴 (8, 2.2).stl”，它们将 PLA 弹簧马达能量传输到驱动轴。
如上一步所述，我对二十四齿和八齿齿轮都使用了 2.2 的模数值（实际上，在设计齿轮系时，最好对齿轮系中的所有齿轮使用相同的模数）。为了确定二十四齿齿轮和八齿齿轮之间的间距，我使用的公式是：
((24 * 2.2) / 2) + ((8 * 2.2) / 2) + .4mm = 35.6mm。
这个简单的公式将二十四齿齿轮的节圆半径添加到八齿齿轮的节圆半径，然后添加 .4mm 以在齿轮之间留出微小的额外间隙，以解决 3D 打印差异（确保您的 3D 打印机没有过度挤压，并且不要忘记使用珠宝锉刀或同等工具小心地从齿轮上去除构建板侧的“渗出物”）。
同样，两个模数为 2.2 的八齿齿轮之间的间距为：
((8 * 2.2) / 2) + ((8 * 2.2) / 2) + .4mm = 18mm。
本视频中使用这两个尺寸 35.6 毫米和 18 毫米来分隔齿轮系中的齿轮。
PLA 弹簧马达与驱动轴的总齿轮比为 1:9（驱动到从动），使用两个齿轮级，每个齿轮级为 1:3（例如 (24 齿/8 齿) = 3，和 (3 * 3) = 9）。这导致弹簧马达每旋转一圈，驱动轴就会旋转九圈（PLA 弹簧马达到驱动轴的转速增加，但扭矩会损失）。因此，车轮直径为 47.5 毫米（使用我使用的 O 形圈的数字卡尺测量），汽车在弹簧力作用下行驶的距离约为（假设牵引力和摩擦损失为零）：
（pi * 车轮直径）* 1.25 * 9 = 1678.788574262046 毫米 = 5.5 英尺，
其中：
1) (pi * 车轮直径) = 车轮周长 = 149.2256510455152 毫米，
2) 1.25 是 PLA 弹簧马达旋钮的缠绕次数，因此是 PLA 弹簧马达旋转的次数（不考虑摩擦损失和无法去除构建板“渗出物”），
3) 9 是 PLA 弹簧马达与驱动轴的总齿轮比（同样，从驱动轴到从动轴）。
为了测试数学，我完全缠绕了 PLA 弹簧马达，将汽车稳稳地放在光滑的表面上，旁边放着一个加长的卷尺，然后用手将汽车向前移动，注意到浮动小齿轮确实在 5'6" 处将 PLA 弹簧马达与驱动轴分离（好吧，毕竟数学并不那么糟糕）。
最后，请记住，在 PLA 弹簧马达能量耗尽后，浮动小齿轮将 PLA 弹簧马达与驱动轴分离，使汽车滑行。在测试过程中，我的汽车在 PLA 弹簧马达能量耗尽后又滑行了 15 英尺多。
设计底盘。呼，很高兴数学结束了……
底盘由两个框架组成，“Frame, Right.stl”和“Frame, Left.stl”。
为了获得额外的离地间隙，在此视频中修改了齿轮系布局，然后使用 PLA 弹簧马达和齿轮系组件来协助布置右框架。
右框架完成后，左框架通过“投影”右侧框架轮廓，然后修改各种插座和横梁轮廓以允许两个框架侧面配合来创建。
设计车轴和车轮。
此步骤中设计了两个独特的车轴“Axle, Gear, Floating.stl”和“Axle.stl”，以及一个独特的“Wheel.stl”。
将汽车组件居中后，设计后轴，然后复制并粘贴以创建前轴。
接下来设计和定位浮动小齿轮轴
完成车轴设计后，设计车轮，然后复制并粘贴以创建其余车轮。
3D模型打印参数
购买、打印和准备零件。我为“轮胎”购买了八个“R-28”O 形圈（38 毫米内径，3.5 毫米截面）。这些 O 形圈紧紧...贴合在车轮上，但可以使用稍大一些的 O 形圈。
如上所述，我已将所有 STL 文件包含在内，其中组件已正确定向，无需支撑 3D 打印。如果您希望从随附的 Autodesk Fusion 360 文件“Windup Floating Pinion Car.f3d”创建自己的 STL 文件，请记住在打印之前使用切片机在构建板上正确定位它们，并确保在为车轮组件创建 STL 文件之前“隐藏”（例如“灯泡”关闭）车轮组件的 O 形圈 1 和 O 形圈 2 主体。
我打印了以下数量和部件，层高为 0.15 毫米，填充百分比和材料均按指定方式：
1) 一个“轴，齿轮，浮动小齿轮 (8, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
2) 两个“轴.stl”，50% 填充，PLA。
3) 一个“框架，左.stl”，100% 填充，PLA。
4) 一个“框架，右.stl”，100% 填充，PLA。
5) 一个“齿轮，轴 (8, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
6) 一个“齿轮，复合材料 ((24, 2.2), (8, 2.2))”，50% 填充，PLA。
7) 一个“齿轮，浮动小齿轮 (8, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
8) 一个“齿轮，棘爪 (24, 2.2).stl”，50% 填充，PLA。
9) 一个“旋钮.stl”，100% 填充，PLA。
10) 一个“Pawl.stl”，100% 填充，坚韧 PLA（可以使用 PLA，但扭矩和寿命会降低）。
11) 一个“Spring.stl”，100% 填充，坚韧 PLA（可以使用 PLA，但扭矩和寿命会降低）。
12) 四个“Wheel.stl”，50% 填充，PLA。
组装前，我会对所有零件进行测试和修整、锉平、打磨等，以确保移动表面平稳移动，非移动表面紧密贴合。如果您决定制作自己的 Windup Car，则根据您选择的颜色、打印机型号和打印机设置，可能需要或多或少地进行修整、锉平和/或打磨。我仔细锉平了与构建板接触的所有边缘，以确保所有构建板“渗出物”都被清除，并且所有边缘都是光滑的。我使用小型珠宝锉刀和足够的耐心来完成此步骤。
组装和测试。
我按照以下方式组装汽车（请参阅照片以了解各个部件的正确位置和方向）：
1) 将“Knob.stl”滑入“Frame, Right.stl”，确保旋钮在右侧框架中自由旋转。
2) 将“Spring.stl”按到“Knob.stl”上，同时将弹簧端定位在右侧框架的横梁上。
3) 将“Pawl.stl”按到“Knob.stl”上。这必须紧密贴合才能使旋钮保持在原位。
4) 将“Gear, Pawl (24, 2.2).stl”放置在“Pawl.stl”上。
5) 将“Gear, Compound ((24, 2.2), (8, 2.2)).stl”放置在右侧框架的横梁上，确保齿轮在横梁上自由旋转。
6) 将“Axle, Gear, Floating Pinion.stl”压入“Gear, Floating Pinion (8, 2.2).stl”，确保齿轮位于车轴中央。必须紧密配合。
7) 将浮动小齿轮组件放入右侧车架的导槽中，确保浮动小齿轮组件在导槽中自由旋转和滑动。
8) 将一个“Axle.stl”压入“Gear, Axle (8, 2.2).stl”，使齿轮距离车轴一端 16.5 毫米。这是后轴组件，齿轮必须紧密配合在车轴上。
9) 将后轴组件较长的一端放入右侧车架的后轴孔中，确保车轴组件在车架中自由旋转。
10) 将“Frame, Left.stl”压入右侧车架组件上。必须紧密配合。
11) 将八个 O 形环放在四个“Wheel.stl”上（每个车轮两个）。必须紧密配合，以避免滑动并因此造成能量损失。
12) 将两个车轮压在后轴组件上，使外轮表面与轴端齐平。必须紧密配合，并且必须自由旋转。
13) 将剩余的“Axle.stl”压入剩余车轮之一，使外轮表面与轴端齐平。必须紧密配合。
14) 将此车轮组件滑入框架组件的前轴孔中，确保车轮组件在框架组件中自由旋转。
15) 将剩余的车轮组件压在剩余的轴端上，使外轮表面与轴端齐平，并确保车轮和轴在框架组件中自由旋转。
要测试汽车，一只手握住“齿轮，复合材料（（24，2.2），（8，2.2））”，另一只手用旋钮上紧发条马达，将汽车放在光滑的表面上（例如体育馆地板、花岗岩台面、会议桌等），如果所有组装步骤都成功，汽车就可以出发了！
这就是我设计、打印和组装 Windup Car 的方式。
希望你喜欢它！
