無償3D CAD「FreeCAD」で歯車の設計に挑戦！：無償3D CADレビュー（4/4 ページ）

無償なのにいろいろな機能を備えたオープンソース3D CAD「FreeCAD」。今回は、FreeCADを使った歯車の設計とモデリングにチャレンジする。

[伊藤孝宏，MONOist]

　次に、断面曲線を押し出しにより、立体化させます。図9のツールバーに赤い○で示した斜投影アイコンをクリックし、赤い楕円で示したワークベンチを「Part」に変更します。

図9：ワークベンチを変更

　モデル欄でInvoluteGearを選択し、図10のツールバーに赤い○で示した「押し出し」アイコンをクリックすると、図11に示す設定画面がコンボビューに表示されます。

図10：押し出し加工

図11：「押し出し」の設定画面

　標準的な歯車では、歯厚は、円周率×モジュール／2となるため、ここでは、3mmに設定します。「長さ」の欄に3と入力し、「ソリッド作成」にチェックを入れて、「OK」をクリックすると、歯車断面曲線が立体になります。

　次に、軸を追加します。図12のツールバーに赤い○で示した「円柱」アイコンをクリックすると、円柱が画面に表示されます。

図12：軸を追加

　プロパティの「データ」タブをクリックし、図の赤い楕円で示した円柱の直径と高さを適宜変更します。今度は、歯車からの軸長さが対象になるように、円柱の位置を変更します。プロパティのPlacementの…をクリックし、図13に示す「配置」画面で、z寸法を適宜変更すると、円柱がz軸方向に移動します。

図13：軸の位置を変更

　軸と歯車がそろったら、ブーリアン演算により一体化させます。モデル欄でExtrudeと円柱を選択し、図14のツールバーに赤い○で示した論理和アイコンをクリックすると、図15に示すような軸と一体化された歯車が出来上がります。STL形式でデータを出力すれば、3Dプリンタで試作できます。

図14：軸と歯車をブーリアン演算

図15：出来上がった歯車

　今回のサンプルデータ（GearSample.FCStd）はこちらからダウンロードできます。

参考文献

• 機構学（岩本太郎著／森北出版）

筆者紹介

伊藤孝宏（いとう・たかひろ）

1960年生。小型モーターメーカーのエンジニア。博士（工学）。専門は流体工学、音・振動工学。現在は、LabVIEWを使って、音不良の計測・診断ソフト、特性自動検査装置などの開発を行っている。