Puinen vaihdekello: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Lisäsin videon kellosta. Työskentelen ikkunoiden leikkaamisen eteen kelloa vasten. Lähetän kuvia ja/tai videon siitä, kun olen valmis. Olen harrastanut puuntyöstöä muutaman vuoden ajan. Pidän ajatuksesta, että voin tehdä asioita, joita voin käyttää. Muutama vuosi sitten törmäsin kelloon, joka oli valmistettu puusta. Kasvot, käsivarret, runko ja vaihteet olivat kaikki puuta. Se teki minuun todella vaikutuksen, ja pidin sen mielessä tulevaa projektia varten. Olen päättänyt ottaa puisen kellon käyttöön tässä Instructable -ohjelmassa ja toivottavasti jakaa oppimani, jotta voin auttaa muita, joilla on samanlaiset intressit. En käyttänyt kalliita vaikeita puuntyöstökoneita tai kalliita ohjelmistopaketteja tämän suunnittelussa. Ohjelmisto on joko avoimen lähdekoodin tai ilmainen, ja käytetyt koneet ovat joitain yleisimpiä, joita useimmilla puutyöntekijöillä olisi.

Vaihe 1: Mitä tarvitset

Tässä on luettelo tarvittavista asioista Suunnittelua varten: OpenOffice Calc - Välityssuhteiden laskemiseen free2Design - Vaihteiden suunnitteluun Gimp- Kuvien muokkaaminen ja muokkaaminen Blender - Vaihteiden karkea mallinnus varmistaaksesi, että vaihteiden ja akseleiden välillä ei ole häiriöitä.*Huomautus - Luultavasti voit käyttää Blenderia kaiken suunnittelun tekemiseen, mutta Blender -taitoni eivät ole nopeita. Oli helpompaa piirtää ne mitatarkasti 2D -pakkauksessa ja tuoda se tehosekoittimeen. Puun työstöön: Scroll SawDrill PressMiter Saw (pöytä- tai vannesaha toimii myös) KäsisahaClampsSpray -liima (3M Super77)

Vaihe 2: Miten se toimii?

Suunnittamani kello on perusheilurikello. Näitä on ollut 1600 -luvun puolivälistä lähtien. Se käyttää painoa energianlähteenä ja heiluria säätelemään kuinka nopeasti tämä energia karkaa.

Paino on kierretty yhden akselin ympärille. Kun se vetää alas, se pyörii vaihteita aiheuttaen minuutti- ja tuntiosoitinten pyörimisen. Jos tämä oli vain paino ja vaihteet, kun paino vapautettiin, vaihde pyörii muutaman sekunnin ja paino osui lattiaan. Tämä ei ole kovin käytännöllistä, ellet halua teeskennellä olevasi aikakoneessa. Painon ja narun sijoittaminen on hieman kriittistä. Haluat sen kauemmas hammaspyörää, joten et käännä kelloa neljän tunnin välein. Kerran tai kaksi päivässä ei ole paha. Mitä kauempana vaihde, sitä hitaammin se kelautuu. Jos se asetetaan tuntimittarille, voit helposti kääntyä kerran päivässä. Tarvitsemme jonkin tavan antaa tämän energian paeta hitaasti. Tässä kohtaa tulee "Escapment". Sanasta paeta se antaa painon energian paeta hitaasti, jotta se ei kuluta energiaa kerralla. Tämä pakomekanismi luo myös "Tick Tockin", jonka kuulet kelloista. Kotelo on rakennettu pakokaasuvarusteista, pakovivusta ja heilurista. Heiluri heiluu edestakaisin liikuttamalla poistovipua sisään ja ulos pakoputkesta, jolloin hammaspyörä lakkaa pyörimästä. Tämä mahdollistaa painon energian jakamisen tietylle ajanjaksolle, joten et kelaa kelloa 2 minuutin välein.

Vaihe 3: Heiluri

Heilurit ovat mielenkiintoinen mekanismi. Ne ovat painoa merkkijonon tai pylvään päässä ja kääntöpiste painon vastakkaisessa päässä. Heilurin ajanjakso on aika, joka kuluu siirtymiselle puolelta toiselle ja takaisin. Heilurien siisti asia on se, että tämä aika tai jakso ei ole riippuvainen painon tai kaaren pituudesta, se riippuu heilurin pituudesta. Joten jos sinulla olisi 2 jalkaa pitkä heiluri, jonka paino on 5 kiloa, vedetty oikealle 90 asteen kulmassa, kuluu yhtä paljon aikaa kääntyäksesi taaksepäin ja taaksepäin kuin 2 jalkaa pitkä heiluri, jossa on 2 kiloa painoa oikealle 30 astetta. Heilurin lopussa oleva paino vaikuttaa siihen, kuinka monta kertaa heiluri heiluu. Joten heiluri, jonka paino on 5 kiloa, heiluu pidempään kuin 2 kilon paino. Tästä on hyötyä, koska haluamme pitää heilurin heiluvan. Sinulla voi kuitenkin olla liikaa painoa. Kuten näemme seuraavaksi, pakeneminen auttaa heiluria työntymään. Jos sinulla on liian raskas paino, sinulla ei ole tarpeeksi energiaa pitää sitä heiluvana.

Kellollemme haluamme kahden sekunnin ajan. Tällä tavalla heilurin kääntyminen toiselle puolelle kestää 1 sekunnin. Jokaisen heilutuksen jälkeen pakokaari sallii pakoputken kääntyä yksi hammas kerrallaan. Jos jakso on 2 sekuntia, tämä tekee pohjimmiltaan pakovaihteesta toisen käden, koska se pyörii yhden hampaan sekunnissa. Kahden sekunnin ajan sen on oltava 1 metrin pituinen. Koska pakovivullamme on kaksi hammasta, joista toinen pysäyttää pakopyörän heilurin heilun kummassakin päässä, heilurissamme on oltava 30 hammasta. Se tekee yhden kierroksen 60 sekunnin välein. Monissa heilurikelloissa on pakoputki toisen käden akselilla. Sitä aiomme tehdä. Kun heiluri heiluu edestakaisin, se kiertää pakokahvoja sisään ja ulos. Tämä saa kellon hammaspyörät pysähtymään ja kääntymään joka sekunti. Vipu on suunniteltu siten, että kun se siirtyy ulos pakoputkesta, vaihde antaa sille hieman työntöä. Tämä työntö riittää pitämään heilurin heilumaan.

Vaihe 4: Vaihdejuna

Koska pakopyörä pyörii kerran 60 sekunnissa, voimme saada toisen akselin pyörimään kerran 3 600 sekunnissa. Tämä tulee olemaan minuutin käsi. Sitten voimme saada toisen akselin pyörimään 43, 200 sekunnin (12 tunnin) välein. Tämä on tuntiosoitimme. Kun laskemme tämän, meillä on toimiva kello paperilla.

Laskentataulukko näyttää tarvittavien välityssuhteiden laskelmat. Aloitin 3 -akselisella minuuttiosoitimella, mutta muutin 4 -akseliseksi pitämään vaihteiden koon alhaalla. Minuutin osoittamiseen tarvitaan välityssuhde 60 Escapement -akselin ja Minute Hand -akselin välillä. Tuntiosoitetta varten tarvitset välityssuhteen 12 minuutti- ja tuntiviivasta. Laskentataulukko näyttää kaavan ja laskelmat hampaiden lukumäärän saamiseksi jokaiselle vaihteelle. Laskentataulukon avulla pystyin kytkemään eri määrän hampaita kullekin vaihteelle ja hammaspyörälle, jotta voisin saada tarvittavan välityssuhteen.

Vaihe 5: Vaihteiden suunnittelu

Vaihteita suunniteltaessa on monia parametreja, jotka voivat vaikuttaa kokoon. Otin muuttujien vakioarvoja laskelmia tehtäessä. Käytin 20 asteen painekulmaa ja halkaisijaa 8. Nämä yhdistettynä kunkin vaihteen hampaiden lukumäärään pystyin laskemaan nousun halkaisijan, juuren halkaisijan, ulkohalkaisijan ja pohjaympyrän halkaisijan.

Nyt kun minulla on vaihteiden halkaisijat, voin alkaa piirtää niitä. Löysin ohjeet hammaspyörien piirtämisestä CAD: llä ja piirsin niitä. Sen on kirjoittanut Nick Carter. Linkki hänen sivulleen on Viitteet -osion viimeisessä vaiheessa. Free2Design -tiedostossa on hammaspyörät ja hammaspyörät, joissa on kerros, joka näyttää hampaiden luomiseksi piirretyt viivat. Tutkiessani kelloja törmäsin Gary's Clocksiin. Hän mainitsi, että on suuri ero siinä, mitä voit piirtää CAD: llä ja mitä voit itse leikata rullasahalla. Opin tämän vaikealla tavalla. Ruokatorven leikkaaminen hampaiden välistä on hieman työlästä. Jotta voisin nopeuttaa asioita, päätin lisätä ympyröitä jokaisen hampaan väliin, joka porataan porapuristimella. Tämä säästi aikaa yrittää pyöristää laaksoa hampaiden välistä, mutta luulen, että se aiheutti ongelmia hampaiden yhdistämisessä toisiinsa. Vaihteiden lisäksi ovat Escapement ja Ratchet Mechanism. Kuten aiemmin todettiin, Escapement on mekanismi, joka sallii energian paeta hitaasti. Tämä tehdään vaihteella, vivulla ja heilurilla. Siitä, mistä ei ole vielä puhuttu, on Ratchet. Sanoimme, että paino on kääritty akselin ympärille narulla, ja se antaa hitaasti ajaa kelloa. Tarvitsemme tavan asettaa tämä uudelleen tai kääntää kelloa. Ratchet antaa meidän tehdä sen. Se sopii löysästi yhden vaihteen akselin päälle ja painaa hammaspyörää vasten tapilla ja vivulla. Kun kello on kelattava, räikää voidaan kääntää vastapäivään siirtämättä vaihdetta. Sitten kun paino vetää sitä uudelleen myötäpäivään, se tarttuu vaihteeseen kiinnitettyyn tappiin ja jatkaa kellon virtaa.

Vaihe 6: Vaihteiden leikkaaminen

Nyt on aika testata vaikea suunnitteluprosessi. Vaihteiden leikkaaminen. Kun olen tulostanut täysikokoiset piirustukset, leikkasin ne ja liimasin ne puuhun. Suihkuliima toimii hyvin. Käytän 3M Super77: tä ja se kuivuu melko nopeasti. Ainakin muutaman minuutin kuluttua liimaamisesta olen valmis aloittamaan leikkaamisen ilman, että se irtoaa.

Poran ensin kaikki reiät. On helpompaa käsitellä täysikokoista levyä porapuristimella kuin yrittää puristaa vain 1,5 tuuman halkaisijaltaan oleva vaihteiston aihio halkaisematta sitä. Lisäksi, jos jotain menee pieleen, et ole hukannut koko aikaa leikkaamalla sitä vain saadaksesi levyn halkaistuksi. Reikien poraamisen jälkeen leikkasin hammaspyörät ulos ulkohalkaisijan ympäriltä ja sitten aloitan hampaiden leikkaamisen.

Vaihe 7: Vaihteen sijoittaminen

Piirsin Blenderissä karkeita hammaspyöriä ulkohalkaisijalla ja nousuhalkaisijalla selvittääkseni sijoittelun kehykseen. Tämä kertoi minulle, jos minulla on häiriöitä vaihteen ja akselin välillä, ja antoi minulle karkean käsityksen siitä, mihin akselini sijoitetaan. Kun olin luonut `` mallin '' reikien poraamiseen, porasin ensimmäisen alkaen Escapement -akselista. Kun se oli porattu, liu'utin hammaspyörän akselille, asetin sen reikään, asetin pariutusvaihteen akselille ja pidin sitä likimääräisessä paikassa. Sitten muutin seuraavan vaihteen sijoittelua, merkitsin sen ja porasin reiän. Sitten tarkistaisin sopivuuden molemmilla vaihteilla akselin sopivuudesta reikään. Jos se sopi, aion tehdä tämän uudelleen seuraavalla vaihteella. Tätä jatkettiin, kunnes kaikki reiät leikattiin ja hammaspyörät sopivat.

Kolme akselia kulkee kehyksen läpi ja kolmella akselilla on sokea reiät. Minulla on nyt porattu rungon toinen puoli, mutta tarvitsen sopivan kehyksen. Saadaksesi peilikuvan rei'istä, leikkasin puolen tuuman pituisen 1/2 tuuman tapin jokaiseen reikään. Ajoin brad -naulan jokaisen tapin keskelle ja leikkasin kynnen päät pois Laitoin pariutuslevyn kynsien päälle ja puristin lujasti. Tämä jätti syvennyksen, jossa reikien jokainen keskipiste tulisi porata. Reikien poraamisen jälkeen oli aika koota kello.

Vaihe 8: Kellon kokoaminen ja viimeistely

Työnnän hammaspyörät akseleille ja asetan ne aukkoihinsa. Aseta kasvot akselien päälle ja kiinnitä se 1/4 "tapilla. Escape Gear ja vivut menevät heilurin taakse. Tein 2 neliön muotoista tankoa selän ripustamiseksi seinälle. Nämä nostetaan pois kellon taakse 1/4 "tapilla ja anna heilurin kiinnityspaikka.

Tässä muutama kuva kootusta kellosta. Minun on hiottava hiukan siellä täällä ja lisättävä viimeistely sekä numerot, mutta se on pääosin valmis. Koska tämä oli ensimmäinen kelloni, en tullut liian monimutkaiseksi ja jätin tunnin ja minuutin osoittimen eri akselille. Niiden yhdistämiseksi, kuten useimmissa kelloissa, olisi enemmän vaihteita ja akseleita, jotka liukuvat toisen ja toisen yli. Muutamia asioita aion parantaa. Ensimmäinen on ulkonäkö. Tiedän, että se ei ole houkuttelevin kello, mutta keskityin enemmän toimintaan. Etulevyn korvaaminen pleksilasilla on yksi idea. Vaihteet näyttävät hyviltä, ja haluaisin esitellä niitä enemmän. Toinen asia, jota haluaisin parantaa, on rullasaha -taitoni. Leikkasin PALJON vaihteita, jotka pääsivät sytytyslaatikkoon.

Vaihe 9: Viimeiset ajatukset ja viitteet

Pidän aina sellaisten projektien aloittamisesta, jotka vaativat minua tekemään tutkimusta ja oppimaan uutta tai parantamaan taitojani ja kykyjäni. Osuin näillä projekteilla useille aloille. Kun näin ensimmäisen puisen kelloni vuosia sitten. En ole koskaan tajunnut, että kun aloitin sellaisen luomisen, opin niin paljon niiden toiminnasta. Katson nyt kelloja uudesta näkökulmasta. Aloin nyt etsiä pakopaikkaa ja seurata vaihteita. Kuten sanoin, opin paljon ja halusin jakaa sivustoja, joista sain ideoita. Garyn puukellot - erittäin hyödyllinen sivusto, jossa on useita hienoja malleja, joita eri ihmiset ovat lähettäneet. Kuinka asiat toimivat - kunnollinen yleiskatsaus heilurikellon osistaNick Carter - yksityiskohtaiset ohjeet hammaspyörien piirtämisestä CAD -ohjelmassa. Hieno asia on, että se ei ole ominaista yhdellekään ohjelmalle. Se on riittävän yleinen, jotta kaikki CAD -ohjelmat toimivat ja lopuksi vaihteiden kanssa työskentely ei olisi täydellistä ilman kätevää dandy Machinery's Handbook 24. painosta. Tämä on lähde kaavoilleni ja laskelmilleni.