Hodiny s dreveným prevodom: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Pridal som video s hodinami. Budem pracovať na vyrezávaní okien pred hodinami. Keď budem hotový, nahrám obrázky a/alebo video. Už niekoľko rokov sa zaoberám spracovaním dreva. Milujem myšlienku, že môžem vyrábať veci, ktoré môžem používať. Pred niekoľkými rokmi som narazil na hodiny, ktoré boli vyrobené z dreva. Tvár, ruky, rám a ozubené kolesá boli všetky drevené. Skutočne to na mňa zapôsobilo a myslel som si to pre budúci projekt. Rozhodol som sa prevziať drevené hodiny v tomto návode a dúfajme, že sa podelím o to, čo som sa naučil, aby som pomohol iným s podobnými záujmami. Jedným z mojich cieľov bolo použiť bežné nástroje, ktoré sú pre väčšinu ľudí širšie dostupné. Pri navrhovaní som nepoužil žiadne drahé, ťažko dostupné drevoobrábacie stroje ani nákladné softvérové balíky. Použitý softvér je buď open source, alebo bezplatný, a použité stroje sú niektoré z bežných, ktoré by mala väčšina pracovníkov s drevom.

Krok 1: Čo budete potrebovať

Tu je zoznam vecí, ktoré budete potrebovať Na projektovanie: OpenOffice Calc - Na výpočet prevodových pomerovfree2Design - Na navrhovanie ozubených kolies Gimp - Úprava a úprava obrázkov Blender - Na hrubé modelovacie prevody, aby ste sa uistili, že nedochádza k rušeniu medzi ozubenými kolesami a nápravami.*Poznámka - Pravdepodobne môžete použiť program Blender na všetky návrhy, ale moje schopnosti v programe Blender nie sú na úrovni. Bolo jednoduchšie nakresliť ich rozmerovo presné v 2D balíku a importovať ich do mixéra. Na spracovanie dreva: rolovacia píla Pokosová píla (bude fungovať aj stolová alebo pásová píla) Ručné pílové svorkySprejové lepidlo (3M Super77)

Krok 2: Ako to funguje?

Hodiny, ktoré som navrhol, sú základné kyvadlové hodiny. Tieto existujú od polovice 16. storočia. Ako zdroj energie používa hmotnosť a kyvadlo na reguláciu rýchlosti úniku tejto energie.

Závažie je navinuté okolo jednej z náprav. Pri sťahovaní nadol otáča ozubené kolesá, čo spôsobí otáčanie ručičiek minút a hodín. Ak by to bola len hmotnosť a ozubené kolesá, pri uvoľnení závažia by sa ozubené kolesá niekoľko sekúnd točili a závažie by dopadlo na podlahu. To nie je príliš praktické, pokiaľ nechcete predstierať, že ste v stroji času. Umiestnenie váhy a šnúry je trochu kritické. Chcete to ďalej v prevodovom ústrojenstve, aby ste nenavíjali hodiny každé 4 hodiny. Raz alebo dvakrát denne nie je zlé. Čím nižšie na súkolesí, tým pomalšie sa bude odvíjať. Ak je položený na hodinovej ručičke, ľahko si vystačíte s navíjaním raz denne. Potrebujeme nejaký spôsob, ako tejto energii pomaly uniknúť. Tu prichádza na rad „Útek“. Od slova útek umožňuje pomalému úniku energie závažia, aby sa nespotrebovala energia naraz. Tento únikový mechanizmus tiež vytvára „Tick Tock“, ktorý počujete z hodín. Únik je zostavený z únikového prevodu, únikovej páky a kyvadla. Kyvadlo sa otáča tam a späť, pričom pohybuje únikovou pákou dovnútra a von z únikového prevodu, čo spôsobí, že sa prevodový stupeň prestane točiť. To umožňuje rozložiť energiu hmotnosti na určité časové obdobie, aby ste nenavíjali hodiny každé 2 minúty.

Krok 3: Kyvadlo

Kyvadlá sú zaujímavým mechanizmom. Sú to závažia na konci šnúrky alebo tyče, s čapom na opačnom konci závažia. Obdobie kyvadla je čas, ktorý je potrebný na prechod z jednej strany na druhú a späť. Na kyvadlách je úhľadné to, že tento čas alebo bodka nezávisí od hmotnosti alebo dĺžky oblúka, ale od dĺžky kyvadla. Ak by ste teda mali 2 stôp dlhé kyvadlo s hmotnosťou 5 libier vytiahnuté doprava o 90 stupňov, trvalo by rovnako dlho, kým by sa švihlo naprieč a dozadu ako 2 -stopové kyvadlo s vytiahnutými 2 kilami vpravo pri 30 stupňoch. Hmotnosť na konci kyvadla má vplyv na to, koľkokrát sa kyvadlo pohne. Kyvadlo s hmotnosťou 5 libier sa teda bude kyvať dlhší čas ako hmotnosť s hmotnosťou 2 libry. Je to nápomocné, pretože chceme, aby sa kyvadlo hojdalo. Môžete však mať príliš veľkú váhu. Ako uvidíme ďalej, únik pomáha tlačiť na kyvadlo. Ak máte príliš ťažkú váhu, nebudete mať dostatok energie na to, aby ste sa udržali v hojdačke.

Pre naše hodiny chceme mať periódu 2 sekundy. Kyvadlu tak bude trvať 1 sekundu, kým sa otočí na jednu stranu. Pri každom švihu umožní únik únikovému mechanizmu otočiť jeden zub naraz. Ak sú periódy 2 sekundy, v zásade sa z únikového prevodu stane naša druhá ruka, pretože každú sekundu otáča o jeden zub. Na dobu 2 sekúnd potrebujeme, aby mal dĺžku 1 meter. Pretože naša úniková páka bude mať 2 zuby, jeden na zastavenie únikového prevodu na každom konci kyvadla, bude musieť mať naše kyvadlo 30 zubov. Vykoná jedno otočenie každých 60 sekúnd. Mnoho kyvadlových hodín má únikový prevod na ose druhej ruky. Práve to sa chystáme urobiť. Keď sa kyvadlo otáča tam a späť, otáča únikovou pákou dovnútra a von z únikového prevodu. To spôsobí, že sa hodinové prevody zastavia a začnú sa otáčať každú sekundu. Páka je navrhnutá tak, že keď sa pohybuje von z únikového prevodu, prevodový stupeň ho trochu zatlačí. Toto stlačenie stačí na to, aby sa kyvadlo hojdalo.

Krok 4: Ozubené koleso

Pretože sa únikový prevod otáča raz za 60 sekúnd, môžeme ďalšiu nápravu nechať otáčať raz za 3 600 sekúnd. Toto bude naša minútová ručička. Potom môžeme nechať otáčať ďalšiu nápravu každých 43 200 sekúnd (12 hodín). Toto bude naša hodinová ručička. Keď to vypočítame, budeme mať funkčné hodiny na papieri.

Tabuľka zobrazuje výpočty potrebných prevodových pomerov. Začínal som s trojnápravovou minútovou ručičkou, ale prešiel som na štvornápravovú, aby som znížil veľkosť prevodových stupňov. Na výrobu minútovej ruky potrebujete prevodový pomer 60 medzi nápravou Escapement a nápravou Minute Hand. Na hodinovú ručičku budete potrebovať prevodový pomer 12 z minútovej ručičky do hodinovej ručičky. Tabuľka ukazuje vzorec a výpočty na získanie počtu zubov pre každý prevodový stupeň. Použitím tabuľky som dokázal zapojiť iný počet zubov pre každé ozubené koleso a pastorok, aby som sa pokúsil získať potrebný prevodový pomer.

Krok 5: Navrhovanie prevodových stupňov

Pri navrhovaní prevodových stupňov existuje mnoho parametrov, ktoré môžu ovplyvniť veľkosť. Pri výpočtoch som vzal niektoré zo štandardných hodnôt pre premenné. Použil som uhol tlaku 20 stupňov a priemer 8 mm. V kombinácii s počtom zubov každého prevodu som dokázal vypočítať priemer rozteče, priemer koreňa, vonkajší priemer a priemer základného kruhu.

Teraz, keď mám priemery ozubených kolies, môžem ich začať kresliť. Našiel som pokyny na kreslenie ozubených kolies pomocou CAD a podľa nich som tieto prevody nakreslil. Napísal to Nick Carter. Odkaz na jeho stránku je v poslednom kroku v sekcii Referencie. Súbor free2Design má ozubené kolesá a pastorky s vrstvou, ktorá zobrazuje čiary nakreslené na vytvorenie zubov. Pri skúmaní hodín som narazil na Garyho hodiny. Spomenul, že je veľký rozdiel v tom, čo môžete kresliť pomocou CAD a čo vlastne môžete rezať pomocou špirálovej píly. Naučil som sa to tvrdo. Prerezávanie pažeráka medzi zubami je trochu únavné. Aby som to skúsil urýchliť, rozhodol som sa pridať kruhy medzi každé zuby, ktoré sa majú vyvŕtať vŕtačkou. Ušetrilo to čas pokusom zaokrúhliť údolie medzi zubami, ale myslím si, že to spôsobilo problémy so vzájomným záberom zubov. Spolu s prevodmi sú Únikový mechanizmus a rohatkový mechanizmus. Ako už bolo uvedené, únik je mechanizmus, ktorý umožňuje pomalý únik energie. To sa vykonáva pomocou ozubeného kolesa, páky a kyvadla. O čom sa ešte nehovorilo, je Ratchet. Povedali sme, že závažie je omotané okolo nápravy šnúrkou a pomaly sa uvoľňuje, aby poháňalo hodiny. Potrebujeme spôsob, ako to znova nastaviť alebo nastaviť hodiny. Ratchet nám to umožní. Voľne zapadá na nápravu jedného z prevodových stupňov a tlačí na prevodový stupeň čapom a pákou. Keď je potrebné hodiny navinúť, rohatku je možné otáčať proti smeru hodinových ručičiek bez toho, aby ste pohli prevodovým stupňom. Potom, keď ho závažie opäť potiahne v smere hodinových ručičiek, zachytí sa o kolík pripevnený k prevodu a pokračuje v napájaní hodín.

Krok 6: Rezanie ozubených kolies

Teraz je načase otestovať náročný proces navrhovania. Rezanie ozubených kolies. Po vytlačení výkresov v plnej veľkosti som ich vystrihol a prilepil k drevu. Lepidlo v spreji funguje skvele. Používam 3M Super77 a schne pomerne rýchlo. Minimálne do niekoľkých minút po nalepení som pripravený začať rezať bez toho, aby sa odlepil.

Najprv vyvŕtam všetky otvory. Je jednoduchšie manipulovať s doskou plnej veľkosti pomocou vŕtacieho lisu, než sa pokúšať upnúť polotovar ozubeného kolesa s priemerom iba 1,5 palca bez toho, aby ste ho rozdelili. Tiež, ak sa niečo pokazí, nepremrhali ste celý čas jeho vyrezávaním, len aby sa doska rozdelila. Po vyvŕtaní otvorov som vyrezal ozubené kolesá okolo vonkajšieho priemeru, potom začnem prerezávať zuby.

Krok 7: Umiestnenie prevodového stupňa

Nakreslil som hrubé prevody do mixéra s vonkajším priemerom a priemerom rozstupu, aby som zistil umiestnenie v ráme. To mi povedalo, či budem mať interferenciu medzi prevodovým stupňom a nápravou, a dalo mi približnú predstavu, kde budú moje nápravy umiestnené. Po vytvorení „šablóny“, kde vyvŕtať otvory, som vŕtal prvú, začínajúc únikovou nápravou. Akonáhle to bolo vyvŕtané, posunul som ozubené koleso na nápravu, umiestnil som ho do otvoru, nasadil som protiľahlé ozubené koleso na nápravu a držal som ho na približnom mieste. Potom som upravil umiestnenie nasledujúceho prevodu, označil ho a vyvŕtal dieru. Potom by som znova skontroloval uloženie oboch prevodových stupňov na osi zapadajúcej do otvoru. Ak to vyhovovalo, urobil som to znova s ďalším prevodovým stupňom. Takto to pokračovalo, až kým neboli vyrezané všetky otvory a prevody zapadli.

Tri nápravy prejdú celou rámom a tri nápravy budú mať slepé otvory. Teraz mám jednu stranu rámu vyvŕtanú, ale potrebujem zodpovedajúci rám. Aby som získal zrkadlový obraz dier, odrezal som pol palca dĺžky 1/2 hmoždinky, aby som ju umiestnil do každej diery. Do stredu každého kusu hmoždinky som vrazil klincový klin a odrezal koniec nechtu párom ostreľovačov. Dosku na párovanie som položil na nechty a pevne pritlačil. Toto zanechalo priehlbinu, kde by mal byť vyvŕtaný každý zo stredov otvorov. Po vyvŕtaní otvorov nastal čas zostaviť hodiny.

Krok 8: Zostavenie a dokončenie hodín

Posúvam prevody na nápravy a zaraďujem ich do ich drážok. Umiestnite tvár na nápravy a zaistite ju hmoždinkami 1/4 ". Únikové zariadenie a páčky idú vzadu s kyvadlom. Vzadu som vytvoril 2 štvorcové tyče, ktorými ho zavesíte na stenu. Tieto sú zdvihnuté od zadná časť hodín pomocou hmoždiniek 1/4 "a umožňuje miesto na pripevnenie kyvadla.

Tu je niekoľko obrázkov zostavených hodín. Sem -tam potrebujem trochu prebrúsiť a pridať povrchovú úpravu, ako aj čísla, ale z veľkej časti je to dokončené. Keďže to boli moje prvé hodiny, príliš som sa neskomplikoval a nechal som hodinovú a minútovú ručičku na oddelenej osi. Na ich kombináciu, ako na väčšine hodín, by bolo viac ozubených kolies a náprav, ktoré prekĺznu cez jednu a druhú. Existuje niekoľko vecí, ktoré plánujem zlepšiť. Prvým je vzhľad. Viem, že to nie sú najlákavejšie hodiny, ale viac som sa zameral na funkciu. Výmena prednej dosky za plexisklo je jeden nápad. Ozubené kolesá vyzerajú skvele a chcel by som ich predviesť viac. Ďalšou vecou, ktorú by som chcel zlepšiť, sú moje schopnosti rolovacej píly. Vyrezal som VEĽA ozubených kolies, ktoré sa dostali do škatule na zapaľovanie.

Krok 9: Záverečné myšlienky a referencie

Vždy rád začínam projekty, ktoré odo mňa vyžadujú, aby som robil výskum a učil sa nové alebo zlepšoval svoje schopnosti a schopnosti. Vďaka týmto projektom som zasiahol niekoľko oblastí. Keď som pred rokmi uvidel svoje prvé drevené hodiny. Nikdy som si neuvedomil, že keď som začal vytvárať jeden, dozvedel som sa toľko o tom, ako fungujú. Teraz sa pozerám na hodiny a hodinky z novej perspektívy. Teraz začnem hľadať únik a sledujem prevody. Ako som povedal, veľa som sa naučil a chcel som sa podeliť o stránky, na ktorých som získal nejaké nápady. Myslím, že mi pomohli a možno by mohli pomôcť aj iným. Garyho drevené hodiny - veľmi nápomocná stránka s niekoľkými skvelými návrhmi, ktoré predložili rôzni ľudia. Ako veci fungujú - slušný prehľad častí kyvadlových hodínNick Carter - podrobný návod, ako kresliť prevody v programe CAD. Je pekné, že nie je špecifický pre žiadny program. Je dosť všeobecné, že bude fungovať akýkoľvek CAD program. A nakoniec, práca s prevodmi by nebola úplná bez použitia šikovného 24. ročníka Handy's Handbook's Handbook. Toto je zdroj pre moje vzorce a výpočty.