Дървен часовник: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Добавих видео на часовника. Ще работя върху изрязването на прозорци в лицето на часовника. Ще кача снимки и/или видеоклип от това, когато свърша. Занимавам се с дървообработване от няколко години. Харесва ми идеята да мога да правя неща, които мога да използвам. Преди няколко години попаднах на часовник, изработен от дърво. Лицето, ръцете, рамката и зъбните колела бяха изцяло дървени. Това наистина ме впечатли и го имах предвид за бъдещ проект. Реших да използвам дървения часовник в този Instructable и се надявам да споделя това, което съм научил, за да помогна на други със сходни интереси. Една от целите ми с това беше да използвам общи инструменти, които са по -широко достъпни за повечето хора. Не използвах скъпи трудни за намиране машини за дървообработване или скъпи софтуерни пакети при проектирането на това. Използваният софтуер е или с отворен код, или безплатен, а използваните машини са някои от често срещаните, които повечето дърводелци биха имали.

Стъпка 1: Какво ще ви трябва

Ето списък на нещата, от които ще се нуждаете За проектиране: OpenOffice Calc - За изчисляване на съотношенията на предавките Free2Design - За проектиране на предавките Gimp - Промяна и редактиране на изображенияBlender - За грубо моделиране на зъбни колела, за да се уверите, че няма смущения между предавките и осите.*Бележка - Вероятно можете да използвате Blender за проектиране, но моите умения за Blender не са на ниво. Беше по -лесно да ги нарисувате с точни размери в 2D пакет и да ги импортирате в блендер. За дървообработване: Превъртете SawDrill PressMiter Saw (маса или трион също ще работи) Ръчно трионClampsSpray Adhesive (3M Super77)

Стъпка 2: Как работи?

Часовникът, който съм проектирал, е основен часовник с махало. Те съществуват от средата на 1600 -те години. Той използва тежест като източник на енергия и махало, за да регулира колко бързо тази енергия изтича.

Тежестта се навива около една от осите. Когато се дърпа надолу, той завърта зъбните колела, което води до завъртане на минутните и часовите стрелки. Ако това беше само теглото и зъбните колела, когато теглото беше освободено, зъбните колела ще се въртят за няколко секунди и тежестта ще удари пода. Това не е много практично, освен ако не искате да се преструвате, че сте в машина на времето. Поставянето на тежестта и кабела е малко критично. Искате го по -надолу по предавката, така че да не навивате часовника на всеки 4 часа. Веднъж или два пъти на ден не е лошо. Колкото по -надолу по зъбното колело, толкова по -бавно ще се развие. Ако е поставен на стрелката на часа, лесно можете да се справите с навиване веднъж на ден. Нуждаем се от някакъв начин да позволим на тази енергия да излезе бавно. Тук идва "Escapment". От думата бягство позволява енергията на тежестта да избяга бавно, за да не се изразходва енергията наведнъж. Този механизъм за бягство също създава "Tick Tock", който чувате от часовниците. Естакацията е изградена от аварийно оборудване, евакуационен лост и махало. Махалото се люлее напред -назад, премествайки аварийния лост навътре и извън аварийната предавка, вследствие на което зъбното колело спира да се върти. Това позволява енергията на тежестта да се разпределя за определен период от време, така че да не навивате часовника на всеки 2 минути.

Стъпка 3: Махалото

Махалата са интересен механизъм. Те представляват тежест в края на низ или стълб, със завъртане в противоположния край на тежестта. Периодът на махалото е времето, необходимо за преминаване от едната страна на другата и обратно. Хубавото при махалата е, че това време или период не зависи от количеството на теглото или дължината на дъгата, а зависи от дължината на махалото. Така че, ако сте имали махало с дължина 2 фута с тегло 5 паунда, издърпано надясно на 90 градуса, ще отнеме същото време, за да се люлеете напред и назад като махало с дължина 2 фута с 2 килограма тегло вдясно на 30 градуса. Тежестта в края на махалото влияе върху това колко пъти махалото ще се люлее. Така махалото с 5 -килограмовото тегло ще се люлее за по -дълго време, отколкото 2 -килограмовото тегло. Това е полезно, защото искаме да поддържаме махалото да се люлее. Можете обаче да имате твърде много тегло. Както ще видим по -нататък, излизането помага да се даде тласък на махалото. Ако имате твърде голямо тегло, няма да имате достатъчно енергия, за да го поддържате люлеещо се.

За нашия часовник искаме да имаме период от 2 секунди. По този начин махалото ще отнеме 1 секунда, за да се завърти на една страна. При всяко замах евакуационният механизъм ще позволява на евакуационната екипировка да завърта един зъб наведнъж. Ако периодът е 2 секунди, това по същество ще направи аварийната екипировка втора ръка, тъй като тя върти по един зъб всяка секунда. За период от 2 секунди се нуждаем от нея с дължина 1 метър. Тъй като евакуационният ни лост ще има 2 зъба, един за спиране на аварийното съоръжение във всеки край на махалото, махалото ни ще трябва да има 30 зъба. Той ще прави едно завъртане на всеки 60 секунди. Много часовници с махало имат аварийно оборудване на оста втора ръка. Това ще направим. Докато махалото се люлее напред -назад, то завърта аварийния лост навътре и навън от аварийната предавка. Това кара часовниците да спрат и да започнат да се въртят всяка секунда. Лостът е проектиран така, че при излизане от аварийната предавка предавката го притиска леко. Този натиск е достатъчен, за да поддържа махалото да се люлее.

Стъпка 4: Gear Train

Тъй като аварийната предавка се върти веднъж на всеки 60 секунди, можем да накараме друга ос да се завърти веднъж на всеки 3600 секунди. Това ще бъде нашата минутна ръка. След това можем да накараме друга ос да се завърти веднъж на всеки 43, 200 секунди (12 часа). Това ще бъде нашата стрелка за час. Когато изчислим това, ще имаме работещ часовник на хартия.

Електронната таблица показва изчисленията на необходимите предавателни отношения. Започнах с 3 -минутна стрелка, но преминах към 4 -осна, за да запазя размера на предавките надолу. За да направите минутна стрелка, имате нужда от предавателно отношение 60 между оста за бягство и оста за минутна ръка. За часовата стрелка ще ви е необходимо предавателно отношение 12 от минутната стрелка до часовата стрелка. Електронната таблица показва формулата и изчисленията за получаване на броя на зъбите за всяка предавка. С помощта на електронната таблица успях да вкарам различен брой зъби за всяка предавка и пиньон, за да се опитам да получа необходимото съотношение на предавките.

Стъпка 5: Проектиране на Gears

При проектирането на зъбни колела има много параметри, които могат да повлияят на размера. Взех някои от стандартните стойности за променливите, когато правех изчисленията. Използвах ъгъл на налягане от 20 градуса и диаметрален наклон от 8. Тези, комбинирани с броя на зъбите на всяка предавка, успях да изчисля диаметъра на стъпката, диаметъра на корена, външния диаметър и диаметъра на основния кръг.

Сега, когато имам диаметрите на зъбните колела, мога да започна да ги рисувам. Намерих инструкции за рисуване на зъбни колела с CAD и ги последвах, за да нарисувам тези зъбни колела. Написано е от Ник Картър. Връзката към неговата страница е в последната стъпка в раздела „Референции“. Файлът free2Design има зъбни колела и зъбни колела със слой, който показва линиите, начертани за създаване на зъбите. Докато изследвах часовниците, попаднах на Часовниците на Гари. Той спомена, че има голяма разлика в това, което можете да нарисувате с CAD и какво всъщност можете да изрежете с помощта на циркуляр. Научих това по трудния начин. Разрязването на хранопровода между зъбите е малко досадно. За да се опитам да ускоря нещата, реших да добавя кръгове между всеки зъб, който да се пробие с бормашината. Това спестява време, опитвайки се да закръгли долината между зъбите, но мисля, че причинява някои проблеми със зацепването на зъбите помежду си. Заедно със зъбните колела са Escapement и Rache Mechanism. Както бе посочено по -рано, бягството е механизъм, който позволява на енергията да излиза бавно. Това става с помощта на скоростна кутия, лост и махало. Това, за което все още не се говори, е тресчотката. Казахме, че една тежест е увита около оста с нишка и тя бавно се пуска да кара часовника. Нуждаем се от начин да го настроим отново или да навием часовника. Храповете ще ни позволят да направим това. Той приляга свободно върху оста на една от предавките и се притиска към предавката с щифт и лост. Когато часовникът трябва да бъде навит, тресчотката може да се завърти обратно на часовниковата стрелка, без да се премества предавката. След това, когато тежестта го дърпа отново по часовниковата стрелка, тя се хваща за щифта, фиксиран към предавката, и продължава да захранва часовника.

Стъпка 6: Нарязване на зъбните колела

Сега е време да изпробваме процеса на твърдо проектиране. Рязане на зъбните колела. След като разпечатах чертежите в пълен размер, ги изрязах и залепих за дървото. Лепилото за пръскане работи чудесно. Използвам 3M Super77 и изсъхва доста бързо. Поне в рамките на няколко минути след залепването съм готов да започна да режа, без да се отлепя.

Първо пробивам всички дупки. По -лесно е да боравите с бормашина с пълен размер, отколкото да се опитвате да затегнете заготовка с диаметър само 1,5 инча, без да я разделяте. Също така, ако нещо се обърка, не сте загубили цялото това време, за да го изрежете, само за да разделите дъската. След като пробих дупките, изрязах зъбните колела около външния диаметър, след което започнах да режа зъбите.

Стъпка 7: Поставяне на зъбно колело

Нарисувах груби зъбни колела в Blender с външния диаметър и диаметъра на стъпката, за да разбера разположението в рамката. Това ми каза дали ще имам смущения между предавка и ос и ми даде приблизителна представа къде ще бъдат поставени моите оси. След като създадох „шаблон“за това къде да пробивам дупките, пробих първия, започвайки с оста за бягство. След като това беше пробито, плъзнах зъбното колело върху ос, поставих го в отвора, поставих свързващото зъбно колело върху ос и го държах на приблизително място. След това промених разположението на следващата предавка, маркирах я и пробих дупката. След това бих проверил отново прилягането с двете предавки на една ос, поставена в отвора. Ако отговаряше, щях да направя това отново със следващата предавка. Това продължи, докато всички отвори не бяха изрязани и зъбните колела не пасват.

Три оси ще преминат през цялата рамка, а три оси ще имат слепи отвори. Сега имам пробита едната страна на рамката, но ми трябва подходяща рамка. За да получа огледален образ на дупките, изрязах половин инч дължина 1/2 дюбел, който да поставя във всяка дупка. Забих пирон в центъра на всяко парче дюбел и отрязах края на нокътя с чифт снайпери. Поставих дъската за чифтосване върху ноктите и натиснах здраво. Това остави вдлъбнатина, където всеки от центровете на отворите трябва да се пробие. След като дупките бяха пробити, беше време да се събере часовникът.

Стъпка 8: Сглобяване и завършване на часовника

Плъзгам зъбните колела по осите и ги поставям в прорезите им. Поставете лицето над осите и го закрепете с дюбели с диаметър 1/4 инча. Евакуаторът и лостовете отиват на гърба с махалото. Създадох 2 квадратни пръта отзад, за да го закача на стената. Те са повдигнати далеч от задната част на часовника, използвайки 1/4 дюбели и оставете място за закрепване на махалото.

Е, ето няколко снимки на сглобения часовник. Трябва да направя малко шлайфане тук и там и да добавя финиш, както и цифри, но това е завършено в по -голямата си част. Тъй като това беше първият ми часовник, не се усложних много и оставих часовата и минутната стрелка на отделна ос. За да ги комбинирате, както при повечето часовници, ще има повече предавки и оси, които се плъзгат върху едни и други. Има няколко неща, които смятам да подобря. Първо е видът. Знам, че това не е най -привлекателният часовник, но бях по -фокусиран върху функцията. Замяната на предната дъска с плексиглас е една идея. Скоростите изглеждат страхотно и бих искал да ги покажа повече. Другото, което бих искал да подобря, са уменията ми за превъртане. Нарязах МНОГО предавки, които стигнаха до кутията за запалване.

Стъпка 9: Заключителни мисли и справки

Винаги обичам да стартирам проекти, които изискват от мен да направя проучване и да науча ново или да подобря уменията и способностите си. Попаднах в няколко области с тези проекти. Когато видях първия си дървен часовник преди години. Никога не съм осъзнавал, че когато започна да създавам такъв, ще науча толкова много за това как работят. Сега гледам на часовниците и часовниците от нова гледна точка. Сега започвам да търся бягството и да следвам механизмите. Както казах, научих много и исках да споделя сайтовете, откъдето имам идеи. Мисля, че те са ми помогнали и може би ще могат да помогнат на другите. Дървените часовници на Гари - много полезен сайт с няколко готини дизайна, представени от различни хора. How Stuff Works - достоен преглед на частите на часовника с махало Ник Картър - подробна инструкция как да нарисувате зъбни колела в CAD програма. Хубавото е, че не е специфично за нито една програма. Той е достатъчно общ, че всяка CAD програма ще работи И накрая, работата със зъбни колела не би била пълна без използването на удобното 24 -то издание на Handbook Machinery's Handbook. Това е източникът на моите формули и изчисления.