Đồng hồ bánh răng bằng gỗ: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Tôi đã thêm video về đồng hồ. Tôi sẽ làm việc để khắc các cửa sổ đối diện với đồng hồ. Tôi sẽ tải lên hình ảnh và / hoặc video về điều đó khi tôi hoàn thành. Tôi đã làm nghề chế biến gỗ được vài năm rồi. Tôi thích ý tưởng có thể tạo ra những thứ mà tôi có thể sử dụng. Một vài năm trước, tôi đã bắt gặp một chiếc đồng hồ được làm bằng gỗ. Mặt, cánh tay, khung và bánh răng đều bằng gỗ. Nó thực sự gây ấn tượng với tôi, và tôi luôn ghi nhớ nó cho một dự án trong tương lai. Tôi đã quyết định sử dụng đồng hồ bằng gỗ trong Có thể hướng dẫn này và hy vọng chia sẻ những gì tôi đã học được để giúp đỡ những người có cùng sở thích. Tôi đã không sử dụng bất kỳ máy gia công gỗ đắt tiền nào, hoặc các gói phần mềm đắt tiền khi thiết kế cái này. Phần mềm được sử dụng là mã nguồn mở hoặc miễn phí và máy móc được sử dụng là một số trong những loại máy thông dụng mà hầu hết những người thợ làm đồ gỗ đều có.

Bước 1: Những gì bạn sẽ cần

Đây là danh sách những thứ bạn sẽ cần Để thiết kế: OpenOffice Calc - Để tính toán tỷ lệ bánh răng Free2Design - Để thiết kế bánh răngGimp- Sửa đổi và chỉnh sửa hình ảnhBlender - Đối với bánh răng mô hình thô để đảm bảo không có bất kỳ sự cản trở nào giữa bánh răng và trục. * Lưu ý - Bạn có thể sử dụng Máy xay sinh tố để thực hiện tất cả các thiết kế, nhưng kỹ năng Máy xay sinh tố của tôi không đạt được tốc độ. Dễ dàng hơn để vẽ chúng theo kích thước chính xác trong một gói 2D và nhập chúng vào máy xay sinh tố.

Bước 2: Nó hoạt động như thế nào?

Đồng hồ tôi đã thiết kế là một chiếc đồng hồ quả lắc cơ bản. Chúng đã tồn tại từ giữa những năm 1600. Nó sử dụng một quả nặng làm nguồn năng lượng và một con lắc để điều chỉnh tốc độ thoát ra của năng lượng này.

Trọng lượng được quấn quanh một trong các trục. Khi nó kéo xuống, nó sẽ quay các bánh răng khiến kim phút và kim giờ quay theo. Nếu đây chỉ là quả nặng và bánh răng thì khi thả quả nặng, bánh răng sẽ quay trong vài giây và quả nặng sẽ chạm sàn. Điều này không thực tế lắm trừ khi bạn muốn giả vờ như mình đang ở trong một cỗ máy thời gian. Vị trí của trọng lượng và dây là một chút quan trọng. Bạn muốn nó đi xa hơn xuống tàu bánh răng để bạn không phải lên dây cót đồng hồ sau mỗi 4 giờ. Một hoặc hai lần một ngày không phải là xấu. Càng xuống xa trên tàu bánh răng, nó sẽ càng chậm lại. Nếu nó được đặt trên kim giờ, bạn có thể dễ dàng lên dây cót mỗi ngày một lần. Chúng ta cần một số cách để cho phép năng lượng này thoát ra từ từ. Đây là nơi "Vách đá" đi vào. Từ thoát từ, nó cho phép năng lượng của trọng lượng thoát ra một cách chậm rãi, không sử dụng hết năng lượng cùng một lúc. Cơ chế thoát này cũng tạo ra "Tick Tock" mà bạn nghe thấy từ đồng hồ. Cơ cấu thoát được cấu tạo từ bánh thoát hiểm, cần thoát hiểm và con lắc. Con lắc lắc qua lại di chuyển cần thoát ra vào và ra khỏi bánh răng thoát, làm cho bánh răng ngừng quay. Điều này cho phép năng lượng của quả nặng được lan truyền trong một khoảng thời gian để bạn không phải lên dây cót đồng hồ sau mỗi 2 phút.

Bước 3: Con lắc

Pendulums là một cơ chế thú vị. Chúng là một quả nặng ở cuối một sợi dây hoặc cột, với một trục ở đầu đối diện của quả nặng. Chu kỳ của con lắc là thời gian vật đi từ mặt này sang mặt kia và ngược lại. Điều đáng chú ý về con lắc là thời gian hay chu kỳ này không phụ thuộc vào khối lượng hay độ dài của cung mà nó phụ thuộc vào chiều dài của con lắc. Vì vậy, nếu bạn có một con lắc dài 2 foot có khối lượng 5 pound, được kéo sang bên phải một góc 90 độ, thì sẽ mất một khoảng thời gian để dao động qua lại như một con lắc dài 2 foot có khối lượng 2 pound được kéo đến bên phải ở 30 độ. Quả nặng ở cuối con lắc có tác dụng làm con lắc dao động bao nhiêu lần. Vì vậy, con lắc có quả nặng 5 pound sẽ dao động trong một khoảng thời gian dài hơn quả nặng 2 pound. Điều này rất hữu ích vì chúng ta muốn giữ cho con lắc dao động. Tuy nhiên, bạn có thể có quá nhiều cân. Như chúng ta sẽ thấy tiếp theo, bộ thoát giúp tạo lực đẩy cho con lắc. Nếu bạn có một quả nặng quá nặng, bạn sẽ không có đủ năng lượng để giữ cho nó lắc lư.

Đối với đồng hồ của chúng tôi, chúng tôi muốn có khoảng thời gian là 2 giây. Theo cách đó, con lắc sẽ mất 1 giây để dao động về một phía. Với mỗi lần xoay, bộ thoát sẽ cho phép bộ thoát quay từng răng một. Nếu khoảng thời gian là 2 giây, điều này về cơ bản sẽ làm cho bánh răng thoát hiểm trở thành kim giây của chúng ta vì nó quay một răng mỗi giây. Trong thời gian 2 giây, chúng ta cần nó có chiều dài 1 mét. Vì cần thoát của chúng ta sẽ có 2 răng, một để dừng bánh thoát ở mỗi đầu của con lắc, con lắc của chúng ta sẽ cần có 30 răng. Nó sẽ thực hiện một vòng quay sau mỗi 60 giây. Nhiều đồng hồ quả lắc có bộ thoát trên trục kim giây. Đó là những gì chúng tôi sẽ làm. Khi con lắc lắc qua lại, nó sẽ xoay cần thoát vào và ra khỏi bánh thoát. Điều này làm cho các bánh răng đồng hồ dừng lại và bắt đầu quay mỗi giây. Cần gạt được thiết kế để khi nó di chuyển ra khỏi cần thoát, bánh sẽ đẩy nó một chút. Lực đẩy này đủ để giữ cho con lắc dao động.

Bước 4: Tàu bánh răng

Vì bánh răng thoát quay mỗi 60 giây một lần, chúng ta có thể làm cho một trục khác quay mỗi 3, 600 giây một lần. Đây sẽ là kim phút của chúng tôi. Sau đó, chúng ta có thể làm cho một trục khác quay một lần sau mỗi 43, 200 giây (12 giờ). Đây sẽ là kim giờ của chúng ta. Khi chúng tôi tính toán điều này, chúng tôi sẽ có một đồng hồ hoạt động trên giấy.

Bảng tính hiển thị các tính toán của tỷ số truyền cần thiết. Tôi bắt đầu với kim phút 3 trục, nhưng chuyển sang trục 4 để giữ cho kích thước của bánh răng giảm xuống. Để tạo kim phút, bạn cần có tỷ số truyền 60 giữa trục Escapement và trục kim phút. Đối với kim giờ, bạn sẽ cần tỷ số truyền 12 từ kim Phút đến kim giờ. Bảng tính cho thấy công thức và các phép tính để lấy số răng cho mỗi bánh răng. Bằng cách sử dụng bảng tính, tôi đã có thể cắm số lượng răng khác nhau cho mỗi bánh răng và bánh răng để cố gắng đạt được Tỷ lệ bánh răng cần thiết.

Bước 5: Thiết kế bánh răng

Khi thiết kế bánh răng, có nhiều thông số có thể ảnh hưởng đến kích thước. Tôi đã lấy một số giá trị tiêu chuẩn cho các biến khi thực hiện tính toán. Tôi đã sử dụng góc áp suất là 20 độ và Pitch đường kính là 8. Chúng kết hợp với số răng của mỗi bánh răng, tôi có thể tính toán Đường kính Pitch, Đường kính chân răng, Đường kính ngoài và Đường kính vòng tròn cơ sở.

Bây giờ tôi đã có Đường kính của bánh răng, tôi có thể bắt đầu vẽ chúng. Tôi đã tìm thấy hướng dẫn về cách vẽ bánh răng bằng CAD và làm theo họ để vẽ những bánh răng này. Nó được viết bởi Nick Carter. Một liên kết đến trang của anh ấy nằm ở bước cuối cùng trong Phần Tham khảo. Tệp free2Design có Gears và Pinions với một lớp hiển thị các đường được vẽ để tạo răng. Trong khi nghiên cứu về đồng hồ, tôi tình cờ gặp được Đồng hồ của Gary. Anh ấy đề cập rằng có một sự khác biệt lớn về những gì bạn có thể vẽ bằng CAD và những gì bạn thực sự có thể cắt bằng cưa cuộn. Tôi học được điều này một cách khó khăn. Cắt khe giữa các răng là một chút tẻ nhạt. Để cố gắng đẩy nhanh tiến độ, tôi quyết định thêm các vòng tròn giữa mỗi răng để khoan bằng máy khoan. Điều đó đã tiết kiệm thời gian cố gắng làm tròn chỗ trũng giữa các răng, nhưng tôi nghĩ nó gây ra một số vấn đề với các răng lưới với nhau. Cùng với các bánh răng là Escapement và Cơ chế Ratchet. Như đã nói trước đó, Escapement là một cơ chế cho phép năng lượng thoát ra từ từ. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một bánh răng, đòn bẩy và con lắc. Những gì vẫn chưa được nói đến là Ratchet. Chúng tôi đã nói rằng một quả nặng được quấn quanh một trục bằng dây và nó từ từ nhả ra để điều khiển đồng hồ. Chúng tôi cần một cách để thiết lập lại điều này, hoặc lên dây cót cho đồng hồ. Ratchet sẽ cho phép chúng tôi làm điều đó. Nó ăn khớp lỏng lẻo trên trục của một trong các bánh răng và đẩy vào bánh răng bằng chốt và đòn bẩy. Khi cần lên dây cót đồng hồ, Bánh răng có thể quay ngược chiều kim đồng hồ mà không cần chuyển bánh. Sau đó, khi trọng lượng kéo nó theo chiều kim đồng hồ một lần nữa, nó bắt vào chốt cố định vào bánh răng, và tiếp tục cung cấp năng lượng cho đồng hồ.

Bước 6: Cắt bánh răng

Bây giờ đã đến lúc đưa quá trình thiết kế khó vào thử nghiệm. Cắt bánh răng. Sau khi in ra các bản vẽ với kích thước đầy đủ, tôi cắt chúng ra và dán vào gỗ. Keo xịt hoạt động tốt. Tôi sử dụng 3M Super77, và nó khô khá nhanh. Ít nhất trong vòng vài phút sau khi dán, tôi đã sẵn sàng để bắt đầu cắt mà không bị bong tróc.

Tôi khoan tất cả các lỗ trước. Dễ dàng xử lý bảng kích thước đầy đủ bằng máy khoan hơn là cố gắng kẹp một trống bánh răng có đường kính chỉ 1,5 inch mà không cần tách nó ra. Ngoài ra, nếu có vấn đề gì xảy ra, bạn đã không lãng phí ngần ấy thời gian để cắt nó ra chỉ để chia bảng. Sau khi khoan các lỗ, tôi cắt bánh răng ra xung quanh đường kính ngoài, sau đó tôi bắt đầu cắt răng.

Bước 7: Vị trí bánh răng

Tôi đã vẽ các bánh răng thô trong Máy xay sinh tố với Đường kính ngoài và Đường kính sân để tìm ra vị trí trong khung. Điều này cho tôi biết liệu tôi có bị nhiễu giữa một bánh răng và một trục hay không, và hãy cho tôi biết sơ bộ về vị trí đặt các trục của tôi. Sau khi tạo một 'mẫu' về vị trí cần khoan lỗ, tôi khoan cái đầu tiên bắt đầu với Trục thoát. Khi nó đã được khoan, tôi trượt bánh răng trên một trục, đặt nó vào lỗ, đặt bánh răng giao phối lên một trục và giữ nó ở vị trí gần đúng. Sau đó, tôi sửa đổi vị trí của bánh răng tiếp theo, đánh dấu và khoan lỗ. Sau đó, tôi sẽ kiểm tra lại sự ăn khớp với cả hai bánh răng trên một trục khớp trong lỗ. Nếu nó phù hợp, tôi đã làm điều này một lần nữa với thiết bị tiếp theo. Điều này tiếp tục cho đến khi tất cả các lỗ được cắt và các bánh răng ăn khớp.

Ba trục sẽ đi xuyên suốt khung, và ba trục sẽ có lỗ mù. Bây giờ tôi đã khoan một bên của khung, nhưng tôi cần một khung phù hợp. Để có được hình ảnh phản chiếu của các lỗ, tôi cắt một chốt dài 1/2 inch chiều dài 1/2 để đặt vào mỗi lỗ. Tôi đóng một chiếc đinh brad vào chính giữa mỗi phần chốt và cắt bỏ phần cuối của đinh. bằng một cặp tỉa. Tôi đặt bảng giao phối lên trên các đinh và ấn chặt. Điều này để lại một vết lõm ở đó mỗi tâm của các lỗ sẽ được khoan. Sau khi các lỗ được khoan xong, đã đến lúc lắp ráp đồng hồ.

Bước 8: Lắp ráp và hoàn thiện đồng hồ

Tôi trượt các bánh răng trên các trục và đặt chúng vào các khe của chúng. Đặt mặt trên các trục và cố định nó bằng chốt 1/4 ". Escape Gear và Levers ở phía sau bằng Con lắc. Tôi đã tạo 2 thanh vuông ở phía sau để treo nó lên tường. Chúng được nâng lên khỏi mặt sau của đồng hồ sử dụng chốt 1/4 "và để một chỗ để gắn quả lắc.

Vâng, đây là một số hình ảnh của đồng hồ lắp ráp. Tôi cần phải chà nhám một chút ở đây và ở đó, và thêm một lớp hoàn thiện cũng như các con số, nhưng nó đã hoàn thành hầu hết các phần. Vì đây là đồng hồ đầu tiên của tôi, tôi không quá phức tạp và để kim giờ và kim phút trên trục riêng biệt. Để kết hợp chúng, như trên hầu hết các đồng hồ, sẽ có nhiều bánh răng hơn và các trục trượt qua một bên. Có một số điều mà tôi dự định cải thiện. Đầu tiên là phần nhìn. Tôi biết nó không phải là chiếc đồng hồ hấp dẫn nhất, nhưng tôi đã tập trung hơn vào chức năng. Thay thế bảng mặt trước bằng Plexiglas là một ý tưởng. Các bánh răng trông tuyệt vời và tôi muốn giới thiệu chúng nhiều hơn nữa. Điều khác tôi muốn cải thiện là kỹ năng cưa cuộn của tôi. Tôi đã cắt RẤT NHIỀU bánh răng để tạo thành hộp ghép hình.

Bước 9: Kết luận và Tham khảo

Tôi luôn thích bắt đầu các dự án đòi hỏi tôi phải nghiên cứu, học hỏi những điều mới hoặc nâng cao kỹ năng và khả năng của mình. Tôi đã đánh một số lĩnh vực với dự án này. Khi tôi nhìn thấy chiếc đồng hồ bằng gỗ đầu tiên của mình cách đây nhiều năm. Tôi chưa bao giờ nhận ra rằng khi tôi bắt đầu tạo một cái, tôi sẽ học rất nhiều về cách chúng hoạt động. Bây giờ tôi nhìn đồng hồ và đồng hồ từ một góc độ mới. Bây giờ tôi bắt đầu tìm kiếm bộ thoát và theo dõi các bánh răng. Như tôi đã nói tôi đã học được rất nhiều và tôi muốn chia sẻ các trang web nơi tôi có một số ý tưởng. Tôi nghĩ rằng họ đã giúp tôi và họ có thể giúp những người khác. Cách hoạt động của Stuff - tổng quan về các bộ phận của Đồng hồ quả lắcNick Carter - hướng dẫn chi tiết về cách vẽ bánh răng trong chương trình CAD. Điều tốt đẹp là nó không dành riêng cho bất kỳ chương trình nào. Nó đủ chung chung để bất kỳ chương trình CAD nào cũng sẽ hoạt động Và cuối cùng, việc làm việc với các bánh răng sẽ không hoàn thiện nếu không sử dụng Ấn bản thứ 24 của Sổ tay Máy móc tiện dụng. Đây là nguồn cho các công thức và tính toán của tôi.