Hodiny s dřevěným převodem: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Přidal jsem video s hodinami. Budu pracovat na vyřezávání oken v přední části hodin. Až budu hotový, nahraji obrázky a/nebo video. Práce se dřevem se věnuji již několik let. Miluji myšlenku, že mohu vyrábět věci, které mohu použít. Před několika lety jsem narazil na hodiny, které byly vyrobeny ze dřeva. Obličej, paže, rám a ozubená kola byly ze dřeva. Opravdu na mě zapůsobilo a pamatoval jsem si to pro budoucí projekt. Rozhodl jsem se použít dřevěné hodiny v tomto Instructable a doufejme, že se podělím o to, co jsem se naučil, abych pomohl ostatním s podobnými zájmy. Jedním z mých cílů bylo použít společné nástroje, které jsou pro většinu lidí dostupnější. Při navrhování jsem nepoužil žádné drahé těžko dostupné dřevoobráběcí stroje ani nákladné softwarové balíčky. Použitý software je buď open source, nebo zdarma, a použité stroje jsou některé z běžných, které by měla většina pracovníků se dřevem.

Krok 1: Co budete potřebovat

Zde je seznam věcí, které budete potřebovat Pro návrh: OpenOffice Calc - Pro výpočet převodových poměrů free2Design - Pro návrh ozubených kol Gimp - Úpravy a úpravy obrázků Blender - Pro hrubé modelování ozubených kol, abyste se ujistili, že mezi ozubenými koly a nápravami nejsou žádné interference.*Poznámka - Pravděpodobně můžete použít Blender k veškerému navrhování, ale moje schopnosti Blenderu nedosahují rychlosti. Bylo snazší je nakreslit rozměrově přesné ve 2D balíčku a importovat je do mixéru. Pro zpracování dřeva: Scroll SawDrill Lis na pokos (také bude fungovat stolní nebo pásová pila) Ruční pilaSvorkySpray lepidlo (3M Super77)

Krok 2: Jak to funguje?

Hodiny, které jsem navrhl, jsou základní kyvadlové hodiny. Ty existují od poloviny 1600. Jako zdroj energie používá váhu a kyvadlo k regulaci rychlosti úniku této energie.

Závaží je navinuto kolem jedné z náprav. Při stahování dolů otáčí ozubenými koly, což způsobí otáčení ručiček minut a hodin. Pokud by to byla jen hmotnost a ozubená kola, po uvolnění závaží by se převody několik sekund točily a závaží by dopadlo na podlahu. To není příliš praktické, pokud nechcete předstírat, že jste ve stroji času. Umístění váhy a šňůry je trochu kritické. Chcete to dál po soukolí, abyste nenavíjili hodiny každé 4 hodiny. Jednou nebo dvakrát denně není špatné. Čím níže na soukolí, tím pomaleji se bude odvíjet. Pokud je umístěn na hodinové ručičce, snadno se obejdete navíjením jednou denně. Potřebujeme nějaký způsob, jak této energii pomalu uniknout. Zde přichází „Útěk“. Ze slova útěk umožňuje energii váhy pomalu unikat, aby se nespotřebovala energie najednou. Tento únikový mechanismus také vytváří „Tick Tock“, který slyšíte z hodin. Únik je postaven z únikového zařízení, únikové páky a kyvadla. Kyvadlo se hýbe sem a tam pohybem páky úniku dovnitř a ven z únikového kola, což způsobí, že se převodovka přestane točit. To umožňuje rozložení energie váhy na určité časové období, takže nenatáčíte hodiny každé 2 minuty.

Krok 3: Kyvadlo

Kyvadla jsou zajímavý mechanismus. Jsou to závaží na konci provázku nebo tyče, s čepem na opačném konci závaží. Období kyvadla je čas, který je potřeba k přechodu z jedné strany na druhou a zpět. Na kyvadlech je úhledné, že tato doba nebo období nezávisí na hmotnosti nebo délce oblouku, ale na délce kyvadla. Pokud byste tedy měli 2 stopové kyvadlo s hmotností 5 liber, tažené doprava o 90 stupňů, trvalo by stejnou dobu, než by se houpalo napříč a zpět, jako 2 stopové kyvadlo s váhou 2 libry vpravo na 30 stupňů. Hmotnost na konci kyvadla ovlivňuje, kolikrát se kyvadlo otočí. Kyvadlo s hmotností 5 liber se tedy bude houpat delší dobu než 2 libry. To je užitečné, protože chceme, aby se kyvadlo houpalo. Můžete však mít příliš velkou váhu. Jak uvidíme dále, únik pomáhá tlačit na kyvadlo. Pokud máte příliš těžkou váhu, nebudete mít dostatek energie, abyste ji udrželi v švihu.

Pro naše hodiny chceme mít periodu 2 sekundy. Kyvadlo tak bude trvat 1 sekundu, než se otočí na jednu stranu. Při každém švihu umožní únik únikovému zařízení otočit jeden zub najednou. Pokud je tato doba 2 sekundy, bude to v podstatě dělat únikové zařízení naší druhou rukou, protože otáčí o jeden zub každou sekundu. Po dobu 2 sekund potřebujeme, aby měla délku 1 metr. Protože naše úniková páka bude mít 2 zuby, jeden pro zastavení únikového kola na každém konci kyvného výkyvu, bude muset naše kyvadlo mít 30 zubů. Provede jedno otočení každých 60 sekund. Mnoho kyvadlových hodin má únikový převod na ose z druhé ruky. To je to, co budeme dělat. Když se kyvadlo kývá dopředu a dozadu, otáčí únikovou pákou dovnitř a ven z únikového zařízení. To způsobí, že se ozubená kola zastaví a začnou se otáčet každou sekundu. Páka je navržena tak, že při pohybu z únikového převodu jej převodovka trochu tlačí. Toto tlačení stačí k tomu, aby se kyvadlo houpalo.

Krok 4: Převodovka

Protože se únikový převod otáčí jednou za 60 sekund, můžeme nechat otáčet další nápravu jednou za 3 600 sekund. To bude naše minutová ručička. Potom můžeme nechat otáčet další nápravu jednou za 43 200 sekund (12 hodin). To bude naše hodinová ručička. Když to vypočítáme, budeme mít funkční hodiny na papíře.

Tabulka ukazuje výpočty potřebných převodových poměrů. Začínal jsem s 3osou minutovou ručičkou, ale přešel jsem na 4osou, abych udržel velikost převodů dolů. K vytvoření minutové ručičky potřebujete převodový poměr 60 mezi nápravou Escapement a nápravou Minute Hand. Na hodinovou ručičku budete potřebovat převodový poměr 12 z minutové ručičky do hodinové ručičky. Tabulka ukazuje vzorec a výpočty pro získání počtu zubů pro každý převodový stupeň. Pomocí tabulky jsem dokázal zapojit jiný počet zubů pro každé ozubené kolo a pastorek, abych se pokusil získat potřebný převodový poměr.

Krok 5: Navrhování ozubených kol

Při navrhování ozubených kol existuje mnoho parametrů, které mohou ovlivnit velikost. Při výpočtech jsem vzal některé standardní hodnoty proměnných. Použil jsem tlakový úhel 20 stupňů a Diametrální rozteč 8. V kombinaci s počtem zubů každého ozubeného kola jsem byl schopen vypočítat průměr rozteče, průměr kořene, vnější průměr a průměr základního kruhu.

Nyní, když mám průměry ozubených kol, je mohu začít kreslit. Našel jsem pokyny k tažení ozubených kol pomocí CAD a podle nich jsem tyto převody nakreslil. To napsal Nick Carter. Odkaz na jeho stránku je v posledním kroku v sekci Reference. Soubor free2Design má ozubená kola a pastorky s vrstvou, která ukazuje čáry nakreslené k vytvoření zubů. Při zkoumání hodin jsem narazil na Garyho hodiny. Zmínil, že je velký rozdíl v tom, co můžete kreslit pomocí CAD a co vlastně můžete řezat pomocí rolovací pily. Naučil jsem se to tvrdě. Řezání jícnu mezi zuby je trochu zdlouhavé. Abych to zkusil urychlit, rozhodl jsem se přidat kruhy mezi každý zub, který se má vyvrtat vrtacím lisem. Ušetřilo to čas pokusem zaokrouhlit údolí mezi zuby, ale myslím, že to způsobilo určité problémy, když se zuby vzájemně spojily. Spolu s převody jsou Útěk a Ráčnový mechanismus. Jak již bylo uvedeno dříve, Únik je mechanismus, který umožňuje energii pomalu unikat. To se provádí pomocí ozubeného kola, páky a kyvadla. O čem se ještě nemluvilo, je Ratchet. Řekli jsme, že závaží je omotáno kolem osy provázkem a pomalu se uvolňuje, aby pohánělo hodiny. Potřebujeme způsob, jak to znovu nastavit nebo nastavit hodiny. Ráčna nám to umožní. Volně pasuje na nápravu jednoho z převodových stupňů a tlačí na rychlostní stupeň čepem a pákou. Když je třeba navinout hodiny, lze rohatku otáčet proti směru hodinových ručiček, aniž byste museli hýbat ozubeným kolem. Když ho váha znovu zatáhne ve směru hodinových ručiček, zachytí se o čep upevněný k ozubenému kolu a pokračuje v napájení hodin.

Krok 6: Řezání ozubených kol

Nyní nastal čas vyzkoušet náročný proces návrhu. Řezání ozubených kol. Po vytištění výkresů v plné velikosti jsem je vystřihl a nalepil na dřevo. Lepidlo ve spreji funguje skvěle. Používám 3M Super77 a velmi rychle schne. Alespoň během několika minut po lepení jsem připraven začít řezat, aniž by se odlepil.

Nejprve vyvrtám všechny otvory. Je snadnější manipulovat s deskou plné velikosti pomocí vrtacího lisu, než se pokoušet upnout polotovar ozubeného kola, který má průměr pouze 1,5 palce, aniž byste jej rozdělili. Také, pokud se něco pokazí, neztratili jste všechen ten čas vysekáváním, jen aby se deska rozdělila. Po vyvrtání děr vystřihnu ozubená kola kolem vnějšího průměru, poté začnu prořezávat zuby.

Krok 7: Umístění rychlostního stupně

Nakreslil jsem hrubé převody v Blenderu s vnějším průměrem a průměrem rozteče, abych zjistil umístění v rámu. To mi řeklo, jestli budu mít rušení mezi ozubeným kolem a nápravou, a dalo mi přibližnou představu, kde budou mé nápravy umístěny. Po vytvoření „šablony“, kde vyvrtat otvory, jsem vyvrtal první počínaje nápravou Escapement. Jakmile to bylo vyvrtáno, zasunul jsem ozubené kolo na osu, umístil jej do otvoru, umístil protilehlé zařízení na osu a přidržel ho na přibližném místě. Poté jsem upravil umístění dalšího rychlostního stupně, označil ho a vyvrtal díru. Pak bych znovu zkontroloval uložení obou ozubených kol na nápravě zapadající do otvoru. Pokud to vyhovovalo, udělal jsem to znovu s dalším převodovým stupněm. To pokračovalo, dokud nebyly všechny otvory proříznuty a ozubená kola pasovala.

Tři nápravy projdou celou rámem a tři nápravy budou mít slepé otvory. Nyní mám jednu stranu rámu vyvrtanou, ale potřebuji odpovídající rám. Abych získal zrcadlový obraz otvorů, odřízl jsem půlpalcovou hmoždinku o délce 1/2 palce a umístil ji do každé díry. Do středu každého kusu hmoždinky jsem zatloukl hřebík a odřízl konec hřebu s párem odstřelovačů. Položil jsem spojovací desku na nehty a pevně přitlačil. Toto zanechalo zářez, kde by měl být vyvrtán každý ze středů otvorů. Poté, co byly otvory vyvrtány, nastal čas sestavit hodiny.

Krok 8: Sestavení a dokončení hodin

Posouvám převody na nápravy a dávám je do jejich slotů. Umístěte obličej na nápravy a zajistěte ho hmoždinkami 1/4 ". Únikové zařízení a páčky jsou na zadní straně s kyvadlem. Vytvořil jsem 2 čtvercové tyče přes záda, abych je zavěsil na zeď. Ty jsou zvednuty od zadní část hodin pomocí hmoždinek 1/4 "a umožňují místo pro připevnění kyvadla.

Tady je pár obrázků sestavených hodin. Sem tam potřebuji trochu obrousit a přidat povrchovou úpravu a také čísla, ale z velké části je to hotové. Vzhledem k tomu, že to byly moje první hodiny, příliš jsem se nezkomplikoval a nechal hodinovou a minutovou ručičku na oddělené ose. Chcete -li je kombinovat, jako u většiny hodin, bude existovat více ozubených kol a náprav, které sklouznou přes jedno a druhé. Existuje několik věcí, které plánuji zlepšit. První je vzhled. Vím, že to nejsou nejlákavější hodiny, ale více jsem se soustředil na funkci. Výměna přední desky za plexisklo je jeden nápad. Převody vypadají skvěle a chtěl bych je více předvést. Další věc, kterou bych chtěl zlepšit, je moje schopnost rolovací pily. Uřízl jsem SPOUSTU ozubených kol, která se dostala do krabice na podpal.

Krok 9: Závěrečné myšlenky a reference

Vždy rád zahájím projekty, které vyžadují, abych dělal výzkum a učil se nové nebo zlepšoval své dovednosti a schopnosti. S těmito projekty jsem zasáhl několik oblastí. Když jsem před lety viděl své první dřevěné hodiny. Nikdy jsem si neuvědomil, že když jsem jeden začal vytvářet, dozvěděl jsem se tolik o tom, jak fungují. Nyní se dívám na hodiny a hodinky z nové perspektivy. Nyní začínám hledat únik a sleduji rychlostní stupně. Jak jsem řekl, naučil jsem se hodně a chtěl jsem sdílet stránky, kde jsem získal nějaké nápady. Domnívám se, že mi pomohli, a možná by mohli pomoci ostatním. Garyho dřevěné hodiny - velmi užitečné místo s několika skvělými návrhy různých lidí. How Stuff Works - slušný přehled částí kyvadlových hodinNick Carter - podrobný návod, jak kreslit převody v programu CAD. Je hezké, že to není specifické pro žádný program. Je dostatečně obecné, že bude fungovat jakýkoli program CAD A konečně, práce s převody by nebyla úplná bez použití šikovného 24. vydání dandy Machinery's Handbook. Odtud pramení mé vzorce a výpočty.