Girkasse i tre: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Jeg har lagt til video av klokken. Jeg skal jobbe med å skjære ut vinduer foran klokken. Jeg vil laste opp bilder og/eller en video av det når jeg er ferdig. Jeg har drevet med trebearbeiding i noen år nå. Jeg elsker tanken på å kunne lage ting som jeg kan bruke. For noen år siden kom jeg over en klokke som var laget av tre. Ansiktet, armene, rammen og tannhjulene var alle av tre. Det imponerte meg virkelig, og jeg tenkte på det for et fremtidig prosjekt. Jeg har bestemt meg for å ta på treklokken i denne instruksjonsboken, og forhåpentligvis dele det jeg har lært for å hjelpe andre med lignende interesser. Et av mine mål med dette var å bruke vanlige verktøy som er mer tilgjengelig for de fleste. Jeg brukte ikke noe dyrt hardt for å finne trebearbeidingsmaskiner eller kostbare programvarepakker når jeg designet dette. Programvaren som brukes er enten åpen kildekode eller gratis, og maskinene som brukes er noen av de vanlige som de fleste trearbeidere ville ha.

Trinn 1: Hva du trenger

Her er en liste over ting du trenger For å designe: OpenOffice Calc - For beregning av girforholdene free2Design - For å designe girene Gimp- Endre og redigere bilder Blender - For grove modeller for å sikre at det ikke er noen forstyrrelser mellom tannhjul og aksler.*Merk - Du kan sannsynligvis bruke Blender til å designe alt, men mine Blender -ferdigheter er ikke i fart. Det var lettere å tegne dem dimensjonalt nøyaktige i en 2D -pakke og importere den til en blender. For trebearbeiding: Scroll SawDrill PressMitre Saw (bord eller båndsag vil også fungere) Hand SawClampsSpray Adhesive (3M Super77)

Trinn 2: Hvordan fungerer det?

Klokken jeg har designet er en grunnleggende pendelklokke. Disse har eksistert siden midten av 1600 -tallet. Den bruker en vekt som energikilde, og en pendel for å regulere hvor fort denne energien slipper ut.

Vekten vikles rundt en av akslene. Når den trekker ned, roterer den tannhjulene, noe som får minutt- og timeviserne til å rotere. Hvis dette bare var vekten og girene, da vekten ble sluppet, ville tannhjulene spinne i noen sekunder og vekten ville treffe gulvet. Dette er ikke veldig praktisk med mindre du vil late som om du er i en tidsmaskin. Plassering av vekt og ledning er litt kritisk. Du vil ha den lenger ned i giret, slik at du ikke svinger klokken hver 4. time. En eller to ganger om dagen er ikke ille. Jo lenger ned på giret, jo saktere vil det slappe av. Hvis den er plassert på timeviseren, kan du enkelt klare deg med vikling en gang om dagen. Vi trenger en måte å la denne energien rømme sakte. Det er her "Escapation" kommer inn. Fra ordet flukt lar det energien i vekten slippe sakte, for ikke å bruke opp energien med en gang. Denne fluktmekanismen skaper også "Tick Tock" som du hører fra klokker. Rømningen er bygget ut av rømningsutstyret, rømningsspaken og pendelen. Pendelen svinger frem og tilbake og beveger rømningsspaken inn og ut av rømningsutstyret, slik at giret slutter å snurre. Dette gjør at vektenergien kan spres over en periode, slik at du ikke svinger klokken hvert 2. minutt.

Trinn 3: Pendelen

Pendler er en interessant mekanisme. De er en vekt på enden av en streng eller stang, med en sving i motsatt ende av vekten. Perioden til en pendel er tiden det tar å gå fra den ene siden til den andre og tilbake igjen. Det fine med pendler er at denne tiden, eller perioden, ikke er avhengig av mengden vekt eller buelengde, det er avhengig av pendelens lengde. Så hvis du hadde en 2 fot lang pendel med en vekt på 5 kilo, trukket til høyre ved 90 grader, ville det ta like lang tid å svinge over og tilbake som en 2 fot lang pendel med 2 kilo vekt trukket til høyre ved 30 grader. Vekten på enden av pendelen påvirker hvor mange ganger pendelen vil svinge. Så pendelen med 5 pund vekten vil svinge i lengre tid enn 2 pund vekten. Dette er nyttig fordi vi ønsker å holde pendelen svingende. Du kan imidlertid ha for mye vekt. Som vi vil se neste, hjelper rømningen med å gi pendelen et dytt. Hvis du har en for tung vekt, vil du ikke ha nok energi til å holde den svingende.

For klokken vår ønsker vi å ha en periode på 2 sekunder. På den måten vil det ta pendelen 1 sekund å svinge til den ene siden. Med hver sving vil rømningen gjøre at rømningsutstyret kan snu en tann om gangen. Hvis perioden er 2 sekunder, vil dette i utgangspunktet gjøre rømningsutstyret til vår andre hånd siden det roterer en tann hvert sekund. I en periode på 2 sekunder trenger vi den til å ha en lengde på 1 meter. Siden rømningsspaken vil ha 2 tenner, en for å stoppe rømningsutstyret i hver ende av pendelsvinget, må pendelen ha 30 tenner. Det vil gjøre en rotasjon hvert 60 sekund. Mange pendelklokker har rømningsutstyr på den brukte akselen. Det er det vi skal gjøre. Når pendelen svinger frem og tilbake, roterer den rømningsspaken inn og ut av rømningsutstyret. Dette får klokkegirene til å stoppe og begynne å rotere hvert sekund. Spaken er designet slik at giret gir et lite trykk når det beveger seg ut av rømningsutstyret. Dette trykk er nok til å holde pendelen svingende.

Trinn 4: Gearet

Siden rømningsgiret roterer hvert 60. sekund, kan vi få en annen aksel til å rotere hvert 3.600 sekund. Dette vil være vår minutthånd. Deretter kan vi få en annen aksel til å rotere hver 43, 200 sekund (12 timer). Dette blir timen vår. Når vi beregner dette vil vi ha en fungerende klokke på papir.

Regnearket viser beregningene av nødvendige girforhold. Jeg begynte med en 3 -akslet minutts hånd, men flyttet til en 4 -aksel for å holde størrelsen på girene nede. For å lage en minuttvis, trenger du et girforhold på 60 mellom Escapement -akselen og Minute -hånd -akselen. For en times hånd trenger du et girforhold på 12 fra minuttviseren til timeviseren. Regnearket viser formelen og beregningene for å få antall tenner for hvert gir. Ved å bruke regnearket klarte jeg å koble til forskjellige tenner for hvert gir og tannhjul for å prøve å få det nødvendige girforholdet.

Trinn 5: Designe girene

Når du designer gir, er det mange parametere som kan påvirke størrelsen. Jeg tok noen av standardverdiene for variablene når jeg gjorde beregningene. Jeg brukte en trykkvinkel på 20 grader og en diametralhøyde på 8. Disse kombinert med antall tenner i hvert gir, var jeg i stand til å beregne stigningsdiameter, rotdiameter, utvendig diameter og bunncirkeldiameter.

Nå som jeg har tannhjulets diameter, kan jeg begynne å tegne dem. Jeg fant instruksjoner om tegning av tannhjul med CAD og fulgte dem for å tegne disse tannhjulene. Den ble skrevet av Nick Carter. En lenke til siden hans er i det siste trinnet i referanseseksjonen. Free2Design -filen har tannhjul og tannhjul med et lag som viser linjene som er tegnet for å lage tennene. Mens jeg undersøkte klokker, kom jeg over Gary's Clocks. Han nevnte at det er stor forskjell på hva du kan tegne med CAD og hva du faktisk kan klippe ved hjelp av en rullesag. Jeg lærte dette på den harde måten. Å kutte spiserøret mellom tennene er litt kjedelig. For å prøve å få fart på tingene bestemte jeg meg for å legge til sirkler mellom hver tenn som skulle bores ut med borepressen. Det sparte tid på å prøve å runde ut dalen mellom tennene, men jeg tror det forårsaket noen problemer med at tennene flettet seg inn i hverandre. Sammen med girene er Escapement og Ratchet Mechanism. Som nevnt tidligere er Escapement en mekanisme som lar energien rømme sakte. Dette gjøres ved hjelp av et gir, spak og pendel. Det som ikke har blitt snakket om ennå er Ratchet. Vi sa at en vekt er viklet rundt en aksel med snor, og den slipper sakte ut for å kjøre klokken. Vi trenger en måte å sette dette på igjen, eller snu klokken. Ratchet lar oss gjøre det. Den sitter løst over akselen på et av girene, og skyver mot giret med en pinne og spak. Når klokken må vikles, kan sperren dreies mot klokken uten å flytte giret. Når vekten trekker den med klokken igjen, fanger den pinnen som er festet til giret, og fortsetter å drive klokken.

Trinn 6: Klippe girene

Nå er det på tide å sette den harde designprosessen på prøve. Klippe girene. Etter å ha skrevet ut tegningene i full størrelse, klippet jeg dem ut og limte dem på treverket. Et spraylim fungerer utmerket. Jeg bruker 3M Super77, og det tørker ganske raskt. I hvert fall i løpet av noen minutter etter liming, er jeg klar til å begynne å kutte uten at det skaler av.

Jeg borer alle hullene først. Det er lettere å håndtere et brett i full størrelse med borepressen enn å prøve å klemme et utstyr som bare er 1,5 tommer i diameter uten å dele det. Også, hvis noe går galt, har du ikke kastet bort all den tiden på å kutte det bare for å få brettet delt. Etter å ha boret hullene, kuttet jeg tannhjulene rundt ytterdiameteren, deretter begynner jeg å kutte tennene.

Trinn 7: Plassering av gir

Jeg tegnet grove tannhjul i blender med ytterdiameter og stigningsdiameter for å finne ut plassering i rammen. Dette fortalte meg om jeg vil ha forstyrrelser mellom et gir og en aksel, og gi meg en grov ide om hvor akslene mine skal plasseres. Etter å ha laget en "mal" for hvor jeg skulle bore hullene, boret jeg den første som begynte med Escapement Axle. Når det var boret, gled jeg tannhjulet på en aksel, plasserte det i hullet, plasserte parringsgiret på en aksel og holdt det på omtrentlig sted. Jeg endret deretter plasseringen av det neste giret, merket det og boret hullet. Deretter ville jeg sjekke passformen på nytt med begge girene på en akseltilpasning i hullet. Hvis det passet, ville jeg gjøre dette igjen med neste gir. Dette fortsatte til alle hullene var kuttet, og girene passet.

Tre aksler vil gå helt gjennom rammen, og tre aksler vil ha blinde hull. Jeg har nå boret den ene siden av rammen, men jeg trenger en matchende ramme. For å få et speilbilde av hullene, kuttet jeg en halv tomme lang 1/2 plugg for å plassere i hvert hull. Jeg kjørte en spik spiss inn i midten av hvert stykke dybel og klippet av enden av neglen med et par snippers. Jeg plasserte parringsbrettet på toppen av neglene og presset godt. Dette etterlot en fordypning der hvert av hullene i hullene skulle bores. Etter at hullene var boret, var det på tide å montere klokken.

Trinn 8: Montering og etterbehandling av klokken

Jeg skyver tannhjulene på akslene og plasserer dem i sporene. Plasser ansiktet over akslene og fest det med 1/4 "pluggene. Escape Gear og hendlene går på baksiden med pendelen. Jeg lagde 2 firkantede stenger på baksiden for å henge den på veggen. Disse er hevet bort fra baksiden av klokken ved hjelp av 1/4 "plugger og la et sted å feste pendelen.

Her er noen bilder av den monterte klokken. Jeg trenger å slipe litt her og der, og legge til en finish så vel som tall, men den er ferdig for det meste. Siden dette var min første klokke, ble jeg ikke for komplisert og la timen og minuttviseren stå på hver sin akse. For å kombinere dem, som på de fleste klokker, ville det være mer giring og aksler som glir over den ene og den andre. Det er noen ting jeg har tenkt å forbedre. Først er utseendet. Jeg vet at det ikke er den mest tiltalende klokken, men jeg var mer fokusert på funksjon. Å bytte ut frontplaten med plexiglass er en idé. Girene ser flotte ut, og jeg vil gjerne vise dem frem mer. Den andre tingen jeg vil forbedre er mine rullesagferdigheter. Jeg kuttet MYE tannhjul som gjorde det til tenningsboksen.

Trinn 9: Endelige tanker og referanser

Jeg liker alltid å starte prosjekter som krever at jeg forsker og lærer nytt eller forbedrer mine ferdigheter og evner. Jeg traff flere områder med disse prosjektene. Da jeg så min første treklokke for mange år siden. Jeg skjønte aldri at når jeg begynte å lage en, ville jeg lære så mye om hvordan de fungerer. Jeg ser nå på klokker og klokker fra et nytt perspektiv. Jeg begynner nå å lete etter flukten, og følger tannhjulene. Som sagt sa jeg at jeg lærte mye, og jeg ville dele nettstedene der jeg fikk noen ideer. Jeg tror de hjalp meg, og de kan kanskje hjelpe andre. Gary's Wooden Clocks - et veldig nyttig nettsted med flere kule design levert av forskjellige mennesker. Hvordan ting fungerer - en anstendig oversikt over delene i en pendel ClockNick Carter - en detaljert instruksjon om hvordan du tegner tannhjul i et CAD -program. Det fine er at det ikke er spesifikt for et enkelt program. Det er generisk nok til at et hvilket som helst CAD -program vil fungere Og til slutt ville det ikke være komplett å jobbe med tannhjul uten å bruke den praktiske dandy Machinery's Handbook 24. utgave. Dette er kilden til formlene og beregningene mine.