ساعت دنده چوبی: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

ویدئوی ساعت را اضافه کردم. من روی تراش پنجره ها در مقابل ساعت کار خواهم کرد. وقتی کارم تمام شد ، تصاویر و/یا ویدیویی از آن بارگذاری می کنم. من چند سالی است که به نجاری مشغول هستم. من عاشق این ایده هستم که بتوانم چیزهایی بسازم که بتوانم از آنها استفاده کنم. چند سال پیش با ساعتی برخورد کردم که از چوب ساخته شده بود. صورت ، بازوها ، قاب و چرخ دنده ها همه چوب بودند. واقعاً مرا تحت تأثیر قرار داد و من آن را برای پروژه بعدی در نظر داشتم. من تصمیم گرفتم ساعت چوبی را در این دستورالعمل انتخاب کنم و امیدوارم آنچه را که آموخته ام برای کمک به دیگران با علایق مشابه به اشتراک بگذارم. یکی از اهداف من در این زمینه استفاده از ابزارهای متداول بود که به طور گسترده ای برای اکثر مردم در دسترس است. هنگام طراحی این دستگاه ، از هیچ دستگاه سخت افزاری گران قیمت برای یافتن ماشین های چوبی یا بسته های نرم افزاری پرهزینه استفاده نکردم. نرم افزار مورد استفاده یا منبع باز است یا رایگان ، و ماشین های مورد استفاده برخی از رایج ترین ابزارهایی است که اکثر کارگران چوب در اختیار دارند.

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید

در اینجا لیستی از مواردی است که برای طراحی نیاز دارید: OpenOffice Calc - برای محاسبه نسبت Gear رایگان 2Design - برای طراحی چرخ دنده ها Gimp- اصلاح و ویرایش تصاویر بلندر - برای مدلسازی چرخ دنده ها برای اطمینان از عدم تداخل بین چرخ دنده ها و محورها.*توجه - احتمالاً می توانید از بلندر برای انجام همه طراحی ها استفاده کنید ، اما مهارت های بلندر من به سرعت نیست. کشیدن آنها از نظر ابعادی در یک بسته دو بعدی و وارد کردن آنها در مخلوط کن آسان تر بود. برای نجاری: Scroll SawDrill PressMiter Saw (میز یا اره نواری نیز کار می کند) SawClampsSpray Adhesive (3M Super77)

مرحله 2: چگونه کار می کند؟

ساعتی که من طراحی کرده ام یک ساعت پاندولی اولیه است. اینها از اواسط سال 1600 وجود داشته اند. از یک وزن به عنوان منبع انرژی و یک پاندول برای تنظیم سرعت خروج این انرژی استفاده می کند.

وزن در اطراف یکی از محورها پیچیده شده است. با پایین آمدن ، دنده ها را می چرخاند و عقربه های دقیقه و ساعت را می چرخاند. اگر این فقط وزن و چرخ دنده ها بود ، وقتی وزن آزاد می شد ، دنده ها برای چند ثانیه می چرخیدند و وزن به زمین می خورد. این بسیار کاربردی نیست مگر اینکه بخواهید وانمود کنید در یک ماشین زمان هستید. قرار دادن وزن و بند ناف کمی مهم است. شما می خواهید آن را در قطار دنده ای دورتر قرار دهید تا ساعت را هر 4 ساعت یکبار نچرخانید. یک یا دو بار در روز بد نیست. هرچه در قطار دنده ای دورتر باشید ، آرامتر آرام می شود. اگر آن را روی عقربه ساعت قرار دهید ، می توانید به راحتی یک بار در روز با سیم پیچ کنار بیایید. ما به راهی نیاز داریم تا اجازه دهیم این انرژی به آرامی فرار کند. در اینجاست که "فرار" وارد می شود. از کلمه فرار ، این اجازه می دهد تا انرژی وزن به آرامی فرار کند ، به طوری که انرژی را به یکباره مصرف نمی کند. این مکانیزم فرار همچنین "Tick Tock" را که از ساعت می شنوید ایجاد می کند. فرار از چرخ دنده ، اهرم فرار و پاندول ساخته شده است. آونگ به جلو و عقب می چرخد و اهرم فرار را به داخل و خارج از دنده فرار حرکت می دهد و باعث می شود چرخ دنده متوقف شود. این اجازه می دهد تا انرژی وزن در یک دوره زمانی پخش شود ، بنابراین شما هر 2 دقیقه یک ساعت را نمی پیچانید.

مرحله 3: پاندول

آونگ ها مکانیسم جالبی هستند. آنها وزنه ای در انتهای یک ریسمان یا میله هستند و یک محور در انتهای مخالف وزن قرار دارد. دوره یک پاندول زمانی است که طول می کشد تا از یک طرف به طرف دیگر بروید و دوباره به عقب برگردید. نکته شفاف در مورد پاندولها این است که این زمان یا دوره بستگی به مقدار وزن یا طول قوس ندارد ، بلکه بستگی به طول پاندول دارد. بنابراین ، اگر شما یک پاندول 2 پا با وزن 5 پوند داشته باشید ، در 90 درجه به راست کشیده شده باشد ، چرخاندن به عقب و عقب به همان اندازه طول می کشد که یک پاندول 2 پا با 2 پوند وزن به سمت عقب بچرخد. سمت راست در 30 درجه وزن انتهای آونگ بر تعداد نوسانات آونگ تأثیر می گذارد. بنابراین پاندول با وزن 5 پوند برای مدت زمان طولانی تری نسبت به وزن 2 پوندی می چرخد. این مفید است زیرا ما می خواهیم پاندول را در نوسان نگه داریم. با این حال ، می توانید وزن زیادی داشته باشید. همانطور که در ادامه خواهیم دید ، فرار به پاندول فشار می دهد. اگر وزن شما بسیار سنگین است ، انرژی کافی برای حفظ نوسان آن را نخواهید داشت.

برای ساعت ما می خواهیم یک دوره 2 ثانیه ای داشته باشیم. به این ترتیب ، آونگ 1 ثانیه طول می کشد تا به یک طرف بچرخد. با هر نوسان ، فرار به چرخ دنده اجازه می دهد تا یک دندان را در یک زمان بچرخاند. اگر دوره 2 ثانیه باشد ، این اساساً باعث می شود دنده فرار دست دوم ما باشد زیرا در هر ثانیه یک دندان می چرخد. به مدت 2 ثانیه ما نیاز داریم که طول آن 1 متر باشد. از آنجا که اهرم فرار ما دارای 2 دندان است ، یکی برای جلوگیری از چرخ دنده در هر انتهای نوسان پاندول ، پاندول ما باید 30 دندان داشته باشد. هر 60 ثانیه یک دور می زند. بسیاری از ساعت های پاندولی دارای دنده فرار در محور دست دوم هستند. این همان کاری است که ما قرار است انجام دهیم. وقتی پاندول به جلو و عقب می چرخد ، اهرم فرار را به داخل و خارج از چرخ دنده می چرخاند. این باعث می شود که دنده های ساعت متوقف شده و شروع به چرخش در هر ثانیه کند. اهرم به گونه ای طراحی شده است که هنگام حرکت از دنده فرار ، دنده کمی فشار به آن می دهد. این فشار کافی است تا پاندول را در نوسان نگه دارد.

مرحله 4: قطار چرخ دنده

از آنجا که چرخ دنده هر 60 ثانیه یکبار می چرخد ، می توانیم محور دیگر را هر 3،600 ثانیه یکبار بچرخانیم. این دست دقیقه ما خواهد بود. سپس می توانیم محور دیگر را هر 43 ، 200 ثانیه (12 ساعت) یک بار بچرخانیم. این ساعت عقربه ما خواهد بود. وقتی این را محاسبه می کنیم یک ساعت کارکردی روی کاغذ خواهیم داشت.

صفحه گسترده محاسبات نسبت دنده مورد نیاز را نشان می دهد. من با یک دست دقیقه 3 محور شروع کردم ، اما برای حفظ اندازه چرخ دنده ها به یک 4 محور حرکت کردم. برای ساخت یک عقربه دقیقه ای ، به یک دنده 60 بین محور Escapement و محور Minute Hand نیاز دارید. برای یک عقربه ساعت ، شما نیاز به نسبت دنده 12 از عقربه دقیقه به عقربه ساعت دارید. صفحه گسترده فرمول و محاسبات را برای بدست آوردن تعداد دندان برای هر چرخ دنده نشان می دهد. با استفاده از صفحه گسترده ، من توانستم تعداد دندانه های مختلف را برای هر چرخ دنده و پینیون به هم وصل کنم تا نسبت Gear Ratio مورد نیاز را بدست آورم.

مرحله 5: طراحی چرخ دنده ها

هنگام طراحی چرخ دنده ها ، پارامترهای زیادی وجود دارد که می تواند بر اندازه تأثیر بگذارد. هنگام محاسبه برخی از مقادیر استاندارد متغیرها را در نظر گرفتم. من از زاویه فشار 20 درجه و گام قطر 8 استفاده کردم. اینها با تعداد دندانه های هر چرخ دنده ، قادر به محاسبه قطر پیچ ، قطر ریشه ، قطر خارج و قطر دایره پایه بودم.

اکنون که قطر چرخ دنده ها را دارم ، می توانم ترسیم آنها را شروع کنم. من دستورالعمل های طراحی چرخ دنده ها با CAD را پیدا کردم و آنها را برای کشیدن این چرخ دنده ها دنبال کردم. این اثر توسط نیک کارتر نوشته شده است. پیوند صفحه او در آخرین مرحله در بخش مراجع قرار دارد. فایل free2Design دارای Gears and Pinions با لایه ای است که خطوط کشیده شده برای ایجاد دندان ها را نشان می دهد. هنگام تحقیق در مورد ساعت ها ، با ساعت های گری برخورد کردم. او اشاره کرد که تفاوت زیادی در آنچه می توانید با CAD بکشید و در واقع چه چیزی را می توانید با استفاده از اره اسکرول برش دهید وجود دارد. من این را به سختی آموختم. برش گلو بین دندان ها کمی خسته کننده است. برای سرعت بخشیدن به کارها ، تصمیم گرفتم که دایره هایی را بین هر دندان اضافه کنم تا با پرس مته سوراخ شود. این باعث صرفه جویی در زمان تلاش برای گرد کردن دره بین دندان ها شد ، اما من فکر می کنم این مشکلاتی را در دندانپزشکی ایجاد کرد. در کنار چرخ دنده ها Escapement و Ratchet Mechanism قرار دارند. همانطور که قبلاً گفته شد فرار مکانیزمی است که اجازه می دهد انرژی به آرامی خارج شود. این کار با استفاده از چرخ دنده ، اهرم و پاندول انجام می شود. چیزی که هنوز درباره آن صحبت نشده Ratchet است. ما گفتیم که وزنه ای با نخ به دور یک محور پیچیده می شود و به آرامی اجازه می دهد تا ساعت را حرکت دهد. ما به راهی نیاز داریم که این حالت را دوباره تنظیم کنیم ، یا ساعت را ببندیم. Ratchet به ما این امکان را می دهد. به راحتی روی محور یکی از چرخ دنده ها قرار می گیرد و با پین و اهرم به چرخ دنده فشار می آورد. هنگامی که ساعت نیاز به پیچ خوردن دارد ، Ratchet را می توان بدون حرکت چرخ دنده در جهت عقربه های ساعت چرخاند. سپس هنگامی که وزنه آن را دوباره در جهت عقربه های ساعت می کشد ، به پین ثابت شده روی چرخ دنده می چسبد و به کارکرد ساعت ادامه می دهد.

مرحله 6: برش چرخ دنده ها

اکنون زمان آن فرا رسیده است که فرایند طراحی سخت را آزمایش کنیم. برش دنده ها. پس از چاپ نقشه های اندازه اصلی ، آنها را برش داده و به چوب چسباندم. چسب اسپری بسیار عالی عمل می کند. من از 3M Super77 استفاده می کنم و خیلی سریع خشک می شود. حداقل در عرض چند دقیقه پس از چسباندن ، من آماده شروع برش بدون جدا شدن آن هستم.

من ابتدا همه سوراخ ها را سوراخ می کنم. استفاده از تخته بزرگ با پرس مته راحت تر از تلاش برای بستن یک جعبه دنده با قطر 1.5 اینچ بدون تقسیم آن است. همچنین ، اگر مشکلی پیش آمد ، تمام این مدت را صرف از بین بردن آن نکنید تا تخته شکسته شود. پس از حفر سوراخ ها ، چرخ دنده ها را با قطر خارجی برش می دهم ، سپس شروع به برش دندان ها می کنم.

مرحله 7: قرار دادن چرخ دنده

در Blender با قطر بیرونی و Pitch Diameter چرخ دنده های ناهموار کشیدم تا محل قرارگیری در قاب مشخص شود. این به من گفت که آیا بین دنده و محور تداخلی وجود دارد یا خیر ، و به من تصور بدی بدهید که محورهای من در کجا قرار خواهند گرفت. پس از ایجاد "الگو" در مورد محل سوراخ کردن ، اولین مورد را که با محور فرار شروع شد ، ایجاد کردم. پس از حفاری ، چرخ دنده را روی یک محور قرار دادم ، آن را در سوراخ قرار دادم ، چرخ دنده را روی یک محور قرار دادم و آن را در محل تقریبی نگه داشتم. سپس محل چرخ دنده بعدی را تغییر دادم ، آن را علامت گذاری کردم و سوراخ را ایجاد کردم. سپس مجدداً برازش را با هر دو چرخ دنده روی محور مناسب در سوراخ بررسی می کنم. اگر مناسب بود ، من دوباره این کار را با دنده بعدی انجام می دادم. این کار ادامه داشت تا زمانی که همه سوراخ ها بریده شدند و چرخ دنده ها مناسب شدند.

سه محور در تمام طول قاب و سه محور دارای سوراخ های کور خواهند بود. من در حال حاضر یک طرف قاب را سوراخ کرده ام ، اما به قاب متناسب نیاز دارم. به منظور به دست آوردن تصویر آینه ای از سوراخ ها ، یک نیم اینچ از رولپلاک 1/2 اینچی را برش دادم تا در هر سوراخ قرار گیرد. من یک میخ براد به مرکز هر قطعه رولپلاک می زنم و انتهای ناخن را جدا می کنم. با یک جفت تک تیرانداز. تخته جفت گیری را روی ناخن ها قرار دادم و محکم فشار دادم. این باعث ایجاد تورفتگی شد که در آن هر یک از مراکز سوراخ ها باید حفر شوند. پس از حفره سوراخ ها ، زمان مونتاژ ساعت فرا رسید.

مرحله 8: مونتاژ و تکمیل ساعت

چرخ دنده ها را روی محورها می کشم و در شکاف آنها قرار می دهم. صورت را روی محورها قرار دهید و آن را با رولپلاک های 1/4 اینچی محکم کنید. چرخ دنده و اهرم ها با آونگ در پشت قرار دارند. من 2 میله مربعی در پشت ایجاد کردم تا آن را به دیوار آویزان کنم. پشت ساعت با استفاده از رولپلاک 1/4 اینچی و به مکانی برای اتصال آونگ اجازه دهید.

خوب ، در اینجا چند عکس از ساعت مونتاژ شده است. من باید کمی سنباده زنی اینجا و آنجا انجام دهم ، و یک پایان و همچنین اعداد اضافه کنم ، اما در بیشتر قسمت ها تمام شده است. با توجه به اینکه این اولین ساعت من بود ، زیاد پیچیده نشدم و ساعت و دقیقه را در محور جداگانه ای رها کردم. برای ترکیب آنها ، مانند بیشتر ساعت ها ، دنده های بیشتری وجود دارد و محورهایی که روی هم می لغزند. چند مورد وجود دارد که من برای بهبود آنها برنامه ریزی می کنم. اول نگاه است. می دانم که جذاب ترین ساعت نیست ، اما بیشتر روی عملکرد متمرکز شده بودم. جایگزینی صفحه جلو با پلکسی گلاس یکی از ایده ها است. چرخ دنده ها عالی به نظر می رسند و من می خواهم آنها را بیشتر نشان دهم. نکته دیگری که من می خواهم بهبود دهم مهارت های اسکرول من است. من چرخ دنده های زیادی را برش دادم که به جعبه کیندلینگ تبدیل شد.

مرحله نهم: اندیشه ها و مراجع نهایی

من همیشه دوست دارم پروژه هایی را شروع کنم که نیاز به تحقیق و یادگیری جدید یا بهبود مهارت ها و توانایی های من دارند. من با این پروژه ها چندین منطقه را تحت تأثیر قرار دادم. وقتی اولین ساعت چوبی خود را سالها پیش دیدم. من هرگز متوجه نشدم که وقتی شروع به ایجاد آن کردم ، در مورد نحوه کار آنها بسیار یاد خواهم گرفت. من اکنون از منظر جدیدی به ساعت ها و ساعت ها نگاه می کنم. من اکنون شروع به جستجوی فرار می کنم و مراحل را دنبال می کنم. همانطور که گفتم من چیزهای زیادی آموختم و می خواستم سایتهایی را که در آن ایده هایی به دست آوردم به اشتراک بگذارم. من فکر می کنم آنها به من کمک کردند و ممکن است بتوانند به دیگران کمک کنند. ساعت های چوبی گری - یک سایت بسیار مفید با چندین طرح جالب که توسط افراد مختلف ارائه شده است. چگونه کار می کند - نمای کلی مناسب از قسمت های یک ساعت آونگ نیک کارتر - یک دستورالعمل دقیق در مورد نحوه کشیدن چرخ دنده ها در یک برنامه CAD. نکته خوب این است که مختص هیچ برنامه ای نیست. این به اندازه کافی عمومی است که هر برنامه CAD کار کند این منبع فرمولها و محاسبات من است.