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设计制作一个没有指针的齿轮时钟

2022-05-16 09:37:23

本文可以学到:


1、齿轮传动与传动比知识

2、用木板和激光切割机制作一个齿轮时钟


我们常见的时钟一般都有表针:秒针、分针和时针。秒针转一圈,时间是一分钟,分针转一圈时间是一小时。我们可以通过指针所指的数字方便地读出时间。今天我们来制作一个没有指针的时钟,它不是一只电子表,而是一个地地道道的机械时钟,利用齿轮传动的方式,用不同的齿轮显示分钟、小时,保证造型别具一格。


知识补充:时钟的作用


时钟的作用?难道不是看时间的么?时钟是人类最早发明的物品之一,原因是需要持续量测时间间隔,有些自然的时间间隔(如日、闰月及年)可以用观测而得,较短的时间间隔就需要利用时钟。比如沙漏、配合日晷的水钟等都是人类早期的时钟。至于多长时间是一小时、多长时间是一分钟,只不过是时间间隔的单位而已。当然,有了这些时间单位后,也方便了我们表述时间。


在普通的有表针时钟上,表盘上有12个小时刻度、60个分钟刻度,秒针每转动一圈所需的时间是一分钟,也就是说秒针转动360度,同时分针转动6度。而分针每转动一圈,时针转动30度。这就是我们制作齿轮时钟的基本原理。我们可以把指针换成一组齿轮,秒针和分针的传动比为60:1,分针和时针的传动比为12:1。


械钟表结构:图片来源:中国百科网


所谓传动比,是指两个转动构件角速度的比值,我们可以简单理解为齿轮传动时两个不同大小齿轮的齿数比值。齿轮传动是常见的传动方式,时钟、汽车的变速箱、你的变速自行车链条等等,都是采用齿轮传动。对于任何时钟而言,秒针和分针的传动比都是60:1,分针和时针的传动比都是12:1(12小时时钟,如果是24小时时钟,传动比是30:1)。秒针跑的最快,分针其次,时钟转的最慢,相当于一个变速箱啦。

材料和工具清单:

 


  • 静音电子石英钟表芯

  • CorelDRAW或其他二维设计软件

  • 激光切割机及要加工的2-3mm板材

  • 热熔胶或其他胶水


制作过程


第一步:设计你的“时钟变速箱”

了解了时钟的原理以及秒针、分针、时针的传动比例,我们就可以着手设计齿轮“变速箱”了。由于我们通常不用读出时钟上的“秒”,所以我们决定只设计分针和时针齿轮,这样结构更加简单些。具体做法是:取下电子石英钟表芯上的秒针、分针、时针,设计一个分针齿轮,齿数是10齿,齿轮中间设计一个圆孔,刚好可以套在分针转轴上;再设计一个时针齿轮,齿数是60齿。我们把时针齿轮设计成O形圆环,齿轮在O形内侧,这样就可以直接挂在分针齿轮的外侧,靠重力自然啮合了。为了方便读取时间,别忘了在两个齿轮圆盘上标记好刻度,也可以另外设计两个稍大的刻度盘,分别粘贴在分针齿轮和时针齿轮的外层,把齿轮藏起来。



第二步:使用激光切割机加工“齿轮时钟”

将设计好的图纸在激光切割机上切割出来。为了美观和方便悬挂,你可以加工一个小盒子,将电子石英钟表芯包裹起来。为了方便读取时间,你可以在盒子上标记两个位置,一个位置指向分钟,另一个指向小时。


第三步:组装调试你的“齿轮时钟”

将切割好的部件从激光切割机上取下组装起来。将分针齿轮套在表芯分针转轴上,再把O形的时针齿轮挂在分针齿轮外侧,你的齿轮时钟就基本完成了。


齿轮时钟的调整也很简单,给表芯装上电池,将分针齿轮和时针齿轮分别对准0分和12点,然后旋转表芯后面的调整旋钮,对到现在的时间,比如当前时间是1点15分,就转动调整旋钮,让时针刻度1对准小时位置,分针刻度15对准分钟位置即可。

现在,你的无针时钟已经在默默走动了,不要质疑你的眼睛,过半小时来看吧,它走的很准呢!


点击文末的"阅读全文",下载drandolph设计的“O形钟”。仅供参考。



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