机械挂钟

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这是一个完全印刷的功能机械钟。所有零件的尺寸都适合至少 18×18 厘米的构建板。

组装时,时钟尺寸为60×42厘米(不包括重量)。

重量设计为带螺旋盖的容器,可以装满大米或沙子。

总运行时间将取决于您将其挂在墙上的高度。使用最小的卷轴,标准版本的重量将下降~每小时111厘米(每米54分钟)。随着尾羽的混合,重量将下降~9.6cm每小时(每米10h 25m)。

下表显示了卷轴中心尺寸与重量下降速度之间的关系。

表 1.原始版本的下降速度

卷盘尺寸厘米/小时每米时间
1611154 分
2416636 分
3222127 分

表 2.尾羽混音下降速度

卷盘尺寸厘米/小时每米时间
169.610小时 25分钟
2414.46小时57分钟
3219.25小时12分钟

2021-06-20更新: 添加了尾羽的混音,增加了时钟的运行时间。请参阅尾羽混音部分。

打印设置

层高:0.2毫米

填充:10-20%(摆锤重量 100% 填充)

煤层:所有轴和齿轮都有一个小的接缝缺口。切片时确保将接缝放置在该凹口中(在 PrusaSlicer 接缝位置应为“最近”或“对齐”,在 Cura 中应设置为“最尖角”)。

顶部填充:我在顶层使用了同心填充,根据我的经验,这提供了更光滑的顶部表面。

后处理

不需要对零件进行后处理,但要确保检查所有齿轮和螺母的顶面是否光滑。如果不是,请轻轻打磨任何瑕疵。

附加部件

这个时钟的几乎所有东西都是打印的,但你需要一些东西:

  • 重量的绳子或钓鱼线。我推荐钓鱼线或其他细(直径<1毫米)但坚固的绳子。
  • 用于运动部件的硅胶喷雾或其他合适的(不油腻)润滑剂
  • 用来填充重量的东西,例如大米或沙子。
  • 如果压配合不够紧,则粘合

测试公差

首先打印模型press_tolerance_test并从文件夹“公共零件rotation_tolerance_test

压配合公差

使用压配合测试确定要打印的压配合零件。这些碎片应该紧紧地固定在一起,但你应该能够在没有锤子的情况下组装它们。

如果压配合#1太松,请在组装压配合件时使用胶水。如果压合#2太紧,请在组装时用力或检查打印机/设置。

旋转公差

使用旋转测试来决定要打印哪些旋转零件。

将气缸放在轴上并尝试旋转它们。选择可以自由旋转的数字最少的那个。

坚果

选择数量最少的螺母,便于拧紧和拧下。

配色方案

这些是我使用的细丝和我使用它们的零件

普鲁萨蒙特银河黑

用于背板、螺母和连接器。

普鲁萨蒙特 哦,我的金子

用于手和重量。

普里玛精选青铜

用于大多数齿轮和摆臂。

PrimaSelect 仿古铜

用于时间齿轮、卷轴、擒纵机构、摆锤和时间环上的标记。

普里玛精选银

用于计时戒指。

印刷

您需要打印零件gear_48-12_rx的三 (3) 个实例,所有其他需要多个实例的零件已经在.3mf文件中打印它们。(gear_48-12 的三个实例不适合大多数构建板,这就是我决定只添加一个实例的原因)。

根据其公差,零件分为文件夹(并具有后缀,_pX用于压配,_rX用于旋转),仅打印与您从公差测试中选择的零件相匹配的零件。

您不需要直接打印所有reel_center_X件,如果您使用钓鱼线或其他细(直径 <1 毫米)的绳子作为重量,请从 reel_center_s 开始,否则reel_center_m。如果以后需要,您只需打印其他尺寸。

润滑

为了获得适当的功能,正确润滑运动部件至关重要。我用小刷子涂抹了硅胶喷雾。

润滑零件,如下图所示的橙色。

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集会

背板

背板部件的组装顺序并不重要,除非您使用胶水。

如果您决定在拼图接头中使用胶水,我建议您按编号顺序组装它们,因为这可以让您将胶水涂在引脚上,当按顺序组装时,引脚将始终压入插槽中。

将零件放在平坦的表面上并将它们压在一起。

将所有背板部件放在一起后,用连接器件固定它们,每个接头一个。

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壁挂式安装

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组装背板后,您应该决定将时钟挂在哪里。安装点中心之间的距离为 15 厘米。

将时钟安装到墙上,然后再继续组装。

齿轮

按下图所示的顺序安装齿轮。用与轴字母相同的螺母固定每个齿轮。标有“R”的轴和螺母是正常的右旋螺纹,标有“L”的轴和螺母是左旋螺纹。

所有齿轮的名称中都有齿数,因此,如果您不知道哪个齿轮是哪个齿轮,则可以计算齿数。

齿轮 27-10、36-12、second_36-12 和 minute_60-12 应具有指向后方的较小齿轮,所有其他双齿轮应具有较小的齿轮指向前方。

对于您连接的每个齿轮,请确保它可以自由旋转(在您转动后应该能够自行旋转)。对于直到最后一个(分钟档位)的所有齿轮,通过转动最后一个添加的齿轮来旋转整个齿轮链应该相对容易。如果有明显的阻力,请确保公差正确,印刷品中没有缺陷导致阻力,并且轴和齿轮都得到了适当的润滑。

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戒指和指针

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将环连接到背板上的销钉上。如果压配合太松,请在环背面的每个孔中加入一滴胶水。

将指针连接到计时齿轮上,并旋转分时齿轮,使它们分别指向上方。每只指针的背面都印有字母,以指示它适合哪个档位(S代表秒,M代表分钟,H代表小时)。

如果需要,使用摆锤销和胶水连接摆锤重量的两个部分。

插入摆锤螺母和摆臂并转动螺母,直到摆臂背面的凹口与重物顶部对齐。

将钟摆连接到背板上并用螺母固定。

检查钟摆是否可以自由摆动,您应该能够通过顺时针轻轻转动擒纵轮来使其以恒定的速度摆动。如果没有,请将其移除并解决导致阻力的任何问题(打印缺陷、润滑等)

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卷轴和重量

首先将砝码的绳子切割成适当的长度,它应该从背板上的剩余轴延伸到地板。

将绳子绑在砝码上,并在里面加一块胶带盖住孔,以防止填充砝码时泄漏。

用米饭或沙子填充重量,然后拧上盖子。对我来说,3 分升大米就足够了,但重量高达 3.9 分升。

将绳子的另一端连接到卷轴中心件。如果您将钓鱼线与reel_center_s件一起使用,请将其拉过盘子上的孔并在另一侧打一个小的止动结,例如双手塞结。如果您使用的是另一个中心件,请像重物一样将绳子绑在别针上。切断任何多余的绳子。

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如上图从左到右所示组装卷轴,如果需要,使用胶水作为手柄。如果您使用的是中心件reel_center_s请确保塞结位于棘轮辐条之间。将棘轮插入齿轮时逆时针转动棘轮。

将卷轴连接到背板上并用螺母固定。

祝贺!您现在已完成程序集。现在是时候测试和调整时钟了。通过逆时针旋转卷轴来卷起它,然后轻轻推动钟摆以启动它。

调整

卷轴和重量

为了正常工作,必须对钟摆施加适量的力,这要根据卷轴中心件和重量进行调整。钟摆应继续摆动一点,超过它停止擒纵轮的位置,但不要太远,以至于它停止在擒纵轮上,见下图。

如果钟摆摆动得不够远,您可以:

  • 确保零件已正确润滑
  • 通过填充更多或更重的材料来增加重量的质量
  • 使用更大的卷轴中心件

如果摆锤摆得太远(撞到擒纵轮的内部),您可以:

  • 使用较小的卷轴中心件
  • 减少重量的质量
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钟摆周期

要调整时钟的速度,您可以通过转动摆锤重量内的螺钉(可从背面访问)来更改摆锤的周期。向上移动重量会减少周期并使时钟运行得更快,向下移动会使时钟运行得更慢。

理论上,通过将重量向上或向下移动 1 毫米,时钟速度将每小时调整 ~12 秒。

摆锤的周期应为0.75秒,这意味着擒纵轮旋转一整圈需要9秒。

调整时间

要调整时间,请卸下固定分齿轮的螺钉并将其拉出 5-10 毫米并转动。这将转动分齿轮和小时齿轮,而不会与其他齿轮相互作用。将分齿轮向后推并更换螺母。https://player.vimeo.com/video/564224040

尾羽混音

这是一个混音,允许您将尾羽(backplate_08)替换为带有附加齿轮的新版本,以增加时钟的运行时间。

在打印此混音之前组装并测试时钟的原始版本(如果您打算打印此版本,则可以在打印原始版本时忽略backplate_08,所有其他部分仍将使用)。

印刷

打印 Tail 混音文件夹中的零件(文件名中带有“混音”的模型)。使用与其他打印相同的打印设置和公差。

润滑

如上所述润滑所有混音部件。

重量

由于混音中的额外传动装置,您将需要更重的重量。我没有为此提供任何可打印的版本,因为它会大得离谱。我建议使用各种物体作为重量来测试可靠操作所需的重量,然后找到一块重量正确的漂亮岩石(我使用带有reel_center_24的 4.7 公斤岩石)。

请记住通过在岩石背面添加毛毡垫来保护您的墙壁,以防止划伤。

集会

首先从时钟上取下卷轴和尾羽。连接新的尾羽并用连接器固定。

连接新的尾羽后,应在新的安装点添加螺钉。这对于处理新重量的质量非常重要。

如下图所示,按顺序安装齿轮和卷轴。齿轮 24-11 和 24-12 应具有指向后部的较小齿轮。

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做!现在混音已经组装好,你可以开始测试你需要多少重量。

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