Проект Маятниковые часы — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
м
(добавление)
 
(не показаны 4 промежуточные версии этого же участника)
Строка 3: Строка 3:
  
 
[[Капитанюк Светлана]](руководитель)<br />
 
[[Капитанюк Светлана]](руководитель)<br />
−
[http://tm.spbstu.ru/Трунова_Иоанна Трунова Иоанна](участник проекта)<br />
+
[[Трунова Иоанна]](участник проекта)<br />
−
[http://tm.spbstu.ru/Мосягина_Анастасия Мосягина Анастасия](участник проекта)<br />
+
[[Мосягина Анастасия]](участник проекта)<br />
−
[http://tm.spbstu.ru/Иванова_Мария Иванова Мария](участник проекта)<br />
+
[[Иванова Мария]](участник проекта)<br />
 +
[[Тараканова Мария]](участник проекта)<br />
  
−
==== Аннотация проекта ====
+
==== Цель проекта ====
−
В проекте рассматривается механизм работы маятниковых часов, его моделирование в программе Fuscion 360,а также дальнейшая реализация и непосредственная сборка конструкции.
 
  
−
==== Общие сведения по теме ====
+
Создание полноценной модели маятниковых часов из фанеры.
−
Механические часы — часы, использующие маятник, который периодом колебаний измеряет время.В зависимости от вида двигателя маятниковые часы подразделяются на гиревые и пружинные. Маятниковые часы могут быть различных размеров и конструкций, простые и сложные, например с такими дополнительными устройствами, как бой, кукушка.  
 
  
−
[http://advwatch.ru/маятниковые-часы/ Как работают маятниковые часы?]
+
==== Принцип работы маятниковых часов ====
 +
[[File:Mehan.jpg|thumb|right]]
 +
Груз 1 с помощью троса через валик 2 приводит в движение систему колес. Усилие через несколько колесных пар передается на тормозное колесико 3. Проворачивание часового механизма тормозится в результате взаимодействия тормозного колесика 3 и анкера 4 и регулируется маятником 5. Конец анкера 4 проходит в пространство между шестеренками и тем самым ограничивает движение тормозного колесика 3 на половину длины зубчика. Теперь, когда маятник будет совершать обратное движение, зубчик надавит на анкер и через стержень передаст усилие на маятник. Через несколько шестеренок ходовое колесо соединено с минутной шестеренкой 7. Скорости промежуточных шестеренок рассчитаны таким образом, чтобы минутная шестеренка проворачивалась один раз в час. И, наконец, шестеренки 8, 9 и 10 служат для того, чтобы маленькая стрелка двигалась в 12 раз медленнее, чем большая.
 +
[[File:Sx1.gif|thumb|none|Другая схема]]
 +
[[File:Sx2.png|thumb|none|left]]
  
−
==== Аналоги ====
+
==== Обзор аналогов  ====
−
Существует огромное количество аналогов механических часов, их разработкой начал заниматься еще Галилей. Независимо от Галилея в 1657 году механические часы с маятником собрал Гюйгенс. Их можно считать первым прототипом, рассматриваемой модели.
+
Отсюда была взята идея расположить часовую, минутную и секундную стрелки на разных осях.
−
[[File:Mehan.jpg|большой палец|право]]
+
 
 +
[[File:Analog1.jpg|thumb|left]][[File:Analog2.jpg|thumb|none]][[File:Analog3.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Подробное изучение механизма часов ====
 +
 
 +
[[File:IzMex1.png|thumb|left]][[File:IzMex2.jpg|thumb|none]]
 +
[[File:IzMex4.png|thumb|left]][[File:IzMex3.png|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Работа над проектом ====
 +
 
 +
Расчет количества колес и числа зубьев.
 +
[[File:Rasch4.jpg|thumb|left]][[File:Rasch2.png|thumb|none]]
 +
[[File:Rasch1.jpg|thumb|left]][[File:Rasch3.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Моделирование первых деталей ====
 +
 
 +
[[File:Pd1.jpg|thumb|left]][[File:Pd2.jpg|thumb|none]]
 +
[[File:Pd3.png|thumb|left]]
 +
[[File:Pd4.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Построение ходового колеса и анкера по чертежу ====
 +
 
 +
[[File:Xk1.jpg|thumb|none]]
 +
[[File:Xk2.jpg|thumb|none|Ходовое колесо]]
 +
 
 +
==== Принцип работы анкерного хода ====
 +
 
 +
[[File:Anx.gif|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Моделирование храпового механизма ====
 +
[[File:Xrap1.jpg|thumb|none]]
 +
[[File:Xrap2.png|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Моделирование расположения и размеров зубчатых колес, расчет межцентровых расстояний ====
 +
[[File:Zk1.jpg|thumb|none]][[File:Zk2.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
[[File:Zk3.jpg|thumb|right]]
 +
Размышления о том, как крепить зубчатые колеса на валах,  делать ли подшипники и как будет крепиться маятник.
 +
[[File:Zk4.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Сборка модели в Fusion 360 ====
 +
[[File:Sb.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Составление сметы и покупка материалов ====
 +
[[File:Mat1.jpg|thumb|none]][[File:Mat2.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Изготовление втулок и деталей из фанеры ====
 +
[[File:De1.jpg|thumb|left]][[File:De2.jpg|thumb|none]][[File:De3.jpg|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Сборка часов ====
 +
[[File:SobirM.png|thumb|none]]
 +
 
 +
==== Результаты ====
 +
* Все детали удалось собрать вместе;
 +
* Храповый механизм работает;
 +
* Вращения между зубчатыми колесами передаются, хотя и не безупречно;
 +
* Передаточные соотношения были рассчитаны верно (то есть минутное колесо вращается в 60 раз медленнее секундного, часовое – в 60 раз медленнее минутного);
 +
* Завести часы с помощью груза не получилось.
 +
 
 +
==== Почему не удалось завести часы с помощью груза? ====
 +
* Зубчатые колеса слишком свободно держатся на валах и вращаются не в одной плоскости, а задевая друг друга;
 +
* Из-за отсутствия подшипников и маленького размера барабана, трение не дает барабанному колесу повернуться под тяжестью груза;
 +
* Очень тонкие и хрупкие зубья на ходовом колесе. Лучше было сделать их из другого материала.
  
−
==== Ссылки на дополнительную информацию ====
 
  
 
[[Category:Студенческие проекты]]
 
[[Category:Студенческие проекты]]

Текущая версия на 16:54, 6 июля 2019

Участники[править]

Капитанюк Светлана(руководитель)
Трунова Иоанна(участник проекта)
Мосягина Анастасия(участник проекта)
Иванова Мария(участник проекта)
Тараканова Мария(участник проекта)

Цель проекта[править]

Создание полноценной модели маятниковых часов из фанеры.

Принцип работы маятниковых часов[править]

Mehan.jpg

Груз 1 с помощью троса через валик 2 приводит в движение систему колес. Усилие через несколько колесных пар передается на тормозное колесико 3. Проворачивание часового механизма тормозится в результате взаимодействия тормозного колесика 3 и анкера 4 и регулируется маятником 5. Конец анкера 4 проходит в пространство между шестеренками и тем самым ограничивает движение тормозного колесика 3 на половину длины зубчика. Теперь, когда маятник будет совершать обратное движение, зубчик надавит на анкер и через стержень передаст усилие на маятник. Через несколько шестеренок ходовое колесо соединено с минутной шестеренкой 7. Скорости промежуточных шестеренок рассчитаны таким образом, чтобы минутная шестеренка проворачивалась один раз в час. И, наконец, шестеренки 8, 9 и 10 служат для того, чтобы маленькая стрелка двигалась в 12 раз медленнее, чем большая.

Другая схема
Sx2.png

Обзор аналогов[править]

Отсюда была взята идея расположить часовую, минутную и секундную стрелки на разных осях.

Analog1.jpg
Analog2.jpg
Analog3.jpg

Подробное изучение механизма часов[править]

IzMex1.png
IzMex2.jpg
IzMex4.png
IzMex3.png

Работа над проектом[править]

Расчет количества колес и числа зубьев.

Rasch4.jpg
Rasch2.png
Rasch1.jpg
Rasch3.jpg

Моделирование первых деталей[править]

Pd1.jpg
Pd2.jpg
Pd3.png
Pd4.jpg

Построение ходового колеса и анкера по чертежу[править]

Xk1.jpg
Ходовое колесо

Принцип работы анкерного хода[править]

Anx.gif

Моделирование храпового механизма[править]

Xrap1.jpg
Xrap2.png

Моделирование расположения и размеров зубчатых колес, расчет межцентровых расстояний[править]

Zk1.jpg
Zk2.jpg
Zk3.jpg

Размышления о том, как крепить зубчатые колеса на валах, делать ли подшипники и как будет крепиться маятник.

Zk4.jpg

Сборка модели в Fusion 360[править]

Sb.jpg

Составление сметы и покупка материалов[править]

Mat1.jpg
Mat2.jpg

Изготовление втулок и деталей из фанеры[править]

De1.jpg
De2.jpg
De3.jpg

Сборка часов[править]

SobirM.png

Результаты[править]

  • Все детали удалось собрать вместе;
  • Храповый механизм работает;
  • Вращения между зубчатыми колесами передаются, хотя и не безупречно;
  • Передаточные соотношения были рассчитаны верно (то есть минутное колесо вращается в 60 раз медленнее секундного, часовое – в 60 раз медленнее минутного);
  • Завести часы с помощью груза не получилось.

Почему не удалось завести часы с помощью груза?[править]

  • Зубчатые колеса слишком свободно держатся на валах и вращаются не в одной плоскости, а задевая друг друга;
  • Из-за отсутствия подшипников и маленького размера барабана, трение не дает барабанному колесу повернуться под тяжестью груза;
  • Очень тонкие и хрупкие зубья на ходовом колесе. Лучше было сделать их из другого материала.
Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Проект_Маятниковые_часы&oldid=54086»