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用3D打印DIY出好看又实用的太阳,地球,月亮模型

本文可以学到:

1.如何用3D打印制作一个三位一体:太阳,地球,月亮模型?

2。齿轮系数是什么?

用3D打印DIY出好看又实用的太阳,地球,月亮模型

美好的一天,从周一开始。

可石斧君,却并不美好。

想必大家都知道,米国贸易代表团已经来访了。

相谈之中,真没想到对方竟然如此厚颜无耻。

谈判,可以先声夺人!可以站在自己的立场!可以为自己谋福利!

但在谈之前,请先搞清对象。

搞不清,就想如此狮子大开口?

还真以为,我们像以前,看你脸色,任你揉捏?

江西11选5走势图也不看看现在是什么时代了。

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时代不同,起点也不一样了。

江西11选5走势图以前,那是从早到晚,只想着吃饱穿暖。

每天,只需多做一点,就能多吃一口饭。

哪有什么心思搞什么小发明,小科创制作的。

可现在不一样了!

只要你有合理的想法,就可以动手去做,去发明。

这不,灵感一来,就想走出去,看看银河系的美景。

江西11选5走势图我们都知道,地球,月球是围绕着太阳旋转的。

可是,这样的自然旋转规律,我们又怎么用3D打印来实现呢?

今天,就趁着灵感爆棚的机会,一起来看看。

材料和工具

  • 3D打印机

  • 大量PLA

  • 平整玻璃床

  • 堆叠黄铜管

  • 太阳,月球,地球(可以用木头,塑料制作或装饰玻璃弹珠)

  • 木制底板 (外径200毫米的山毛榉木砧板)

  • 生肖或星表盘

  • 底座的橡胶脚

  • 热熔胶

  • 小直径切管机

  • 针文件(用于清理黄铜管)

  • 初级钢锯(用于切割3毫米黄铜管)

  • 江西11选5走势图柱钻和钻头范围(用于清理3D打印的钻孔)

  • 橡皮布或手套(以帮助在切割时抓住细管)

  • M3螺丝(曲柄手柄)

  • 带有尾座的车床Jacob的卡盘(用于清理粗切黄铜管和清理孔)【可选】

  • 台虎钳(用于将轴承和齿轮轴压入3D打印部件)【可选】

第1步:规划齿轮比

天体运动,说简单点就是几个物体在圆盘上转动。

而圆盘上旋转,就不得不涉及到齿轮之间的转动了。

从表面上看,挺容易的,但实际操作,却挺繁琐的。

你不但要知道每个天体旋转频率周次,还要计算清楚齿轮轴线数。

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要知道,地球和月球在围绕太阳运动,一年才旋转一次的。

而模拟地球和月球运动,齿轮轴线怎么也要遵循这个原理的。

就算没有这些相同的齿轮,附属的天体也要相对于太阳旋转一圈。

想象中,模型上的大部分运动部件都是安装在同一个系,太阳轴上的单一弯曲"轨道"臂上。

这会显得整个太阳轴太沉重了,也不美观。

为了方便设计,我决定设计一个简单的手动曲柄。

每次顺时针旋转使模型前进一天,它运动通过一对堆齿轮传递给其余的行星齿轮。

将设计简化,我决定将手摇曲柄放在轨道臂的移动端。

在操作时,它会缓慢地绕着曲轴的底板移动。

这样,曲柄的背板有助于支撑轨道臂的自由端,该臂带有所有的齿轮。

手摇曲柄转动一对伞齿轮,通过一个10齿的齿轮驱动所有行星运动的。

地球在其轴线上的旋转每转一圈,因此整体传动比为1:1。

江西11选5走势图齿轮系是10:10,9:9。

月球围绕地球每29.54天旋转一次,这是通过10:50,11:65的齿轮系实现的。

为什么我会对齿轮的比例知晓得如此详细?

这一点,参照了一个齿轮列车计算器网站。

这个网站在给定用户约束的情况下,会计算给定比率的最佳齿轮选择。

http://scientific601.altervista.org/gear/gearcalc

通过地月系统,我们知道两者每365.25天绕太阳旋转一次。

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其实,这个操作是很容易实现的,只需要延长月球的轨道轴。

需要的比率也不复杂,为365.25 / 29.54 = 12.36。

这是通过月球轨道齿轮上的小齿轮获得的,该小齿轮与代表太阳轨道的更大的齿轮啮合。

或者为11:136,比例是12。36。

江西11选5走势图若是延长月球驱动比,创建完全独立的一系列齿轮直接从手摇曲柄运行到太阳轨道会更有效。

由于地球 - 月球系统在"年"期间围绕太阳旋转,因此与轨道臂(39:48:39)连接的齿轮的"弗格森机械佯谬"排列导致地球的轴向倾斜相对于天体保持固定领域。

机械佯谬装置上的不同输出齿轮也负责旋转倾斜的月球节点盘。

月球节点(月球轨道在两点经过黄道)以每年19。36度的速度逆行。

因此,轨道臂每转动18.6圈,月球的轨道面就必须旋转一次。

江西11选5走势图这是使用39:48:37的齿轮系数实现的。

特别注意的,经典的机械佯谬排列有三个相同直径的齿轮在一条直线上。

虽然这并不是一个非常严格的要求,但是从连接另外两个放置更大的齿轮偏置会更容易些。

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月球的高度取决于月球相对于月球节点的位置,通过一个径向臂上的推杆,也可用来固定月球相对于地球的方位。

只不过,地球旋转轴的方向相对于天球是固定的。

这一事实意味着即使地球没有围绕其自身的轴旋转,地球也会相对于太阳每年旋转一次。

因此,手摇曲柄的单圈实际上相对于太阳旋转一个恒星日(23小时56分),而不是太阳日(24小时)。

知识补充:齿轮系数是什么鬼?

齿轮系数即载荷系数K,包括使用系数KA、动载系数KV、齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数Kβ,即K=KAKVKαKβ。

使用系数KA:是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动载荷取决于原动机和从动机械的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态等。

动载系数KV:是考虑齿轮自身啮合传动时所产生的的动载荷影响的系数。与制造及装配误差,圆周速度等有关。

齿间载荷分配系数Kα :是考虑齿间载荷分布的不均匀所产生影响的系数。

江西11选5走势图与齿距误差,弹性变形等有关。

齿向载荷分布系数Kβ:是考虑齿面上载荷沿接触线分布不均所产生影响的系数。

与齿轮相对轴承的位置,轴、轴承、支座的变形以及制造、装配误差等有关。

第2步:打印零件

江西11选5走势图我们都知道想设计制作什么产品,知晓其中的原理是很重要的。

现在清楚了天体运动之间的原理,那么也就唯有设计图较繁琐点。

江西11选5走势图利用FreeCAD软件绘制出所需要的齿轮以及其他3D打印部件,然后用Cura软件将它们切成3D打印。

不过,为了减少公共轴上啮合误差,获得准确的设计参数,是需要进行多次尝试。

设计图也ok了,现在所要做的就是将所需要的零件打印出来。

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打印,其实并不复杂,只不过会比较耗时。

在打印的时候,一定不能在任何齿轮上产生"大象脚"(第一或第二层比其余部分更宽),这样是为了防止它会破坏啮合。

也为了防止部件从玻璃床上剥落,之前准备好的喷发胶作用就来了,就是为了适合最大的齿轮上而准备的。

同时,也为了避免使用支撑件以及印刷床上最大表面的所有部件,也得以让大部分齿轮镜面表面得到处理。

第3步:组装

组装这件事,真没有什么可说的。

江西11选5走势图装备顺序,完全取决自身的心情。

只不过在组装之际,会有很多小细节。

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江西11选5走势图要说真正比较棘手的,也不过是地球-月球这部分,毕竟四个嵌套管在那儿的。

在组装前,可以先用电钻钻一个6.5毫米孔的大块木材来支撑整个组装过程,这样在操作上会减少很多麻烦。

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按照前面所示图,从65m1 / 11m1月轨道齿轮(安装6mm轴承)开始,先将37m1.054 /月球节点板(5mm轴上)组装起来。

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组装过程中,同时推动或者轻轻扭转运动就可以了。

切记不要用力过度,毕竟每个齿轮都是可以滑动的。

接下来通过外围的孔将支撑月亮的3毫米管装入65m1 / 11m1齿轮。

然后将39m1安装到4mm轴上,并将其插入37m1.054齿轮下的5mm孔中。

将主轴压入地轴,也就是月轴和太阳管的顶部。

江西11选5走势图在这基础上,也不要忘记了将月球轨道臂安装在4毫米的月亮管上。

最后一部分现在可以放在3毫米的月球支撑轴上,5毫米的孔落在大多数齿轮旋转的4毫米垂直地轴上。

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月球轨道臂底部的小推杆将接触倾斜的月球节点板,以确保月轴管可以上下自由移动,并且在重力作用下落到月球节点板上。

江西11选5走势图做好这些,再将轴向倾斜支架安装到4毫米垂直地轴的顶部。

将这些组装好了后,也不要心急,还有一些小器件等着呢。

拿出一个10m1的齿轮,将其安装到3mm的地轴驱动轴上(留出约6mm的伸出量以便装入下面的轨道臂轴承中),然后将地球驱动轴插入4mm垂直轴。

装好之后,切记用9m1齿轮将另一端固定好,以防出现不必要的松动。

之前留出约6mm的突出部分,主要是为了配合轴向倾斜支架上的轴承。

做到这里,可以说整个子组件机械已经大功告成了。

只不过,在使用的时候,可能需要移动齿轮的位置和管的相对悬垂部分,以使其与其他齿轮很好地啮合。

将136m1和39m1机械悖论中心齿轮推到一起(它们夹在一起),然后将它们放在6毫米的黄铜管中,以保持太阳平衡。

穿戴好橡胶手套,将6mm垫片安装在39m1齿轮下,然后将轨道臂向上滑动至太阳管,放下48m1和50m1 / 11m1的齿轮。

此时,也应安装带有4 mm驱动轴的10m1齿轮。

不要忘记,安装好小垫片和12m1伞齿轮,将其固定好。

这时候,将地球 - 月亮子组件装入轨道臂。

为了可以在太阳管上上下移动轨道臂,得确保好所有齿轮整齐地啮合并且间隔好距离。

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为了避免安装时会有倾斜,可以尝试将地轴管拆卸了,然后用热熔胶将球体连接到主轴上。

拿出太阳指针,将其放入轨道臂旋转中心的位置 。

记得光亮的一面朝上,以便在它绕基板移动时有间隙。

江西11选5走势图通过逆时针旋转伞齿轮(从上方看),应该可以使整个模型机构轻松移动。

只不过这将会导致月球逆时针旋转地球和所有其他运动发生。

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检查下,若是没有任何东西粘住或滑倒,在将4毫米的轴承压入曲柄手柄的小端。

然后再将第二个12m1锥齿轮压入适当长度为4mm的管子中,并将其安装到之前已装配有5mm直径轴承的曲轴壳体中。

按下4 mm管另一侧的曲柄手柄的时候注意下,锥齿轮安装在曲柄外壳的侧面,并有大的矩形切口。

用一把尖嘴钳清除曲柄旋钮孔的支撑,然后使用一个短的M3螺丝将曲柄旋钮通过4 mm轴承连接到曲柄手柄上。

提供曲柄外壳组件到轨道臂上的正方形投影(这是矩形切口的用途),检查两个伞齿轮很好地啮合。

当它看起来不错时,用热熔胶将曲柄外壳组件固定到轨道臂上。

拿起木盘,用方块找到中心,标记中心并钻至6毫米。

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如果不喜欢原始颜色,可以将木版标记应用于光盘的顶部和侧面,这可以说是任何生肖或星盘都能安装的位置。

为了确保太阳指针的方向正确,以便在一年中,能够以正确的顺序穿过正确的星座,可以使用热熔胶在周围三点或四点进行胶合。

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现在将橡胶手套放回原位,并将太阳管的透明端插入底板的6毫米孔中。

做好这些,剩下的就是检查整个"年份"操作是否顺利了。

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怎么样,有想法就会有创造!

不经意间,太阳,地球,月球,三位一体模型就在你手上诞生了。

你还在等什么?

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,可以参考手板模型的资料,
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