我們常見的時鐘一般都有表針:秒針、分針和時針。我們可以通過指針?biāo)傅臄?shù)字方便地讀出時間。今天我們來制作一個沒有指針的時鐘,它不是一只電子表,而是一個地地道道的機械時鐘,利用齒輪傳動的方式,用不同的齒輪顯示分鐘、小時,保證造型別具一格。
在普通的表針時鐘上,表盤上有12個小時刻度、60個分鐘刻度,秒針每轉(zhuǎn)動一圈所需的時間是一分鐘,也就是說秒針轉(zhuǎn)動360度,同時分針轉(zhuǎn)動6度。而分針每轉(zhuǎn)動一圈,時針轉(zhuǎn)動30度。這就是我們制作齒輪時鐘的基本原理。我們可以把指針換成一組齒輪,秒針和分針的傳動比為60:1,分針和時針的傳動比為12:1。
所謂傳動比,是指兩個轉(zhuǎn)動構(gòu)件角速度的比值,我們可以簡單理解為齒輪傳動時兩個不同大小齒輪的齒數(shù)比值。齒輪傳動是常見的傳動方式,時鐘、汽車的變速箱、你的變速自行車鏈條等等,都是采用齒輪傳動。對于任何時鐘而言,秒針和分針的傳動比都是60:1,分針和時針的傳動比都是12:1(12小時時鐘)。秒針跑得最快,分針其次,時鐘轉(zhuǎn)得最慢,相當(dāng)于一個變速箱。
材料和工具清單:
靜音電子石英鐘表芯
CorelDRAW或其他二維設(shè)計軟件
激光切割機及要加工的2~3mm板材熱熔膠或其他膠水
制作過程:
第一步:設(shè)計你的“時鐘變速箱”
了解了時鐘的原理以及秒針、分針、時針的傳動比例,我們就可以著手設(shè)計齒輪“變速箱”了。由于我們通常不用讀出時鐘上的“秒”,所以我們決定只設(shè)計分針和時針齒輪,這樣結(jié)構(gòu)更加簡單些。具體做法是:取下電子石英鐘表芯上的秒針、分針、時針,設(shè)計一個分針齒輪,齒數(shù)是10齒,齒輪中間設(shè)計一個圓孔,剛好可以套在分針轉(zhuǎn)軸上;再設(shè)計一個時針齒輪,齒數(shù)是60齒。我們把時針齒輪設(shè)計成O形圓環(huán),齒輪在O形內(nèi)側(cè),這樣就可以直接掛在分針齒輪的外側(cè),靠重力自然嚙合了。為了方便讀取時間,別忘了在兩個齒輪圓盤上標(biāo)記好刻度,也可以另外設(shè)計兩個稍大的刻度盤,分別粘貼在分針齒輪和時針齒輪的外層,把齒輪藏起來。
第二步:使用激光切割機加工“齒輪時鐘”
將設(shè)計好的圖紙在激光切割機上切割出來。為了美觀和方便懸掛,你可以加工一個小盒子,將電子石英鐘表芯包裹起來。為了方便讀取時間,你可以在盒子上標(biāo)記兩個位置,一個位置指向分鐘,另一個指向小時。
第三步:組裝調(diào)試你的“齒輪時鐘”
將切割好的部件從激光切割機上取下并組裝起來。將分針齒輪套在表芯分針轉(zhuǎn)軸上,再把O形的時針齒輪掛在分針齒輪外側(cè),你的齒輪時鐘就基本完成了。
齒輪時鐘的調(diào)整也很簡單,給表芯裝上電池,將分針齒輪和時針齒輪分別對準(zhǔn)0分和12點,然后旋轉(zhuǎn)表芯后面的調(diào)整旋鈕,對到現(xiàn)在的時間,比如當(dāng)前時間是1點15分,就轉(zhuǎn)動調(diào)整旋鈕,讓時針刻度1對準(zhǔn)小時位置,分針刻度15對準(zhǔn)分鐘位置即可。
現(xiàn)在,你的無針時鐘已經(jīng)在默默走動了,不要質(zhì)疑你的眼睛,過半小時來看吧,它走的很準(zhǔn)呢!