En tellurion er et modul til simulering af bevægelse af jord og måne. Denne type modul findes i museet, men ses sjældent på markedet. Nogle forenklet version af tellurion findes på internettet, men et komplet (næsten) tellurion modul blev sjældent lavet af DIYers. I denne vejledning vil jeg forklare, hvordan jeg designet (original) og lavede tellurion ved hjælp af materiale købt fra internetbutikker. Den samlede pris uden forsendelsesgebyr er omkring $ 80, som omfatter gear, kobberrør, lejer, motor, LED og 3D trykte dele. For at montere tellurionen kan det være nødvendigt at have 5 + timer. Alt design bruger det gratis online 3D-værktøj onshape .

forsyninger:

Trin 1: Introduktion

Min søn Linxi kan lide viden om solsystemet meget. Jeg fandt en videoserie om solsystem til børn på Youtube, og min søn så dem alle igen og igen. En dag fandt jeg en video om træ tellurion holzmechanik, som inspirerede mig til at lave en til min søn.

Designet af Tellurion fra holzmechanik er stor: enkel og elegant. Men jeg har ikke værktøjer til at skære trægear som vist på videoen. Desuden springer jorden ikke, hvilket er en skam (jeg ved at tilføje denne funktion vil kræve flere gear, hvilket vil svække designens enkelhed og elegance)! En spindejord kan dog vise, hvordan dag og nat skiftes. Så jeg tror, ​​at funktionen skal opbevares.

Designet af Solar System Orrery inspirerede mig meget. Solen i det design vil dog spinde, som ikke stemmer overens med sandheden. Men designet af 3D-sol med LED gav mig en ny ide at få solen af ​​min Tellurion-model belyst.

Kiggede flere videoer, fandt jeg, at kredsløbsplanet af månen er tilbøjelig til ekliptikken med ca. 5 °, og det er grunden til, at måneformørkelsen opstår (skam, det ved jeg ikke før). Så denne funktion er også meget vigtig, skal have.

Så min fortælling skal have følgende funktioner:

• Jorden vil rotere
• Månen drejer rundt om jorden med 5 graders hældning
• Solen er en pære.
• Jordens aksel peger altid på Polaris.

Med ovenstående funktion kan tellurion demonstrere dag og nat skift, årstider ændre, sol og måneformørkelse og månen faser.

Trin 2: Design og materialer

Der er mange orrery og tellurion modeller på ** Youtube **, de fleste af dem blev lavet i kobber, som jeg ikke har værktøjer til at lave mig selv. Og jeg har heller ikke værktøjer til at lave trægear hverken, så jeg besluttede at gøre tellurionen ved hjælp af akryl. Jeg har heller ikke værktøjer til at skære akryl heller ikke, men der er mange web-butikker, der sælger denne service.

3D-design til gear og 3D-trykte dele er tilgængelige. Bemærk, når du skærer gearene ved hjælp af laserskærer, bør laserens bredde overvejes.

• Til 6 mm coper rør: udvendig diameter er 6 mm, og indvendig diameter er 3 mm. og 3mm rørets udvendige diameter er 3mm, indvendig diameter er 1mm. Du skal muligvis have sandpapir til at polere 3mm-røret for at lade det spinde glat inde i 6mm-røret.
• Kuglelejernes størrelse er: 6 mm (indvendig) x 13 mm (udenfor) x 5 mm (højde) og 3 mm (indeni) x 8 mm (udenfor) x 4 mm.
• Den presserende lejeres størrelse er: 7 mm (indvendig) x 17 mm (udenfor) x 6 mm (højde).
• Akryllim

Du kan bruge andre størrelser af rør og lejer ved at ændre det design, som jeg synes er altid nødvendigt. Bemærk: Som "the_tool_man"nævnt, ved hjælp af bøsninger i stedet for kuglelejer kan løse backlash problemet, og jeg håber virkelig, du kan prøve.

Trin 3: Mekanisme

• Plad A og gear B tilhører månedelen, de limes sammen og spinder rundt om deres akse (rør).
• Gear C & D limes sammen og fastgøres til aksen. Så de vil ikke spinde. Når understøtningsarmen roterer med sin akse, er gearet C på grund af gear C, så gearet B begynder at rotere, så planet A. Dette vil simulere drejningen af ​​månen til jorden.

Det venstre gear til det største gear er designet til månen. Månen har en periode på omkring 27,32, så månen vil have 365.25 / 27.32 = 13.369 runder om året. Forholdet mellem diametrene på de to tandhjul skal være 13.369. Vi kan ikke have nøjagtigt forhold på grund af antallet af tandhjuls tænder skal være heltal. Så jeg skrev et script (i R) for at finde de bedste gear:

for (x1 i 110: 135) {for (x2 i 8:12) {forhold <- x1 / x2 hvis (abs (ratio-R) <d) {print (abs R) print (indsæt (d, x1, x2, collapse = ""))}}}

Kør over script kan vi få resultatet:

1 13.33333 1 '0.0359931673987308 120 9' 1 13.4 1 '0.0306734992679356 134 10'

Så de bedste gear er 134 og 10, men diameteren er lidt større (268 cm), så jeg vælger parret: 120 & 9.

• Gear D, E, F, G og H var designet til at sikre, at gear H vil rotere en runde om året, hvilket vil føre til, at jordens akse altid peger på Polaris. Antallet af tænder i gear D & H og gear E & G skal være ens.
• Gear I, J, K, L, M, N, O & P blev designet til at øge gearets hastighed, som var målrettet mod jordens spin. Gears N & O, gear L & M, gear J & K blev limet sammen og kan rotere med henholdsvis deres akse. Gear jeg er fastgjort til sin akse, mens dens akse kan rygge inde i det ydre rør, som til sidst fører til jordens drejning.
• Gear V, U, T, S, R & Q blev designet som reduktionsgear, som vil køre gear G, og til sidst køre jorden rotere med sol. Gear S & R, gear U & T blev limet sammen og roterer med henholdsvis deres akse. Gear V er fastgjort til sin akse. Gear G er fastgjort til sin akse, så det kan køre gear F og E for at rotere. Mens gear D er fastgjort til sin akse, vil gear G faktisk drive drivarmen til at rotere med sin akse, som simulerer rotation af jord til sol.
• Gear P, Q & I sammen med plan 3 og 4 blev limet sammen og kan rotere med deres akse.
• Gear X, Y er reduktionsgear, og gear Y vil køre med motor.
• Gear I - V blev brugt til at sikre, at jorden roterer 365 runder om året. Det matematiske forhold i geargruppen er, at når gear V roterer en runde, skal gearet rotere 365 runder. For at finde de rigtige tænderantal gear, skrev jeg dette script (i R):

i0 = 32 i1 = 32 i2 = 32 i3 = 32 d = 100

for (x1 i 15:24) {for (x2 i 15:24) {for (x3 i 15:22) {for (y3 i 15:22) {for (y2 i 15:24): 24) {for (y0 i 16:21) {forhold <- (x1 / (i1-x1)) * (x2 / (i2-x2)) * (x3 / (i3-x3)) * (y1 / (i1-y1)) * (y0 / (i0-y0)) hvis (abs (forhold-365.25) <d) {print (ratio-365.25)) d <- abs (forhold-365.25) hvis (d <5) {print (indsæt (x1, x2, x3, y3, y2, y1, y0)) print)) * (y2 / (i2-y2)) * (y1 / (i1-y1)) * (y0 / (i0-y0))) print ("")}}}}}}}}} 1 0.6253846 1 "21 24 22 22 24 24 19" 1 28.93846 1 "" 1 0.5157143 1 "23 23 22 22 24 24 18" 1 25.45714 1 ""

Jeg har to grupper, som ligger meget tæt på 365.25. Jeg valgte den anden, så jeg kan sige, at denne tellurion kun har halvdag fejl i et år. En anden grund til at vælge den anden gearkasse er, at de gør jorden ryggen langsommere end den første gearkasse.

Trin 4: Kredsløbsdiagram for LED og motor

Trin 5: Afsluttende arbejde

Trin 6: Konklusion

Tellurion fungerer generelt som forventet. Et uventet problem er, at månen ikke roterer glat. En årsag til dette problem er, at hullerne til at holde lejer på støttearm er meget stramme, hvilket pressede lejernes form fra cirkel til oval, en anden grund er hullerne mellem gearene jo større værre.