如何建立一个曲柄和滑块机制(build a crank and slider mechanism)

如果你需要将旋转运动转换为往复的直线运动,曲柄和滑块是一种有用的机制。要建造一个,你需要一个曲柄轴,一个连杆或连接杆,以及一个滑块。我们将向你展示如何在家里用家用材料、木材或金属建造一个简单的工作模型。...

步骤

  1. 1选择材料。这个例子将使用纸板和铁丝,因为几乎任何人都可以很容易地获得和切割它们,但更坚固或更有吸引力的模型可以使用轻木、冰棒棍、木材、硬质工艺泡沫、金属,或发现的材料,如容器盖。根据你能找到的东西和你是否能轻松地使用它们来选择材料。
  2. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 1
  3. 2创建一个底座。底座只是支持其他机构部件并为旋转部件提供支点。在这个纸板模型中,从麦片盒侧面切下的一大张纸板将作为底座。
  4. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 2
  5. 3切出曲柄。曲柄需要两个支点。它们可以是在一个圆形的切口上,如图所示,也可以是在一个短的长方形的两端。如果你想要一个圆形,可以用圆规或围绕一个合适大小的圆形物体,如罐子或玻璃,进行追踪。在曲柄的中心开一个孔,在靠近圆的边缘再开一个孔。对于线性曲柄,在两端附近开孔。不要把任何孔放在离边缘太近的地方。
  6. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 3
  7. 4切出轴。使其长度约为两个孔之间距离的两倍。在轴的两端附近开孔。
  8. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 4
  9. 5切出滑块。这可以是一个简单的长方形,不管你使用的是什么材料。如果你要把滑块放进管子里,比如说管子,你可能更喜欢圆柱形的物体,比如说软木或一块木栓或杆。在滑块的一端放置一个孔。
  10. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 5
  11. 6设计一种方法,使滑块沿着线性路径保持不变。对于一个二维的纸板模型,你可以使用折叠好的长方形并粘在你的底座上。使这些固定器的长度是曲柄的2倍,再加上滑块的长度。
  12. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 6
  13. 7准备支点。这个模型使用工艺线和纽扣,但任何能够自由穿过孔洞并将碎片固定在一起,同时允许它们相互旋转的组合物都可以。
  14. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 7
  15. 8在你的底座材料上开个孔,在你的曲柄中心(或一端)和底座之间建立一个支点。
  16. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 8
  17. 9在曲柄和轴之间建立一个支点。如果你在木头或纸板的基础上制作一个二维模型,把轴放在曲柄的上面。
  18. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 9
  19. 10在轴和滑块之间建立另一个支点。在一个二维模型中,将滑块放在轴的下面。
  20. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 10
  21. 11旋转曲柄,使滑块处于完全缩回的位置。在它的两边安排好固定器,使它有一个移动的路径,并把它们固定好。对于纸张来说,胶水甚至是订书钉都可以。
  22. Image titled Build a Crank and Slider Mechanism Step 11
  • 用尺子在直线上切割,特别是在滑块上。
  • 使作品相当宽大,特别是如果你正在使用一种精致的材料,如纸板或轻木。这将有助于防止它们过于弯曲或折叠而不是转动。
  • 由于曲柄末端遵循一个圆形路径,滑块的运动将遵循一个正弦模式。换句话说,滑块的位置遵循曲柄角度的正弦。这也意味着,在曲柄旋转速度不变的情况下,滑块的速度在其行程中间最大,在其行程两端最小。
  • 在这个模型中,曲柄的旋转运动驱动滑块,但也有可能是滑块驱动曲柄。为了使之有效,曲柄应该有一点角动量,以保持它在滑块行程的两端旋转。如果你在这个模型中来回推动滑块,你可能不得不推一下曲柄,让它越过其行程的中心。
  • 发表于 2022-03-10 11:43
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  • 分类:生活方式

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