מאוד חששתי שלא אצליח להגיע למצב בו יש חלק ב' לתכנון הבמה לתצוגה אבל לשמחתי האתגר מכיל אזורי עניין רבים שעדיין לא פוצחו מבחינתי.
אז מה בעצם היה לנו עד עכשיו?
במה פשוטה שניתן לסובב רק בצורה ידנית אבל לצערי מתנדנדת בצורה כזו שבמהלך הסיבוב הכל זז ועף.
בפוסט הקודם הצבתי מספר תנאים:

• להפוך את הבמה ליציבה יותר.
• לשנות צבע ואולי לאפשר החלפת משטח.
• לגרום לבמה להסתובב באופן רציף ללא דחיפה ידנית

שלושת המאפיינים האלה הם הבסיס בשבילי להמשך התכנון של הבמה המסתובבת שלי. אז אנסה לפרק אותם למרכיבים ונראה לאן זה יוביל אותנו. את נושא משטח הבמה עצמו אשאיר להמשך. לדעתי זו נקודה שתלויה במבנה של המנגנון שיבחר וכמובן הצבע הוא בשליטה פשוטה יחסית.

אז איך גורמים לבמה להסתובב באופן רציף ובאופן עצמאי…. על ידי שימוש במנוע כמובן. התחלתי לחקור איזה מנועים זמינים לי מתחת ליד.
המנוע הראשון שבחנתי היה מנוע של מקציף חלב (וכנראה גם הרסתי קצת את המקציף).

זה מנוע פשוט ביותר שמופעל על ידי סוללות. שמפעילים אותו הוא מסתובב במהירות גבוהה מאוד ופה נכנס אלמנט חדש לתנאי היסוד. הבמה צריכה להסתובב במהירות נמוכה (לדעתי כסיבוב אחד לדקה). חיפושים באינטרט הובילו אותי להבין שעל ידי הפחתת המתח המהירות תקטן. כלומר במקום 3 וולט מספיקה סוללה אחת והמהירות תקטן בצורה משמעותית. על ידי הורדת המתח יותר ניתן להגיע למהירות איטית מאוד. אבל פה נולד תנאי יסוד חדש. מהירות איטית על ידי הפחתת המתח מביאה למנוע חלש מאוד ללא כוחות רבים ושלא מצליח לסובב כמעט כלום.
למנוע הזה היה שתי בעיות. המנוע מאוד גבוה ולכן אצטרך לייצר תומכות לבמה בהתאם לגובה אבל כל זה לא משנה כי כאשר ניסיתי להקטין את המהירות הוא פשוט הפסיק לעבוד.

בחנתי מנוע נוסף שהגיע אליי (במשלוח מאמזון כמובן). למנוע הזה יש מספר נתונים שמסייעים בתהליך. זהו מנוע נמוך בצורתו, ולכן לא אצטרך לבנות תמיכה גבוהה. יש לו לא מעט כח אבל הוא מסתובב במהירות עצומה. 5500 סיבובים לדקה בהפעלה עם 3 וולט. לאור העובדה שהפחתת מתח מביאה לפחות כוחות החלטתי לייצר הפחתה על ידי בניית תמסורת גלגלי שיניים.

ישנם מספר סוגי גלגלי שיניים שונים. השוני הוא בכוון השיניים ובצורת השילוב. אני בחרתי להשתמש בגלגלי שיניים עם שיניים ישרות. גם בגלל המחשבה על הדפסה פשוטה וגם כי הכי פשוט לבצע חישובים עבור סוג זה. אני לא אכנס פה לנוסחאות וחישובים אבל הנתון הכי חשוב להתייחס אליו הוא יחס התמסורת.

עבור המנוע שאני בוחן כעת, יש צורך להוריד את המהירות פי 5500 וכאשר מחשבים יחס תמסורת ניתן להתייחס ליחס בין מספר השיניים של כל גלגל. כלומר בהנחה שהגלגל הקטן שמניע עם 12 שיניים והגלגל הגדול עם 60 שיניים היחס הוא 1:5. על כל חמישה סיבובים שהגלגל הקטן יעשה יסתובב הגדול פעם אחת.
מחישוב זה נדרש לייצר גלגל שיניים עם 458 שיניים כדי לקבל יחס הגיוני של סיבוב. קוטר גלגל שיניים תלוי בכמות השיניים ומקדם שנקרא מודול (משפיע על צורת השיניים). בשימוש במודול קטן מאוד של 0.25 נקבל גלגל שיניים בקוטר 11 ס"מ. מודול קטן כזה בקוטר גדול כזה מביא לשיניים מאוד קטנות ואז גם קשה להדפיספן בצורה טובה וגם הסיכוי להחלקה בין הגלגלים גבוה מאוד, דבר שמקשה על התפעול שלו, ואז יתכן שהבמה לא תסתובב כלל. מידע מעניין על חישובי גלגלי שיניים ניתן למצוא בקישור המצורף.

דרך נוספת לשימוש בגלגלי שיניים היא צימודים (Compound) ואת זה ניתן לתכנן על ידי חיבור בין זוגות גלגלי שיניים על אותו ציר.

במקרה הזה היחס הסופי מתקבל על ידי מכפלות של יחסי השילוב בין זוגות הגלגלים בדרך ואז על ידי מספר זוגות עם יחס תמסורת קטן ניתן לקבל יחס גדול מאוד. קישור לסרטון שמסביר את החישובים נמצא כאן . יצרתי דוגמא של סדרת גלגלים כאלו עם מודול גדול כדי להבין את המבנה וגיליתי שנדרש לשנות יחסים בדרך (אחרת הם משתלבים האחד בשני) או לעלות בגבהים כדי לאפשר ביטול השילוב הזה.

האמת שהיה מאוד מעניין לתכנן את היחסים ואת הגלגלים אבל כמובן שגם במקרה הזה ישנן מספר בעיות. הראשונה היא שנדרש להשתמש במודול יחסית גבוה כדי שהשיניים יודפסו כמו שצריך. מודול גבוה (בתמונה זה מודול 1) מוביל לגלגלים גדולים מאוד ואז נדרש לעבוד על יציבות של המנגנון והעמודים שלו ועל נעילת הגלגלים למקום (ולא לאפשר לגלגל להשתחרר מהמנוע לדוגמא).

אחרי כל המשחקים האלו, עלה רעיון אחר. הייתי מת להגיד שזה קפץ לי במקרה שעמדתי ליד המיקרו אבל זה לא יהיה פייר :).
אחד מהחברים בעבודה שמע על הנסיונות שלי ושאל אותי למה לא להשתמש פשוט במנוע של מיקרוגל. הרי גם שם יש במה מסתובבת. הוא פישפש בקופסאות שלו ומצא מנוע ישן כזה שמסתובב במהירות נמוכה מאוד, כשלושה סיבובים לדקה ועם הרבה מאוד כוח. עכשיו נשאר לבחון כיצד מתאימים אותו לתכנון הבמה שלי. את זה אני מניח שנסגור בחלק השלישי והאחרון של הבמה.

The 3DP blogger. (איל ס.)