חידות הנדסיות לחדר בריחה

בסוף שבוע האחרון הייתה לי תקוות שווא שאני אצליח להתקדם קצת בפרויקטים האישיים שלי. יש לי כמה בשרוול שרק מחכים לזמן פנוי (לשמחתי יש לי מידי פעם כאלו זמנים😎 ). אני מתכנן לשדרג את גרסת OctoPrint במחשב ששולט על המדפסת, להוסיף חיישן שיתריע על סיום חומר גלם למדפסת, לתכנן שולחן מחשב מתקפל ומתכוונן וזה לא הסוף. חזרתי קצת לעבודות נגרות שאני מאוד אוהב וגם פה יש כמה פרוייקטים כגון שולחן עבודה מתקפל עם חיבור לכלי עבודה חשמליים למינהם. בקיצור לא מעט פרויקטים בדרך.

מה שבפועל קרה בסוף השבוע הזה היה אתגר מעניין שצץ לו פתאום. אשתי הכינה הדרכה למורות בנושא למידה דיפרנציאלית וחיפשנו איך מאתגרים קצת את המוח עם חיבור לרעיון השונות שמשתלבת.
אישית, בכל פעם שאני שומע דיפרנציאל קופצת לי לראש תמסורת דיפרנציאלית של הרכב. במקרה הזה העיקרון מאוד דומה וקרוב. תמסורת דיפרנציאלית ברכב מטרתה לאפשר מצב שבו במהלך פנייה של הרכב, הגלגלים אשר מסתובבים במהירויות שונות ינועו יחד ויאפשרו תנועה אחידה של הרכב. בתחום החינוך מנסים למצוא דרכים לשלב גם את הילדים מהירי קליטה ואת אלו שעם קשיים לימודיים כדי להגיע יחד לאותה נקודה ובצורה אחידה.

אשתי הציעה שננסה לפתח את הכוון הזה ולייצר הפעלה שקשורה לתמסורת הדיפרנציאלית. מכיוון שלהתחיל למדל ולייצר תמסורת כזו זה לא משהו טריוויאלי עברנו לחפש משהו פשטני יותר ואז עלה רעיון, לתכנן מספר גלגלי שיניים בגדלים שונים ולנסות לשלב אותם יחד ולראות לאן זה ימשיך.

השלב הראשון היה תכנון של הגלגלים. בעזרת תוכנת SolidWorks toolbox יצרתי חמישה גלגלים שונים. נקודה חשובה שעמדה בפני הייתה העובדה שהם צריכים להשתלב אחד עם השני ובקלות.
לצורך זה החלטתי להשתמש בהגדרת מודול גדול. למי שלא מכיר עדיין (דיברתי לא מעט בפוסטים הקודמים שלי על גלגלי שיניים) אז המודול, בלי להיכנס לנוסחאות אבולבנטה, מגדיר את הגודל של השיניים ויחד עם כמות השיניים הנדרשת מתקבל הקוטר של הגלגל.

כדי להדפיס מהר יותר החלטתי לבטל את השכבה העליונה ולא להדפיס מילוי כלל. צריך להיזהר עם שינוי הגדרות כאלו בתוכנת Cura כאשר המודל שלכם אינו שטוח בחלקו העליון. במקרה שלי זה היה חד משמעי אבל כאשר מדובר במשהו מדורג לדוגמא, התוכנה מזהה אזורים שנמצאים בחלק החיצוני בתור השכבה העליונה ויוצרת חורים בהדפסה.

נקודה נוספת חשובה שצריך לקחת בחשבון זה התייחסות לעובדה שהחומר מתכווץ בזמן שהוא מתקרר. לצורך כך הכניסו בגרסת Cura 4.6 הגדרה שנקראת Hole Horizontal expansion שלוקחת את המידה שמגיעה מהתכנון ומגדילה את המיקום של הנחת החומר כך שבסופו של דבר תתקבל המידה הנכונה.
אז הדפסתי את הגלגלים וכעת כאשר יש לנו גלגלי שיניים בצבעי גוגל.

כעת הגיע השלב השני באתגר והוא הכנת החידות עצמן. יצרנו תבנית מלבנית עם מרווחים שוים בכוון אופקי והתחלנו למקם עליהם את הגלגלים. שוב נכנסה לסיוע תוכנת SolidWorks על ידי אפשרויות השילוב שהביאו להגדרת המיקום המדויק. בסופו של התהליך יצרנו מספר חידות אשר התבססו על שילוב גלגלי שיניים, סיבוב של גלגל ראשי וקבלת תוצאה מאחד או יותר מהגלגלים האחרים.

המיקום של הגלגלים נעשה על ידי עמודים שהורכבו מבסיס מודפס ודיבל עץ. הגלגלים עצמם הסתובבו בצורה חלקה על העמוד אך לצערנו העמודים עצמם גם טיילו קלות ובסופו של דבר היה קצת מורכב למקם את החידה.

לקראת הסיבוב הבא (שהוא בעצם חלק מסוף השבוע הקרוב!) אכין לוח שיכיל את כל החורים הנדרשים ועליו יניחו את החידה וימקמו את כל הגלגלים בצורה קלה יותר.

מתחילים את סוף השבוע עם המון תוכניות ובתקווה גדולה שיאפשרו מנוחה מחשבית משבוע עבודה עמוס מאוד.

The 3DP blogger. (איל ס.)