Fab Academy 第九周:機械設計

這周學習 機械設計,作業是

小組作業

做一台機器,包括終端執行器,建造被動部分和手動操作部分

課堂筆記

一、原理

  • stress-strain 應力

    物體由於外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗外因的作用,並試圖恢復到變形前的位置。

  • moduli 模

  • elastic 彈性, plastic flow

  • friction 摩擦

  • spalling 剝落

  • hysteresis 磁滯

  • backlash 反彈

  • flexure 彎曲

  • force loops 力循環

  • elastic averaging 彈性平均

  • kinematic coupling 運動學耦合

二、材料

  • plastic 塑料 : Rigid HDPE Polyethylene 很適合做機械部件
  • metal 金屬
  • ceramic 陶瓷
  • rubber 橡膠
  • foam 泡沫

三、部件

  • fasteners (緊固件): nuts 螺母, bolts 螺栓, washers 墊圈

  • pins (開口銷)

  • framing (框架): metal, plastic, t-slot, self-aligning

  • drive(驅動): gears 齒輪,sprockets 鏈輪,belts 傳送皮帶,chains 鏈條,shafts 轉動軸,rods 螺紋釘,nuts

  • guide: shafts, rails 導軌, slides

  • couplers 耦合器: shafts, joints

  • bearings 軸承: ball,thrust 推力軸承,linear 直線軸承,rotary 迴轉軸承,sleeve 滑動軸承

  • rotary: wheels, pulleys 滑輪, casters 腳輪

  • lubricants 潤滑劑

作業:製作一台簡單機器

我們小組做的是一台自動切蛋卷的機器 - -

這兩周的作業讓我第一次深刻體會到工科的特點:所有東西都需要準確計算,才能正常工作。

測量

Fablab 提供了這周課程的一些零部件,我們先用遊標卡尺把它們的尺寸都量好。

然後仔細讀 MTM 的教程:

  • The Machines that Make Project at the MIT Center for Bits and Atoms
  • We have another spot for documentation here.

設計

原本打算直接用教程裡面 cardboard 的源文件,但是實驗室的紙板厚度和硬度都不理想,只好放棄。只能選擇激光切割薄木板再拼接,不能按照原來可摺疊的特性去設計,需要重新在 Fusion 360 里建模。

開始設計前,最好先把所有參數都設好,在畫圖形時就可以直接調用參數,方便最後隨時根據材料調整厚度。

然後一個部件一個部件地畫出來:

切割和組裝

實驗室的薄木板尺寸很小,只有 450 mm x 300 mm,不得不分成兩部分切割,再把它們拼起來。

在 CoralDraw 裡面設置切割參數:

  • speed: 2.7
  • power: 97

正式切割前,先來試驗一下參數是不是對得上:

看起來沒問題:

再做了一些調整,然後才開始切割和組裝:

機器結構做好了,下周任務是讓它動起來~

課程資源

  • Fab Academy 2016 課表
  • Week9 課程視頻
  • Week9 課程大綱
  • 我的英文筆記 Gitbook
  • 公眾號文章列表

專欄文章

  • Fab Academy 第一周:怎樣在一周內建好自己的網站

  • Fab Academy 第二周:CAD

  • Fab Academy 第三周:機器切割

  • Fab Academy 第四周:製作電路板

  • Fab Academy 第五周:3D 掃描和列印

  • Fab Academy 第六周:電路設計基礎
  • Fab Academy 第七周:數控機器
  • Fab Academy 第八周:嵌入式編程

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