复古达芬奇机械钟传动结构复刻

当初做这套结构的时候，最先踩的坑是摆臂轴孔的同轴度偏差，第一次3D打印样件的时候，棘爪和棘轮啮合的时候总卡滞，拆下来看才发现打印层厚导致的孔位偏移了0.12mm，后来把轴孔的配合公差调到H7/g6，重新调整了支撑的摆放角度，才解决了走时卡顿的问题。最开始参考古早手稿复原的时候，很多传动比的标注是模糊的，手稿里的齿轮齿形是近似圆弧的非标准齿，不是现在常用的渐开线，要是直接套标准齿轮参数，走起来会有明显的跳齿，我反复调整了三轮齿廓的曲率，把非圆齿轮的节曲线拟合了七次，才让重锤下落的动力能平稳传递到擒纵机构，不会出现走时忽快忽慢的情况。跨软件转档的时候也出了不少问题，最初在别的软件里搭的摆锤支架导进工程软件的时候，曲面碎面有二十多处，尤其是支架和主夹板连接的圆角位置，碎面导致装配的时候约束总报错，我花了一下午把碎面逐一修补，把不必要的小圆角做了简化，既保留了复古机械的粗粝质感，又让装配约束能完全锁死，不会出现运动仿真的时候零件飞出去的情况。做结构取舍的时候也纠结了很久，手稿里的原结构是全木质榫卯连接，要是完全照搬的话，日常把玩的时候榫卯位置很容易松脱，我把主夹板的连接位置改成了隐藏式的嵌装螺母，不破坏外观的复古感，又能让反复拆装的时候结构不会松动。摆锤的配重位置我也调了好几次，最开始配重太靠下，钟摆的周期太长，走时慢了近三分之一，把配重块沿着摆杆上移了18mm，又微调了擒纵叉的摆角，才让走时周期接近常规时钟的节奏。做运动仿真的时候，一开始齿轮侧隙留得太小，传动的时候总出现干涉报警，把侧隙调到0.08mm之后，既能保证传动没有回差，又不会因为热胀冷缩出现卡滞。还有那个星形的支架脚，最开始做的壁厚是2mm，打印出来拿在手里发飘，把壁厚加到3.2mm之后，整体重心稳了很多，放在桌面上不会轻易碰倒。整个结构没有加多余的装饰件，所有外露的齿轮、连杆、摆锤都是传动系统里的必要零件，拧动发条的时候能看到整套齿轮依次转动，擒纵叉一卡一停带动摆锤摆动，完全还原了达芬奇手稿里那种把机械逻辑完全外露的巧思，没有藏着掖着的结构，每一个零件的作用都能直观看到，不管是做机械原理的实训演示，还是摆在桌面当创意摆件，都能感受到早期机械设计的巧妙。