Étape 2: Calculs détaillés
Avec la stratégie de base comprise, il était temps de passer aux détails. J’ai commencé une grande feuille de calcul pour calculer les vitesses et les forces. Il est attaché si vous voulez regarder, bien qu’il ne peut être que passionnant ou facile à déchiffrer. J’ai mis à l’époque de l’orbite réelle de toutes les planètes et établi les rapports entre eux. J’ai alors mis dans un personnage pour la rapidité de l’orbite de la planète le plus rapide, le mercure, serait sur la sculpture. 1 tr/min pour le mercure mis temps orbite de Neptune à 11,4 heures. C’est un peu long, donc nous avons fini par faire 4 fois plus rapide-mercure serait en orbite une fois toutes les 15 secondes. Un peu rapide pour quelque chose qui se passe autour dans un cercle de diamètre de 6 pieds, mais toujours raisonnable, et puis Neptune irait autour une fois toutes les heures de 2,85.
Puisque nous étions plasma CNC, les vitesses de coupe et découpe au plasma ne produit pas de bords précises par tous les moyens, les dents des engrenages devaient être assez grand. De cette façon, l’imprécision de la découpe plasma serait faible par rapport à la taille de dent d’engrenage. Nous sommes allés à engrenages avec un module de 0,5 pouce. Un peu de théorie des engrenages : diamètre primitif se rapporte au diamètre d’un cercle imaginaire autour de l’engin où le maillage entre deux engrenages théoriquement se produit. La forme des dents d’engrenage est effectivement assez compliquée et prend quelques constantes obscures pour calculer, mais chaque dent finit par être quelque part à proximité à mi-chemin à l’intérieur et à mi-chemin de ce diamètre extérieur. Module fait référence aux unités de diamètre primitif par dent. Si nous avons un engrenage du module 0,5 po et 24 dents, cela signifie donc que le train a un diamètre de 12". Engrenages doivent avoir le même module de maille, et le diamètre doit être même par incréments du module. Si nos engins tous devaient être réalisé par incréments de 0,5".
Il y aurait aussi un réducteur de vitesse de voiture ver qui sortent du moteur principal, un lien de pignon/chaîne entre le réducteur et la boîte de vitesses et des niveaux supplémentaires de l’engrenage de la boîte de vitesses sur chaque planète. C’est donc un ensemble assez complexe et interrelié de choses, et j’ai dû ajuster les proportions de tous les composants pour atteindre la vitesse désirée de chaque planète. C’est où les feuilles de calcul sont votre ami ! J’ai mis en place une série de formules pour la vitesse de rotation de chaque composant, chaque formule dépend le résultat de celui saisi dans le groupe motopropulseur. Même si le résultat final est compliqué, c’est juste une collection de relations simples. J’ai joué avec les tailles des engrenages et pignons dans la feuille de calcul jusqu'à ce que les vitesses d’orbite ont été proche de ce que nous voulions.
À ce stade, j’ai également eu à trouver une façon de gérer le couple contre le vent. La pièce est conçue pour résister à un vent de 85 mi/h, et qui se traduit par tout un tas de couple de grosses planètes qui se trouvent sur le bras longs. Pour éviter d’avoir à concevoir l’ensemble du système pour répondre à tous ce couple, j’ai décidé de plutôt permettre au système de glissement à un certain couple, qui serait de laisser la girouette du bras du vent et de réduire la force sur le système d’entraînement. Le glissement proviendraient de freins utilisés pour le contrôle de vitesse, qui serait mis en place à serrer juste assez pour un fonctionnement normal. Puis, j’ai pu utiliser une charge réduite de couple sur le système et fait quelques calculs sur des éléments clés pour s’assurer qu’elles pouvaient contenir le couple de conception.
