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需用时 06:13
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自制桌面可升降工作台
DIYer: Cast
制作时间: 1个月
制作难度: ★★★☆☆
GEEK指数: ★★★★☆
 

寝室实在是小的不得了,即便有心买两张桌子一张画图看书一张办公作业也没地方放。 可怜的大学生啊~But,这可难不倒GEEK范儿的大学生,尤其是DIYer。

(友情提示:桌子用到的空间是下方空出来的,经过实验…没有人的脚能够舒服的伸那么长……)

原理 作品由三部分组成:传动机构(齿轮齿条+链轮链条),升降装置(剪形架),翻盖机构(齿轮齿条)。

成品三维主视图

成品三维主视图

作品三维图-背面

作品三维图-背面

剪型架安置在工作台内底部,传动装置则位于剪型架两侧,两边分别用两块隔板分开,剪型架前后也有隔板。每块隔板分布在剪型架四周,在剪型架上升过程中还可起到限位的作用。

作品三维图-传动机构a,1-盖板;2-导轨;3-链传动机构;4-齿轮齿条机构1;5-手轮;6-齿轮齿条机构2;7-剪型架;8-剪型架支撑板

作品三维图-传动机构a,1-盖板;2-导轨;3-链传动机构;4-齿轮齿条机构1;5-手轮;6-齿轮齿条机构2;7-剪型架;8-剪型架支撑板

通过链传动,把动力分别输送至连接盖板的齿轮齿条机构1(如图中4所示)和驱动剪型架的齿轮齿条机构2(如图中6所示)。

齿轮齿条机构1中的齿轮固定在侧板上,即齿条做上下竖直运动,用于驱动盖板升降和翻转;盖板两侧分别装有不完全齿轮,与工作台台面上的小齿条啮合,从而实现盖板的旋转。盖板齿轮齿条机构2与剪型架相连接,同于机构1,齿条上下竖直运动,以此来驱动剪型架上升和下降。

 
作品三维图-传动机构b,8-液压减速杆;9-延时装置;10-弹簧插销;11-导轨

作品三维图-传动机构b,8-液压减速杆;9-延时装置;10-弹簧插销;11-导轨

好了,结构差不多讲解完毕,开始动手吧~~~~~

材料

(如果学校让你这么折腾的话就最好了…) | ○ 现有办公桌一张 | ○ 木料场卖萌所得木板若干 | ○ 齿轮6个(大齿轮4个,小齿轮2个)+齿条1米 | ○ 链轮7个 | ○ 链条2条 | ○ 手轮1个 | ○ 轴承6个 | ○ 轴承座3个 | ○ ∅10的铝轴4m+∅10的钢轴550mm | ○ 插销3个+弹簧若干+风筝线若干 | ○ 400mm长的二折导轨4个,250mm长的二折导轨8个

制作

我做的这个内部空间为 长x宽x高=400x240x420 盖板的尺寸是250x400x10 剪形架上盖板的尺寸是240x400x10 这里小的10mm是因为要考虑盖板竖直的时候需要和剪形架盖板一起放置。

如果做的尺寸不是很大的话,可以选择小一些的齿轮和链轮。

如果做的尺寸不是很大的话,可以选择小一些的齿轮和链轮。

可以看到主要是把传动机构定位到侧板和桌子内壁之间,因此定位很重要。 我用的大齿轮是模数=1,齿数=60的;链轮是3分20齿的,节距9.525MM,外径64MM。

 
其实就是把齿轮和链轮焊在一根轴上。

其实就是把齿轮和链轮焊在一根轴上。

并没有什么一定的距离限制,只要各个链轮在同一个平面就ok。齿轮装在靠近内壁的那一边。 从后面看的话,左右两边各两个这样的齿轮和链轮焊一起,所以,总共要4个。

 
中间那根杆上,在我们图上看不到的那面有一个U型槽。

中间那根杆上,在我们图上看不到的那面有一个U型槽。

由于我们需要两边受力合理,使台面上升更平稳,所以中间需要一个传动轴,一根轴上加两个链轮,两个链轮上的齿一定要对齐,否则会有倾斜,盖板上去就会歪歪扭扭。

 
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好了这个时候需要最精确的定位了:要把这四个轮轴+传动轴准确定位到桌子内壁 (因为链传动存在节距,如果这个时候不按照节距算距离的话,会出现脱链的情况…我已经亲身试验过脱链了,各位不需要尝试了… ) 算距离也很简单,先拿出链条,把链轮卡在链条上拉紧绷直,只要记得两个链子算作一个距离就可以了。

注意:传动轴位于整个剪形架的宽度中心位置,我的宽度是240mm,所以,这里是传动轴在剪形架中间120mm,但是,传动轴和后挡板的距离是150mm,因为要装后盖板。 在竖直方向上的位置需要由剪形架的位置得出,后面详细讲解

定好位置了,各位肯定看到这里多了两根短轴,左边一根是为了让链轮多啮合一些角度才放置的,右边一根短轴是为了张紧链轮用的。

轮轴的固定要用到轴承,我的轴是直径10mm的,所以轴承也要内径10mm,但是轴承的外径达到了26mm,可以去买25mm的木工钻,装到手枪钻上…到时候晃一下,就是26的孔了,不要晃太大了,我们要的是过盈配合,最好到时候是稍微用榔头垫一块大木头能敲进去的。如果,大家怕麻烦的话,也可以直接用轴承座,只是这会稍稍加大传动机构的横向尺寸。其实,也没大多少… 短轴的固定直接用轴承座。 侧板上统一用轴承座。

把轮轴都固定好了,就开始由轮轴的位置固定二折导轨吧,这里用到400mm的二折导轨,二折导轨上固定齿条,方法是齿条和二折导轨分别打两个孔,用螺丝以固定就ok了。 上图:

右侧

右侧

 

接下来就是重头戏:剪形架=11根轴+12根空心钢管+8个二折导轨+盖板

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总共用到了11根轴,10根铝轴(质量小,重量轻)+1根钢轴(受力最大,需要强度和刚度) 受力的时候是存在挠度会形变的,不过,不会弯的很大。 轴的中部是直径=10mm,长度为260mm,两个外侧是直径=6mm,每一侧的长度是50mm,其中还要分别用板牙转出30mm长的螺纹。(轴需要台阶,是为了正好让空心钢管卡主轴,这样就能使结构非常稳定)

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钢轴的做法同上,但是需要更长,中间长度依旧为260mm,但是总长需要稍微小于桌子内壁的距离,需要卡在U形槽内。

因为钢轴是唯一被传动系统驱动是剪形架运动的零件,它是架设在中间的(钢轴位于中间三根轴的中间,是因为在剪形架的行程不变的前提下,它的行程与受力均会适中)

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做轴需要耐心,我是用车床做出来的,铝的性质比较韧,我的废品率还是挺高的…至于多高…额,很高,两层楼这么高。

轴都做好了,接下来就开始做折腾空心钢管吧,空心钢管的尺寸:20mm高,10mm厚,240mm长,这是标准规格的,市场上都是有卖的,卖下萌就可以直接让师傅帮你切割了。

 
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我们需要做的就是打孔,孔的直径是6mm,正好让我们车出来的轴套进去,位置都是在中线上,正中间一个孔,两侧分别向内定位7mm打两个孔。

之后就是把二折导轨装在剪形架的各个角上了,因为整个剪形架都是以中间的三根轴在空间中不动,两侧的8根轴向中间移动而使剪刀架运动的。

装二折导轨并无什么难度,只需要心细一点就可以了,安装的时候需要L型的角铝用于固定,(L型角铝直接有的卖)导轨也是可以直接买到的,安装过程就不细述了。

 
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最后把他们组装好吧~

 
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这个时候我们已经做好了剪形架和传动机构,剩下的就是把这两部分组装到一起。 他们是通过U型槽连接的。(前面提到过,钢轴是会受力变形的,而且是剪形架上升则钢轴两侧向下弯曲,下降则相反,这就是需要U型槽的原因,可以起到柔性连接的作用)

 
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注意观察U型槽的位置

注意观察U型槽的位置

U型槽的安装已在前面的图中标示,按照后盖板上升距离=钢轴行程的原则进行定位,U型槽直接定位到齿条上。

我的后盖板行程是240mm,钢轴行程接近240,加上U型槽的柔性,因此可以比较默契的使后盖板的升降和剪形架的升降达到反向同步。

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初具雏形

初具雏形

 

最后就是实现盖板的翻转功能了,其实这个地方才是整个作品的亮点所在。

想一下:在我的工作设备靠剪形架上升的同时,盖板需要翻转90°之后再下降,等盖板下降到最下限位时,剪形架正好靠插销卡在与桌面水平的位置;同理,到了剪形架下降的时候,盖板需要先上升再翻转,一切都需要同步,可证可逆的运行,而且,他们是不用电的!

虽然这个结构让人煞费苦心,但是最后却是一个非常简单的结构实现了功能。

 
盖板翻转装置

盖板翻转装置

对的,90°的小齿轮和齿条啮合就能完成了。

 

现在我们的作品已经初具雏形了,就差一个防止盖板过度翻折和剪形架无法卡主的插销结构了。 主板下部装有三个弹簧插销,如图所示,用于辅助支撑盖板,减轻齿轮齿条的载荷,防止盖板在水品位置下落。显示器下降时,拉动主板下的销子,剪型架即可正常下降。

自锁装置,边上3个为弹簧插销

自锁装置,边上3个为弹簧插销

弹簧插销详图

弹簧插销详图

插销可以直接购买,买到以后再把弹簧放到后面,就可以成为一个有自锁功能的插销了,它的拉紧是靠3根风筝线按照最佳受力的方向沿着滑轮固定的,是不是有点小机关的味道?!

减速机构:

剪型架上部分别在两侧安装了液压减速杆,减速杆用于防止显示器下降过程中重力作用速度过快,防止冲击对显示器的破坏。

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安装位置如图。

看到了吧,那两个大大的鸭子嘴巴一样的东西,我买的时候老板跟我说这是液压的,不过我一直很怀疑,我强烈怀疑这是用扭簧调节压力的,因为可以用六角调节压力!

 
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所有需要完成动作的结构我们都做出来了,现在就是装前后左右的侧板以及装手轮了,到了这一步,之后都是水到渠成的工作了~对了,有没有发现还有桌面被镂掉了两个大孔?不要忘记放两片有机玻璃填充下再贴一层膜,这样就美观又实用了。 最后让我们看看成品~

 
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  • 总结:这里的尺寸要求很少,真的不是我懒,而是木头这个东西,真的不好定位,总是遇到木屑纷飞的情况,往往定位的很好,切割出来总是差了几个mm。所以,我们需要把大要求烂熟于心就行了~

感谢栋X、波X and老蒋~你们懂的~thanks~

最后上个视频,介个……是凌晨刚做完拍出来的……我已经处于将睡未睡的薛定谔的喵状态了,不要吐槽我……

DIYer签到处

 
编辑: 灰色泰迪熊

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The End

发布于2012-05-14, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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机械专业,DIY爱好者

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