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机械表的机械结构及其工作原理!

机械cax3602018-09-13 16:49:57


【每日学机械】第173期, 机械手表是完全依靠机械原理来完成计时工作,虽然感觉比较原始,跟不上现代科技发展的潮流,但是机械本身具有的独特魅力是无可比拟的。




机械表通常可分为:手动上链及自动上链手表两种。这两款机械的动力来源皆是靠机芯内的发条为动力,带动齿轮进而推动表针,只是动力来源的方式有异。




手动上链的机械表是依靠手动拧动发条作动力,机芯的厚度较一般自动上发条的表薄一些,相对来说手表的重量就轻。而自动上链的手表,是利用机芯的自动旋转盘左右摆动产生动力来驱动发条的,但相对来讲手动上链手表的厚度要比自动上链的小一些。


机械表的组成

机械表由机芯和外观部件组成。机芯包括传动系、原动系、上条拨针系、擒纵调速系、指针系,机芯零件是由夹板以螺丝钉把它们组合在一起的;外观部件由表壳、表盘、表针、表带等零件组成。




01 传动系

传动系由中心轮、过轮、秒轮、擒纵轮等组成,是将发动力传动至擒纵轮的一组传动齿轮,并带动指针机构。




机械表的传动系统,将机械表的原动系统与调速机构连接起来,从而成为一条完整的主传动链,这一链条运转的是否通畅、稳定,直接决定了机械表机心走时精度的优劣。


02 原动系

原动系的结构是由条盒轮、条轴、发条等原件组成,是手表工作的能源部分,是补充整个机构的阻力消耗,推动各齿轮的转动,维持摆轮的震荡。




机械手表机芯内主传动链条的源头-原动系统,它的定义就是其内部存储弹性元件发条,即存储弹性势能,这取决于发条的长度及厚度的弹性势能决定着机械手表走时时间的长短,发条在将其储存的弹性势能转换为机械能后为机械手表提供原始能量,当发条储存的弹性势能全部释放出来之后,机械手表便失去能源供应而停止运行。


03 上条拨针系

上条系由使用手表的人通过装在表壳外侧的柄头部件来实现手工卷紧发条的,拨针亦是同理。无论是摇板式或离合轮式的上条拨针机构,齿轮传动是广泛应用的传动型式,而立轮与小钢轮的传动、离合轮和拨针轮的传功又是具有特殊形式的齿轮传动。




在机械手表中上条传动直接用两个圆柱齿轮-立轮和小钢轮传递作垂直相交轴间运动,在拨针传动中,则用一个圆柱齿轮(拨针轮)和一个端面齿轮(离合轮)传递垂直相交轴间运动,对这两种传动的主要要求是工作可靠和传动灵活,它们又取决于啮合齿轮的相互配置情况,后者增大啮合深度可以提高工作可靠性,即不易产生脱啮现象,啮合过度可能使传动不灵活甚至卡刹,故在整修或选配上条拨针机构的零部件时要侧重考虑是否影响了齿轮间的正确啮合。




04 擒纵调速系

擒纵调速系由擒纵机构和调速机构两部分组成。调速机构是靠摆轮游丝的周期性振荡,使擒纵机构保持精确和规律性的持续运动,而取得调速作用的。它包括摆轮部件、游丝部系、快慢针和活动外桩等部件。擒纵机构由擒纵轮、擒纵叉、双圆盘等部件组成,向调速机构传递能量,计量振荡次数。




05 指针系

指针机构包括时轮、分轮、跨轮部件、表盘部件、时针、分针、秒针等零部件。分轮为主动轮,通过跨轮片、跨齿轴带动时轮旋转。时轮滑套在分轮管上,时轮与表盘之间,或在时轮与日历压板之间装一个元宝形的时轮簧。随着机心传动形式的中心轮管与分轮配合,中心轮转动时依靠摩擦力带动分轮跟着一起转。偏二轮式的三轮输出传动形式,分轮片的弹性部分嵌在分轮的槽里,组成分轮的部件。




机械表的工作原理

发条是为手表提供能量的零件,圈绕在条盒内。利用条轴上的铣方槽上紧发条。条轴的方槽是由上条机构驱动。手表在无复上条情况下,即能走时36到50小时左右。由于发条经受明显的应力,时常会导致断裂。因此,当前,采用合金材料,使发条几乎不断裂。发条储存一定的能量,以均匀小量地分配给振荡器。为此,提供的能量通过轮列组,由轮列组以相同比例缩减传输力的同时增加圈数。该轮列组包括4只轮和4只齿轮,后3只轮是铆压在前3只齿轮上。




在该示意图上,斜线表示动件之间的啮合,而横线则表示动件铆接在相同轴上。第一只轮是圆周铣齿的条盒轮。最后一只轮是擒纵机构齿轮,擒纵轮铆压在该齿轮上。擒纵轮属于分配机构及计数器。条盒轮转一圈约6小时,在此段时间内,擒纵齿轮和擒纵轮转约3600圈。这数字代表第一只轮和最后一只轮之间的旋转频率比。该比例始终在此数值范围内。一般都设法使齿轮和分轮在手表的中心,并每小时转一圈。


机械手表的工作原理视频:

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参考内容:手表百科


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