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機(jī)械表原理

 傳道者 2013-08-02

說(shuō)到機(jī)械表,很多購(gòu)買過(guò)的朋友都會(huì)知道,機(jī)械表有半自動(dòng)與全自動(dòng)兩種,機(jī)械表動(dòng)力來(lái)源是外部手工上發(fā)條,或者全自動(dòng)機(jī)械表是通過(guò)振臂甩動(dòng)手腕帶動(dòng)表中的偏心塊旋轉(zhuǎn)上發(fā)條,最終卷曲的發(fā)條的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為齒輪的動(dòng)能,進(jìn)行工作的,各齒輪間的傳動(dòng)比配置好,達(dá)到秒針的每秒一跳(即秒針的軸每分鐘一轉(zhuǎn)),分針、時(shí)針原理也一樣,最終完成計(jì)時(shí)功能。下面來(lái)和朋友說(shuō)一下機(jī)械表的原理與組成吧。

機(jī)械表的組成

機(jī)械表由機(jī)芯和外觀部件組成。機(jī)芯包括傳動(dòng)系、原動(dòng)系、上條撥針系、擒縱調(diào)速系、指針系,機(jī)芯零件是由夾板以螺絲釘把它們組合在一起的;外觀部件由表殼、表盤(pán)、表針、表帶等零件組成。鐘表的運(yùn)轉(zhuǎn)是利用杠桿原理,就好像蕩秋千般的來(lái)回重復(fù),最基本的運(yùn)作順序是由發(fā)條中心輪第三輪第四輪擒縱輪馬仔擺輪,然后擺輪的反作用力將馬仔彈回原位的一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

             

                                    圖1、機(jī)械手表結(jié)構(gòu)

機(jī)械手表原理

上條、撥針機(jī)構(gòu)主要作用是將外力傳遞給原動(dòng)機(jī)構(gòu),發(fā)條上緊,產(chǎn)生位能,使機(jī)械手表的轉(zhuǎn)動(dòng)有了動(dòng)力。
原動(dòng)機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由發(fā)條、條盒輪、條盒蓋,發(fā)條是儲(chǔ)存力矩的彈性元件,帶動(dòng)擺輪不斷擺動(dòng)。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由一些齒輪軸和齒輪片組成,將原動(dòng)機(jī)構(gòu)的力矩傳動(dòng)給擒縱調(diào)速機(jī)構(gòu),帶動(dòng)指針位移轉(zhuǎn)動(dòng)。
擒縱調(diào)速機(jī)構(gòu)利用擒縱輪齒與叉瓦的擒縱動(dòng)作,將發(fā)條力矩傳遞給調(diào)速組件,是發(fā)條力矩等速地放松。
指針由秒針、分針、時(shí)針組成計(jì)時(shí)。
以上五部分機(jī)構(gòu)共同組成機(jī)械手表的工作原理。

                        

                                     圖2、機(jī)械表機(jī)芯

結(jié)語(yǔ):當(dāng)您聽(tīng)到手表〝?shù)未皎暔數(shù)未皎曌黜懲鹑绻?jié)拍器不停地?cái)[動(dòng)時(shí),字盤(pán)上的秒針也隨著節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng),讓我們立刻感受到時(shí)光的不斷飛逝。造成這個(gè)節(jié)奏般的聲響是由于擺輪受力反作用至馬仔所產(chǎn)生的聲音。擺輪系統(tǒng)是由合金制成并以游絲造成反作用力藉由推動(dòng)寶石彈回馬仔,一個(gè)完美的擺輪通常是以225度至270度的擺幅不停擺動(dòng),讓時(shí)間永遠(yuǎn)生生不息。以上就是小編所給大家講到的關(guān)于機(jī)械表的原理了,以上所說(shuō)僅供朋友們參考。


自動(dòng)機(jī)械表是手動(dòng)機(jī)械表的一種改良,在表里加入了一個(gè)擺陀;當(dāng)在配戴時(shí),表內(nèi)的擺陀可因手腕的活動(dòng)而 ETA 2840 自動(dòng)機(jī)芯旋轉(zhuǎn),而達(dá)到上發(fā)條的效果。一般的自動(dòng)機(jī)械表仍保留手動(dòng)上發(fā)條的功能,換言之仍可以轉(zhuǎn)動(dòng)表冠來(lái)上發(fā)條,只有一些較為便宜的自動(dòng)機(jī)械機(jī)芯,例如精工的 7S26、7S36及 ETA 的 2842,才會(huì)省略此功能。而且由于手腕的活動(dòng)會(huì)為手表持續(xù)上發(fā)條,因此自動(dòng)機(jī)械表都有防止發(fā)條過(guò)緊的功能,以避免發(fā)條損壞。但自動(dòng)機(jī)械表的出現(xiàn),并沒(méi)有完全取代手動(dòng)機(jī)械表,只是現(xiàn)在自動(dòng)機(jī)械表的產(chǎn)品較手動(dòng)機(jī)械表為多。
  近年來(lái)自動(dòng)機(jī)械表,有著不少的改良,例如精工推的 Kinetic 人動(dòng)電能手表,其原理仍是以手腕的活動(dòng)導(dǎo)致擺陀旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電力。

機(jī)械表應(yīng)是分全自動(dòng)機(jī)械表,半自動(dòng)機(jī)械表,機(jī)械表三種

  全自動(dòng)機(jī)械表不用電池,但要有發(fā)條的,和普通機(jī)械表唯一不同的是全自動(dòng)機(jī)械表內(nèi)沒(méi)有人工上緊發(fā)條的手柄,而是在表內(nèi)設(shè)置一個(gè)圍繞發(fā)條齒輪的可轉(zhuǎn)動(dòng)的重錘,當(dāng)人的手在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,重錘就做小幅度的圓周運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)發(fā)條齒輪,將發(fā)條上滿,當(dāng)發(fā)條緊到一定程度時(shí),重錘仍在動(dòng),發(fā)條上滿后齒輪不空轉(zhuǎn),不再給發(fā)條上勁

  全自動(dòng)機(jī)械表和半自動(dòng)機(jī)械表之分是全自動(dòng)機(jī)械表的重錘雙向做功,半自動(dòng)機(jī)械表是單向做功.


自動(dòng)手表是在普通機(jī)械手表的基礎(chǔ)上,增加了一部分自動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置,通過(guò)戴表人在日常生活中手臂運(yùn)動(dòng)的作用自動(dòng)上發(fā)條。表盤(pán)上印有"AUTOMATIC"字樣,為自動(dòng)表。

在自動(dòng)機(jī)構(gòu)中,由重錘(自動(dòng)擺陀)擺動(dòng),通過(guò)自動(dòng)上條輪系和原動(dòng)系相聯(lián)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上條這一特殊功能。

約在1920年在英國(guó),制表匠約翰霍華發(fā)明制造出了現(xiàn)代自動(dòng)手表的原形,它為自動(dòng)手表業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是他并不是制造自動(dòng)手表的第一人。早在1770年曾有瑞士人,路易伯勒雷制作出最早的自動(dòng)掛表。由于手工制作,數(shù)量極少,在舊貨市場(chǎng)上難以見(jiàn)到。因?yàn)樗乾F(xiàn)代自動(dòng)手表的前身和發(fā)源地。由此瑞士的制表業(yè)也因此名氣大作。

1、自動(dòng)手表的驅(qū)動(dòng)件自重錘(即自動(dòng)擺陀),通過(guò)一組自動(dòng)輪系為自動(dòng)上條的傳動(dòng)系,經(jīng)手臂擺動(dòng)自動(dòng)上發(fā)條。由于自動(dòng)手表所采用的重錘和自動(dòng)上條系的工作狀態(tài)不同,可將自動(dòng)手表的結(jié)構(gòu)區(qū)分為以下四種類型:
(1) 擺動(dòng)式單向上條;
(2) 擺動(dòng)式雙向上條;
(3) 旋轉(zhuǎn)式單向上條動(dòng),
(4)旋轉(zhuǎn)式雙向上條;
擺動(dòng)式自動(dòng)重錘只能在表機(jī)中作120°左右的擺動(dòng),為半自動(dòng)。旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)重錘在表機(jī)中能做360°旋轉(zhuǎn)運(yùn),稱全自動(dòng)。

2、在早期的自動(dòng)手表中也曾生產(chǎn)過(guò)自動(dòng)重錘在表心上兩條凹槽內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),這種自動(dòng)機(jī)構(gòu)稱抽斗自動(dòng);因其上條效果差,早被淘汰。但也因其產(chǎn)量有限,很具收藏價(jià)值。

3、部分自動(dòng)手表在表盤(pán)上有一指針,顯示自動(dòng)上條的存量,可以判斷對(duì)自動(dòng)上條的可靠性。由于機(jī)構(gòu)復(fù)雜,需要有14個(gè)零件組成,所以采用這類機(jī)構(gòu)的自動(dòng)手表不多。


手表的結(jié)構(gòu)和類型

一、普通機(jī)械手表的結(jié)構(gòu)
普通機(jī)械手表僅以時(shí)、分、秒的計(jì)測(cè)為基本功能,它的基本結(jié)構(gòu)原理如圖所示。
1、原動(dòng)系的結(jié)構(gòu)是由條盒輪、條軸、發(fā)條等原件組成,是手表工作的能源部分,是補(bǔ)充整個(gè)機(jī)構(gòu)的阻力消耗,推動(dòng)各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),維持?jǐn)[輪的震蕩。
2、傳動(dòng)系由中心輪、過(guò)輪、秒輪、擒縱輪等組成,是將發(fā)動(dòng)力傳動(dòng)至擒縱輪的一組傳動(dòng)齒輪,并帶動(dòng)指針機(jī)構(gòu)。
3、擒縱調(diào)速系由擒縱機(jī)構(gòu)和調(diào)速機(jī)構(gòu)兩部分組成。調(diào)速機(jī)構(gòu)是靠擺輪游絲的周期性振蕩,使擒縱機(jī)構(gòu)保持精確和規(guī)律性的持續(xù)運(yùn)動(dòng),而取得調(diào)速作用的。它包括擺輪部件、游絲部系、快慢針和活動(dòng)外樁等部件。擒縱機(jī)構(gòu)由擒縱輪、擒縱叉、雙圓盤(pán)等部件組成,向調(diào)速機(jī)構(gòu)傳遞能量,計(jì)量振蕩次數(shù)。
4、指針機(jī)構(gòu)是通過(guò)傳動(dòng)系帶動(dòng)指針系統(tǒng)顯示時(shí)間。
5、上條撥針系:
(1)上條:使原動(dòng)系中的發(fā)條卷緊;
(2)撥針:撥動(dòng)時(shí)、分針,校正手表所需指示的時(shí)間;上條和撥針是通過(guò)表殼外側(cè)的上條柄來(lái)完成的。

1. 手表機(jī)芯后蓋平面圖1
2. 手表機(jī)芯后蓋平面圖2
3. 上條撥針圖解
4. 走時(shí)圖解
5. 擺輪
6. 擒縱輪
7. 條盒輪
8. 動(dòng)力系統(tǒng)
9. 釘

二、 自動(dòng)手表的結(jié)構(gòu)和類型
自動(dòng)手表是在普通機(jī)械手表的基礎(chǔ)上,增加了一部分自動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置,通過(guò)戴表人在日常生活中手臂運(yùn)動(dòng)的作用自動(dòng)上發(fā)條。表盤(pán)上印有"AUTOMATIC"字樣,為自動(dòng)表。
在自動(dòng)機(jī)構(gòu)中,由重錘(自動(dòng)擺陀)擺動(dòng),通過(guò)自動(dòng)上條輪系和原動(dòng)系相聯(lián)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上條這一特殊功能。
約在1920年在英國(guó),制表匠約翰霍華發(fā)明制造出了現(xiàn)代自動(dòng)手表的原形,它為自動(dòng)手表業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是他并不是制造自動(dòng)手表的第一人。早在1770年曾有瑞士人,路易伯勒雷制作出最早的自動(dòng)掛表。由于手工制作,數(shù)量極少,在舊貨市場(chǎng)上難以見(jiàn)到。因?yàn)樗乾F(xiàn)代自動(dòng)手表的前身和發(fā)源地。由此瑞士的制表業(yè)也因此名氣大作。
1、自動(dòng)手表的驅(qū)動(dòng)件自重錘(即自動(dòng)擺陀),通過(guò)一組自動(dòng)輪系為自動(dòng)上條的傳動(dòng)系,經(jīng)手臂擺動(dòng)自動(dòng)上發(fā)條。

補(bǔ)充:

 陀飛輪是鐘表大師寶璣發(fā)明的一種調(diào)速裝置。法文Tourbillon有“漩渦”之意,陀飛輪是音譯與意譯相結(jié)合。

陀飛輪手表1陀飛輪手表1


       寶璣發(fā)明陀飛輪,是為了校正地心引力造成的機(jī)件誤差。機(jī)械式時(shí)計(jì)之所以能按一 定的節(jié)奏循規(guī)蹈矩地走時(shí),全靠擒縱裝置的精確控制。

陀飛輪手表2陀飛輪手表2


        如果擒縱調(diào)整機(jī)構(gòu)本身的動(dòng)作不準(zhǔn)確,時(shí)計(jì)便隨之失準(zhǔn)。造成擒縱裝置動(dòng)作不準(zhǔn)確的罪魁禍?zhǔn)资堑匦囊ΑU{(diào)速裝置中的擺輪是利用游絲的彈性來(lái)完成擺輪運(yùn)動(dòng)的。

        由于游絲總是以一定方向卷動(dòng),所以時(shí)計(jì)的放置位置姿勢(shì)(上下左右的位置)變化時(shí),這一部分所受到的重力作用也會(huì)使軸承的摩擦力發(fā)生變化。于是便產(chǎn)生了一種稱為“位置差”的精度誤差。

陀飛輪手表3陀飛輪手表3


       例如,將手表放置在平面上是,就和戴在手腕上經(jīng)常擺動(dòng)時(shí)不同,產(chǎn)生了或快或 慢的差異。

       十七世紀(jì)末,人們對(duì)鐘表精度的要求顯著提高,再無(wú)法容忍這樣的“位置差”。于是,寶璣便挖空心思,尋求解決的絕招。他想:擒縱裝置之所以受重力的影響,是 因?yàn)樗臋C(jī)件處于固定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如果使這一部分的位置不斷地改變,方位不同會(huì)導(dǎo)致絕大多數(shù)情形下抵消重力的作用。根據(jù)這一構(gòu)思,寶璣想出了一個(gè)巧奪天工的辦法。他把這個(gè)擒縱調(diào)速系統(tǒng)安裝在一個(gè)框架(Carriage)中。這框架以一定的速度不斷地打轉(zhuǎn)。

陀飛輪手表4陀飛輪手表4


       當(dāng)擺輪在某一位置受到某一方向的重力影響時(shí),到另一 位置將會(huì)受到另一方向的重力影響,框架不斷地轉(zhuǎn)動(dòng),擺輪的位置也隨之改變,從而接受各種方向的影響;換言之,在宏觀上,各種方向的影響將相互抵消,等于沒(méi)有影響。 即使在當(dāng)今的手表上,陀飛輪也屬于機(jī)械式復(fù)雜時(shí)計(jì)的豪華配備。它代表了最高水準(zhǔn)的技術(shù),因此,能生產(chǎn)這種時(shí)計(jì)的廠家并不多。


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