淺析無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

李軍

摘要：在機(jī)械手表中，有卡度的機(jī)械手表在擺輪的工作中快慢夾會(huì)對(duì)游絲的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響；無(wú)卡度的機(jī)械手表在調(diào)整擺輪時(shí)過(guò)程煩瑣、復(fù)雜、且難度大?；谏厦娴膯?wèn)題，設(shè)計(jì)一種新型的無(wú)卡度走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)，在保持原有無(wú)卡度機(jī)械表擺輪游絲結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上可以簡(jiǎn)化手表機(jī)芯在調(diào)整走時(shí)的過(guò)程中的過(guò)程，降低調(diào)整難度，克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)卡度機(jī)械表手表調(diào)整走時(shí)復(fù)雜且容易使擺輪不平衡的情況。

關(guān)鍵詞：手表；擺輪；調(diào)整；走時(shí)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）10-0239-02

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

機(jī)械手表走時(shí)速度的快慢的關(guān)鍵之一就在于手表擺輪振動(dòng)的周期時(shí)間。我們通常以通過(guò)改變擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或調(diào)整擺輪游絲的實(shí)際工作長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整手表走時(shí)速度的快慢。我將調(diào)整擺輪邊緣質(zhì)量和擺輪游絲長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)叫作手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)。

1 新型無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的

針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械手表中調(diào)整手表走時(shí)快慢的結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。新型無(wú)卡度走時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)要延續(xù)原有無(wú)卡度結(jié)構(gòu)中通過(guò)調(diào)整擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方式調(diào)整手表走時(shí)快慢，不影響游絲收放自如的優(yōu)點(diǎn)，并且在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)擺輪在手表機(jī)芯上完成調(diào)整，同時(shí)保證擺輪的調(diào)整前后的平衡一致，使無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)的快慢調(diào)整起來(lái)更加方便快捷，且在調(diào)整過(guò)程中令擺輪整體保持平衡。

2 新型無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)各零件形狀及作用

為了讓新型無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)更加清晰，更容易理解，將整個(gè)調(diào)整結(jié)構(gòu)分成擺輪單元和微調(diào)單元。擺輪單元中擺輪、調(diào)節(jié)輪外側(cè)壁上均設(shè)置有輪齒，托盤上匹配設(shè)置有兩個(gè)相同的擺錘，擺錘夾設(shè)于托盤、擺輪之間，調(diào)節(jié)輪外側(cè)壁與兩個(gè)擺錘的齒條均相嚙合；微調(diào)單元包括交接于同一轉(zhuǎn)軸上的接觸輪和阻轉(zhuǎn)桿，阻轉(zhuǎn)桿端部能遠(yuǎn)離或卡入游絲的四角內(nèi)樁的豁口，接觸輪能遠(yuǎn)離擺輪或與擺輪外側(cè)壁的輪齒相嚙合，阻轉(zhuǎn)桿端部卡入四角內(nèi)樁豁口且接觸輪與擺輪外側(cè)壁相嚙合時(shí)，阻轉(zhuǎn)桿抵頂于四角內(nèi)樁上通過(guò)限制游絲內(nèi)樁轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而限制擺軸托盤轉(zhuǎn)動(dòng)，外力施加與接觸輪上帶動(dòng)擺輪、調(diào)節(jié)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)輪通過(guò)與兩個(gè)擺錘的齒條嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)兩個(gè)擺錘上的重錘靠近或者遠(yuǎn)離從而通過(guò)改變擺輪單元的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量達(dá)到方便調(diào)整走時(shí)快慢的目的。

2.1新型無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的擺輪單元

擺輪單元包括擺軸、雙圓盤、托盤、擺錘、擺輪和游絲，擺輪中心位置同軸嵌裝有調(diào)節(jié)輪，擺輪外側(cè)壁和調(diào)節(jié)輪外壁上均有齒輪，托盤上匹配設(shè)置有兩個(gè)相同的擺錘，托盤為圓盤結(jié)構(gòu)，其一端部一托盤中心為中心開(kāi)設(shè)有兩條中心對(duì)稱的凹槽，擺錘有重錘和齒條兩部分，重錘成圓弧狀與齒條尾端緊密結(jié)合，齒條與調(diào)節(jié)輪相嚙合，兩個(gè)齒條對(duì)應(yīng)彈性固定于兩個(gè)凹槽內(nèi)，兩個(gè)擺錘的重心對(duì)稱分別布于托盤之外。擺軸上依次套裝有雙圓盤、托盤、調(diào)節(jié)輪和游絲內(nèi)樁。其中雙圓盤、托盤和游絲內(nèi)樁均與擺軸過(guò)盈配合，調(diào)節(jié)輪與擺軸彈性固定，擺錘夾設(shè)于托盤以及與調(diào)節(jié)輪相嵌為一體的擺輪之間，下面我對(duì)新型機(jī)構(gòu)的擺輪單元的各個(gè)關(guān)鍵零件做一下具體介紹。

2.2新型無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的微調(diào)單元

微調(diào)單元包括擺夾板、阻轉(zhuǎn)桿、接觸輪、托夾板、順調(diào)命令輪、逆調(diào)命令輪和與兩個(gè)命令輪的轉(zhuǎn)軸相配合的螺母組成。接觸輪和阻轉(zhuǎn)桿鉸接與同一轉(zhuǎn)軸上。阻轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離接觸輪的一端與四角游絲內(nèi)樁的豁口相匹配，該阻轉(zhuǎn)桿的端部能遠(yuǎn)離或抵住四角游絲內(nèi)樁的豁口，與之相對(duì)應(yīng)的接觸輪可以遠(yuǎn)離擺輪或與擺輪外側(cè)壁的輪齒嚙合。順調(diào)命令輪和逆調(diào)命令輪對(duì)稱的分布于接觸輪的兩邊，且皆與接觸輪相嚙合，順調(diào)命令輪和逆調(diào)命令輪的輪軸頂部皆有螺紋，穿過(guò)夾板與螺母配合，使順調(diào)命令輪和逆調(diào)命令輪能夠彈性固定于擺夾板上，命令輪輪軸的頂端和螺母的頂端皆有一字型凹槽，安裝后兩凹槽重合于一條線，方便在調(diào)整走時(shí)時(shí)用螺絲刀等工具施加外力。阻轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離擺輪的一端有孔，接觸輪和阻轉(zhuǎn)桿有孔的一端位于擺夾板和托夾板之間，相對(duì)應(yīng)的，托夾板和擺夾板有滑槽，接觸輪的輪軸可以在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)阻轉(zhuǎn)桿移動(dòng)。下面我對(duì)新型機(jī)構(gòu)的微調(diào)單元的各個(gè)關(guān)鍵零件做一下具體介紹。

2.2.1擺夾板

擺夾板的主要作用是承載無(wú)卡度走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的整體并且與手表主夾板配合，擺夾板上安裝有防震器，它與機(jī)械手表主夾板上的防震器相對(duì)應(yīng)，并且可以使擺輪以擺軸為中心在游絲的收縮和放松中自由振動(dòng)。擺夾板上還有可活動(dòng)的游絲外樁，用于固定擺輪單元中游絲的外端。在擺夾板上設(shè)置有一對(duì)限位釘、限位槽、滑動(dòng)孔、和一對(duì)命令輪孔。限位釘之間距離與阻轉(zhuǎn)桿的寬度相等，防止阻轉(zhuǎn)桿在接觸輪軸的帶動(dòng)下發(fā)生擺動(dòng)。托夾板的一端嵌于限位槽內(nèi)并與固定于擺夾板，另一端與擺夾板相對(duì)應(yīng)的位置同樣有滑動(dòng)孔。順調(diào)命令輪和逆調(diào)命令輪的輪軸可以分別穿過(guò)命令輪孔并始終與位于滑動(dòng)孔位置的接觸輪相嚙合。

2.2.2接觸輪與阻轉(zhuǎn)桿

接觸輪由接觸輪片和接觸輪軸過(guò)盈的配合在一起形成一個(gè)整體。阻轉(zhuǎn)桿與接觸輪鉸接于接觸輪軸，當(dāng)接觸輪受外力在滑動(dòng)孔內(nèi)移動(dòng)時(shí)，阻轉(zhuǎn)桿在接觸輪軸的帶動(dòng)下，隨接觸輪整體的移動(dòng)。

2.2.3命令輪與螺母

命令輪由接命令片和命令輪軸緊密的配合在一起形成一個(gè)整體。命令輪軸的頂部有螺紋，螺紋部分高度等于螺母高度，其穿過(guò)擺夾板后與螺母內(nèi)側(cè)壁螺紋相配合，旋緊后將擺夾板夾在中間，且形成彈性固定。命令輪軸和螺母的頂端皆有一字型凹槽，凹槽的深度和寬度相同，互相旋緊后兩凹槽重合形成一條一字型凹槽。

3 新型無(wú)卡度機(jī)械表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)思和組裝

3.1新型無(wú)卡度機(jī)械表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)思

為了能夠?qū)崿F(xiàn)整體的、統(tǒng)一的調(diào)整擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，達(dá)到省時(shí)省力的調(diào)整機(jī)械手表走時(shí)的目的從而想到了用齒輪作為調(diào)整的傳動(dòng)基本與原件，用成對(duì)的擺錘作為調(diào)整擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)現(xiàn)原件。齒輪傳動(dòng)可以承受較高的扭矩，而且傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比穩(wěn)定，在操作過(guò)程中便于控制。而擺錘的邊緣質(zhì)量較大，可以根據(jù)不同的需要選用適當(dāng)?shù)牟牧希?dāng)需要調(diào)整時(shí)，可以減小調(diào)整的幅度。

3.2新型無(wú)卡度機(jī)械表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)的安裝

游絲內(nèi)裝過(guò)盈的安裝于擺軸頂端擺軸的軸尖下方，擺軸的楔形環(huán)上套有與有齒擺輪嵌裝成一體的調(diào)整輪，這里要保證調(diào)整輪在受到轉(zhuǎn)向力時(shí)可以與擺軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，托盤與擺軸過(guò)盈配合，同時(shí)固定擺輪在擺軸上的位置，一對(duì)擺錘上的齒條相對(duì)于擺軸對(duì)稱的插入托盤上的凹槽內(nèi)，同時(shí)齒條與調(diào)整輪相嚙合，雙圓盤過(guò)盈的套裝在擺軸下端，與托盤的下表面相接觸。擺軸的上、下軸尖分別插入擺夾板和手表機(jī)芯的主夾板相對(duì)應(yīng)的孔中。這里要注意雙圓盤的保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)和主夾板上原有的擒縱叉結(jié)構(gòu)配合好，要保證雙圓盤的圓盤釘進(jìn)入到擒縱叉的喇叭口里面，而擒縱叉的插頭釘進(jìn)入雙圓盤的半圓形保險(xiǎn)槽內(nèi)。

擺夾板上的限位槽處安裝有托夾板，托夾板的滑動(dòng)孔和擺夾板的滑動(dòng)孔相呼應(yīng)，托夾板和擺夾板之間的空間安裝有鉸接于同一轉(zhuǎn)軸上的接觸輪和阻轉(zhuǎn)桿，鉸接軸的上端和下端分別插入擺夾板和托夾板的滑動(dòng)孔中，同時(shí)托夾板可以限制接觸輪和阻轉(zhuǎn)桿，令其不會(huì)出現(xiàn)如阻轉(zhuǎn)桿接近擺輪單元的部分下垂等問(wèn)題，從而保證擺輪單元可以正常的工作。在擺夾板的下表面，阻轉(zhuǎn)桿的兩側(cè)鑲嵌有一對(duì)限位釘，限位釘可以防止阻轉(zhuǎn)桿在任何情況下左右擺動(dòng)。阻轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離接觸輪的一端與四角游絲內(nèi)樁的豁口相匹配，該阻轉(zhuǎn)桿和與之鉸接的接觸輪能延滑動(dòng)孔方向同時(shí)遠(yuǎn)離或接觸擺輪單元，阻轉(zhuǎn)桿可以遠(yuǎn)離或插入四角游絲內(nèi)裝的豁口，與之相對(duì)應(yīng)的接觸輪可以遠(yuǎn)離擺輪或與擺輪外側(cè)壁的輪齒嚙合。在擺夾板滑動(dòng)孔的兩側(cè)的命令輪孔處，在擺夾板下表面分別安裝有一個(gè)命令輪，兩個(gè)命令輪均與接觸輪相嚙合，命令輪軸插入命令輪孔，并且在命令輪軸頂端的螺紋部分突出擺夾板上表面，命令螺母與命令輪軸旋緊，將擺夾板夾子在中間。

4 新型無(wú)卡度機(jī)械表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)工作原理及分析

擺輪游絲靜止時(shí)應(yīng)處于一個(gè)平衡位置，當(dāng)對(duì)擺輪施加一個(gè)外力，使擺輪旋轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)，擺輪就可以得到一個(gè)角加速度。那么由于游絲外端與擺夾板上的游絲外樁相固定，游絲內(nèi)端與游絲內(nèi)樁相固定，也就是說(shuō)游絲外端不動(dòng)，但游絲內(nèi)端隨擺軸一起擺動(dòng)，所以游絲產(chǎn)生了形變。游絲因形變而產(chǎn)生力矩，阻止擺輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)游絲的彈性力矩大到一定程度時(shí)，擺輪停止旋轉(zhuǎn)，此時(shí)擺輪產(chǎn)生恢復(fù)力矩，使擺輪反向旋轉(zhuǎn)，直到擺輪到達(dá)平衡位置，游絲呈自然狀態(tài)，而又因?yàn)橛谓z有較大動(dòng)能，使其繼續(xù)反方向旋轉(zhuǎn)，游絲在擺輪的帶動(dòng)下產(chǎn)生了相反狀態(tài)的形變，游絲的彈性力矩使擺輪旋轉(zhuǎn)速度再次減小直至停止，又由游絲的彈性力矩使擺輪相初始方向旋轉(zhuǎn)，直至擺輪運(yùn)動(dòng)到平衡位置。由此往復(fù)，擺輪在游絲的伸展和收縮中，進(jìn)行振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)手表走時(shí)出現(xiàn)偏快或偏慢，而需要對(duì)擺輪的振動(dòng)周期做出調(diào)整時(shí)，首先選用一把尺寸合適的螺絲刀，螺絲刀尺寸應(yīng)與螺母上一字型缺口大小同等，以便同時(shí)旋轉(zhuǎn)螺母和命令輪，這樣在不改變螺母、命令輪與擺夾板配合狀態(tài)的情況下對(duì)手表走時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

這種設(shè)計(jì)保留了無(wú)卡度機(jī)械手表中通過(guò)調(diào)整手表擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)控制機(jī)械手表走時(shí)速度的原理，通過(guò)對(duì)兩個(gè)對(duì)稱放置的擺錘之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和振動(dòng)周期。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：相對(duì)于原有的無(wú)卡度機(jī)械手表需要分別調(diào)整多個(gè)處于擺輪周邊的砝碼或者是螺釘，而且要保證它們改變的方向、距離和角度相同，新型的無(wú)卡度機(jī)械手表走時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)只需要用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)處于擺夾板上調(diào)整螺母的凹槽就可以整體而且對(duì)稱地做出調(diào)整，簡(jiǎn)化了無(wú)卡度機(jī)械手表的調(diào)整步驟，省時(shí)省力。但同樣的，再設(shè)計(jì)上它也有不成熟的地方，這種結(jié)構(gòu)將原先擺輪上的光擺換成了帶齒輪的擺輪，這樣一來(lái)使得擺輪在振動(dòng)工作的過(guò)程中空氣阻力增大，需要更多的動(dòng)力使擺輪保持正常的振動(dòng)幅度。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】