机械表的传动系统组成「图解」

2020-08-22 16:03复刻机械手表

机械表的传动系统基本上可以分为原动系、传动系和显示系三个部分。原动系储存能量再输出能量,传动系得到能量输入给调速系统,同时控制显示系输出时间。

1. 原动系

原动系的定义是其内部存储弹性元件发条,即存储弹性势能,图2-9为ETA2892原动系。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。

图2-10为原动系分解图。通过对原动系的了解我们可以明白,机械表内所有轮系除了辅助轮系是通过人的外力驱动以外,其他轮系都是由原动系提供能量运转起来的。原动系可以被分成手上弦(见图2-11)和自动上弦(见图2-12)两种,其中的区别就体现在它的组成部分条盒轮和发条身上。

ETA2892原动系

图2-9 ETA2892原动系

原动系分解图

图2-10 原动系分解图

手上弦原动系

图2-11 手上弦原动系

原动系包括的零件有条盒轮、条盒盖、条轴与发条。根据上述提到的原动系的分类,手上弦机械手表与自动机械手表的条盒轮与发条可以被分成手上弦条盒轮和手上弦发条,以及自动条盒轮和自动发条。从现有情况看,手上弦陀飞轮表款的占有比例要大于自动上弦陀飞轮表款,当然具体采用哪种方式是根据表款定位来决定的。

(1)手上弦条盒轮(见图2-13)

机芯 手上弦条盒轮

图2-13 手上弦条盒轮

A位置是条盒轮与条轴A位置(见图2-15)相配合的中心孔。

B位置是手上弦发条的发条外钩与条盒轮配合的位置。

C位置是条盒轮与条盒盖B位置(见图2-14)相配合的中心凹槽。

条轴条盒盖

图2-14 条盒盖

D位置与前两个位置有所不同的是它被加工出轮齿,其目的是为了让它与传动系连接,使得原动系统的能量可以输出给传动系统,并且更进一步输出给摆轮游丝系统使其开始工作。

E位置的作用是很关键的,它被称作条盒轮内钩,与手上弦发条的发条外钩配合在一起,才能使得发条与条盒轮产生力的相互作用。发条的内钩将与条轴的C位置(见图2-15)条轴内钩相配合在一起, 其目的是条轴将发条牢牢锁住,在卷紧发条的时候可以承受发条的卷紧力。

陀飞轮条轴

图2-15 条轴

(2)条轴(见图2-15)

B位置与条盒盖的中心孔A位置(见图2-14)配合在一起。

D位置与E位置将与固定在夹板上的宝石轴承相配合,使得原动系的径向与轴向被控制。

F位置的作用是方形凸起与上弦系统中的上弦棘轮的方形孔相配合,并且通过螺钉固定为一体。通过驱动上弦棘轮,从而带动了条轴卷紧发条,以储存机械弹性势能。

G位置是螺钉孔,通过螺钉将条轴与上弦棘轮紧固。

(3)自动上弦条盒轮(见图2-16)

自动上弦条盒轮

图2-16 自动上弦条盒轮

自动上弦条盒轮的A位置、C位置与D位置同手上弦条盒轮是一样的,需要注意的是自动上弦条盒轮的B位置变成了凹槽,还在其内壁上均匀分布了多个凹槽,这是什么目的呢?自动机械表的自动发条与手上弦发条最大的区别就是,自动发条不是跟条盒轮(见图2-16)直接配合在一起,而是通过它的副发条与条盒轮的内壁之间的摩擦配合在一起的,机械表自动机芯中的术语“打滑力矩”说的就是副发条与条盒轮内壁之间的摩擦力矩要达到一定数值才可以,这些凹槽就是为了增加两者之间的摩擦力矩而设置 的。如图2-12所示的就是自动上弦原动系的平面图,从中可以清楚地看到自动条盒轮与自动发条之间的位置关系,尤其是副发条与条盒轮的内壁凹槽之间的关系。

1. 传动系

机械表机芯的传动系,根据与原动系中条盒轮连接的二轮被设置于机芯的位置,可划分为中心二轮式(二轮在机芯中心)和偏中心二轮式(二轮偏离机芯中心)两大类。这两个类型具有各自的优势与劣势。

①中心二轮式的优势是机芯整体结构紧凑,设计与加工难度相对简单;劣势是机芯平面与轴向的空间利用率比较低。对于陀飞轮机械表机芯来说,大部分都采用了中心二轮式。

②偏中心二轮式的优势正好弥补了中心二轮式的劣势,机芯平面与轴向的空间利用率比较高,对于提高机芯的整体性能提供了有利条件,劣势是设计与加工的难度比较高。

1.1 传动布局

传动系的布局可以通过机芯基板上的传动B孔的布置来识别,根据图2-17(配合图2-18、图2-19一起看)说明如下。

ETA2892偏二轮式图解

图2-17 ETA2892偏二轮式传动系统

ETA2892传动系统前视图

图2-18 ETA2892传动系统布局前视图

ETA2892传动系统后视结构图

图2-19 ETA2892传动系统布局后视图

①原动系统B1的条盒轮将动力传递给B2位置的二轮。

②由B3三轮、B4四轮(秒轮)、B5擒纵轮、B6擒纵叉和B7摆轮游丝系统(防震器组件也在该位置) 构成了主传动轮系。

③二轮、三轮、四轮与擒纵轮是通过轮片与齿轴固定为一体的部件。

④轮片与齿轴互相连接:条盒轮与二齿轴、二轮片与三齿轴、三轮片与四齿轴、四轮片与擒纵齿轴。

⑤B4位置的擒纵轮片与B5位置擒纵叉的叉瓦相配合,而叉头与位于B7位置与摆轮游丝系统固定为一体的双圆盘相配合。

⑥位于B2位置的二轮将得到的动力传递给主传动轮系,直到轮系尽头的调速系统(由擒纵机构—— 擒纵轮、擒纵叉与摆轮游丝系统构成)得到动力运转起来,控制显示系指示时间。

1.1 结构特征

作为传动系里重要的组成部分,每一个零部件都有自己的特征,只有充分了解这些特征,才能更深入地理解传动系的构造内涵。

(1)二轮

中心二轮(见图2-20)和偏中心二轮(见图2-21)是中心式机芯结构与偏中心式机芯结构的最主要的识别点,两者存在以下共同点与差异点。

陀飞轮机芯中的中心二轮

图2-20 中心二轮

陀飞轮机芯中的偏中心二轮

2-21   偏中心二轮

①共同点

A位置是二轮与基板B2位置孔的宝石轴承配合。 B位置是二轮与控制夹板B2位置的宝石轴承配合。

C位置与前两个位置有所不同的是它被加工出轴齿,其目的是为了让它与B1位置原动系的条盒轮所带有的齿连接在一起,使得原动系的能量直接输出给这个中心二轮。

D位置是个轮片,有得到就得有输出,正是这个位置将二轮通过原动系得到的能量输出给B3位置的传动轮系,更进一步输出给摆轮游丝系统使其开始工作。

②不同点

中心二轮的E位置用来承载显示系,通过摩擦配合关系与分轮配合在一起。当需要调校时间的时 候,分轮被特殊装置驱动,连带时针同时转动,从而实现了时间的被调校。此操作不会影响中心二轮, 原因是两者之间有个摩擦机构起作用。偏心二轮只是为了传递来自于原动系的动力而存在的,与显示系没有直接的关联。

(2)三轮(见图2-22)

陀飞轮机芯中的三轮

图2-22 三轮

此零件连接二轮,接收动力的同时改变了轮系齿数比,以及轮系的旋转方向,也可以称之为过轮

(过渡齿轮)。

A位置与镶嵌在夹板上的宝石轴承相配合。

B位置被加工出的轴齿,与二轮片的轮齿相连接,接收动力输入。C位置是三轮片,其轮齿与四轮轴齿连接。

(3)四轮(见图2-23)

陀飞轮机芯中的四轮

图2-23 四轮

此轮也被称作秒轮,原因是此轮与擒纵机构连接,其旋转速度受到控制,以每分钟转动一周的速度旋转。此零件的顶端有时被加工成锥形,可以安装秒针(中心大秒针或者偏心小秒针)。

A位置与镶嵌在夹板上的宝石轴承相配合。

B位置被加工出的轴齿,与三轮片的轮齿相连接。C位置是四轮片,其轮齿与擒纵轴齿相连接。

D位置被加工成锥形,目的是安装秒针。

(4)擒纵轮(见图2-24)

陀飞轮机芯的擒纵轮

图2-24 擒纵轮

这个零件隶属于擒纵机构,其轮片的齿形不是普通的钟表用齿形,而是为了配合擒纵机构的运转专门设计的异形齿。它将与擒纵叉的进瓦与出瓦相配合,完成擒纵机构的动作要求。

A位置与镶嵌在夹板上的宝石轴承相配合。

B位置被加工出的轴齿,与四轮片的轮齿相连接。

C位置是擒纵轮片,此轮片的齿形很独特,是为了杠杆式擒纵机构的需要而设计的。它的转速将直接控制四轮也就是秒轮的速度,从而控制了手表的时间显示。

3.显示系

显示系除了包含时轮、分轮和秒轮之外,还包括了负责转换旋转速度的跨轮。跨轮是通过跨轮片和跨齿轴固定为一体形成的。它设定了我们所熟知的每1小时转动一周的分轮和通过跨轮传动比转换的每12小时转动一周的时轮。秒针、分针及时针分别安装在秒轴、分轮和时轮上,实现了时针每12小时转一圈,分针每小时转一圈,秒针每分钟转一圈。由于机芯的基本传动形式分为中心二轮式和偏二轮式两大类,所以显示系的传动方式也相应分为两类,即中心二轮式显示系和偏二轮式显示系。图2-25为ETA2892显示系。

ETA2892机芯图

图2-25 ETA2892显示系

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