机械表中的锥齿轮与直齿轮「差动机构运动原理简图」

2020-08-27 20:36差动机构运动原理简图

首先以汽车的差速器(核心为一组差动轮系)为例来讲解一下差动机构的技术特性。汽车在转弯的时候,两侧车轮出现速度差,差速器将两侧车轮的速度分解为外侧车轮速度快,内侧车轮速度慢;汽车回到直道后,差速器再将两侧车轮的速度合成为一个速度。通过查阅诸多专利技术文献,最早被设计出来的手表用差动机构是申请于1932年的瑞士专利(参考专利号CH156801A),其包含了两个非常重要的设计方案。

锥齿轮差动机构

汽车差速器里面的差动轮系正是运用了锥齿轮实现的,1932年的手表用差动机构是把差速器微缩成为机械表可以使用的差动机构。根据专利申请的年代,此技术应该被应用于怀表中,更关键的是具有两个调速系统的怀表中。

发明人智慧地把差速器移植进机械表内,通过差速器的神奇特性实现了双核计时元,目的是提升表的走时精度。差动机构主要包括动力输入轮、行星支架、行星轮和动力输出轮,如图6-3所示。

机芯通过齿轮5将动力传递给动力输入轮4,与动力输入轮4固定为一体的行星支架10带动行星锥齿轮11自转,同时围绕动力输入轮4的轴心线公转。动力输出锥齿轮6和8被行星锥齿轮11驱动,同时分别带动了两个擒纵轮的齿轴12和14,使得擒纵轮片13和15分别启动各自的调速系统开始运转。

1932年瑞士专利的差动机构简图1

1932年瑞士专利的差动机构简图2

图6-3 1932年瑞士专利的差动机构简图

直齿轮差动机构

锥齿轮差动机构虽然沿袭了汽车差速器的原理,但是要想制作出机械表可以使用的微型锥齿轮并不是一件容易的事。发明人很了解锥齿轮的缺陷,因此设计出更容易被制作出来的直齿轮差动机构。确定了使用直齿轮后,差动机构的构成方式被重新布局。

动力输入的对接方式没有变化,而与动力输入轮4 固定为一体的是另一个动力输入轮19,与行星轮的齿轴20连接。此时行星轮被设置在行星支架17上,而行星支架17也作为一个动力输出轮来使用,连接擒纵轮的齿轴14。行星轮的轮片21与动力输出轮的齿轴22连接,动力输出轮的轮片18连接另一个擒纵轮的齿轴12。动力输入轮19驱动行星轮自转,并且以其中心轴公转,行星支架17和动力输出轮片18分别得到动力驱动擒纵轮,使得对应的调速系统开始运转。

技术品鉴

独立制表品牌高珀富斯以倾斜式双轴陀飞轮表款出名,而后又推出了双体双轴倾斜式陀飞轮表款来证明了两位独立制表师的技术实力。此品牌的外观设计同样极具特色,现代感十足。图6-4为高珀富斯Quadruple Tourbillon手表。

图6-4 高珀富斯Quadruple Tourbillon手表

机芯技术特征

①机芯共有531个零件,63个宝石轴承,摆轮游丝系统频率为21600次/小时。

②高速旋转双条盒串联结构,有50小时动力储备。

③两个倾斜式双轴陀飞轮被分别安装在机芯,其中内轴陀飞轮每60秒旋转一周,外轴陀飞轮每4分钟旋转一周。

④中心时分针,2点位逆跳式小秒针,2点位能量显示功能。外观技术特征

①18K红金表壳,外直径43.5毫米,不对称的球形蓝宝石表镜。

②透明后盖,侧面蓝宝石视窗,后盖有手工完成的浮雕,具备30米防水。

③黑色手工缝制鳄鱼皮表带,K金可折叠带扣。

④手工雕刻“Greubel Forsey”字样。

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