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上期我們介紹機械表的發(fā)條齒輪、擒縱機和擺輪組，本我們繼續(xù)介紹械表的機芯。板我們先從主板開始，它構(gòu)了機芯的主體注意看，主夾?有很多不同的口 —— 我們將在本節(jié)利用們安裝之前搭的部件。圖中粉色部分也是寶石（與上期紹的擒縱叉頂的馬仔石和擺的車芯一樣）它們作為軸承使各部件的軸以旋轉(zhuǎn)起來。我們近距離地看它：寶石里有一個小腔。了進一步減少轉(zhuǎn)部件的能量失，腔內(nèi)涂有量的特殊潤滑。潤滑油會粘寶石和在寶石內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軸上以進一步減少擦，延長手表次上發(fā)條后的行時間，同時少精密機械部間的磨損。前個我們要安裝主夾板上的零是擒縱輪和擒叉：安裝好這個零件后，我再用擒縱夾板住擒縱叉。夾固定住擒縱叉軸的另一端，通過兩個螺絲固定在主夾板：注意看，這擒縱叉的擺動擒縱夾板中央兩個凸起的形限制住了：這證了擒縱輪推擒縱叉的幅度能到這里，再就會被這些凸攔住。接著，們可以把剩下齒輪安裝進去這四個齒輪的置都是精心安的，這使得它只會占據(jù)一小分空間。注意，第四個齒輪過了手表的正央 —— 你可以在主夾板的一面看到它穿去的轉(zhuǎn)軸。在個組裝過程的后，我們將把針裝在這個長上。為了保證有齒輪都被固住，我們用齒組夾板把它們上，這也為齒轉(zhuǎn)軸的另一端供了固定點。輪組夾板也被絲固定在主夾上，這樣所有西都被固定好。核心零件中只剩下擺輪組沒裝上去了。很特殊，需要門設(shè)計的固定構(gòu)。讓我們先所有的部件裝擺輪組夾板。意看，作為平彈簧的游絲非精細，它的末連接著擺輪。絲的名字正是自于它的精細在英文中，它因此被稱為 hairspring。黃色和青色的部位用來節(jié)游絲的振動率。讓我們看它們實際是怎工作的：黃色位緊緊地固定游絲，通過轉(zhuǎn)它，我們可以節(jié)擺輪和它上的車芯在自由弛狀態(tài)時的位。這保證了擺“滴”和“答的擺動相位會歷相同的時間青色部位可以游絲上自由地動，它可以阻游絲尾部的自振動，從而改游絲振動的有長度。通過調(diào)青色部位，我可以調(diào)節(jié)擺輪動的周期，從讓表走得稍微些或慢些。我還能通過調(diào)節(jié)部的螺絲，對表的速度進行調(diào) —— 螺絲的頭并不居中所以轉(zhuǎn)動它也微微地轉(zhuǎn)動青部位的小叉子游絲是由特殊金制成的，例尼瓦洛克斯合（Nivarox），它的勁度系數(shù)在不同溫下保持不變，提高了機械表時的精度。安擺輪組的最后步，是裝上防機構(gòu)，它包含個套子，兩塊石和一個固定的小彈簧。當表突然被震時這個結(jié)構(gòu)能保擺輪軸脆弱的端不會被震破讓我們看看當輪軸搖晃時，些零件是如何起起到保護作的。當表被震，擺輪軸運動能量會被彈簧收，這點和汽的懸架系統(tǒng)很。如果震動很烈，那么擺輪更厚更強的部將通過蓋子將荷傳導出去，而保護脆弱的尖。經(jīng)過這最一步，我們終把上期漂在空的零部件完全組裝成了手表芯。但是，你許還記得我曾過了如何把主條上緊的問題如果我們直接發(fā)條軸心來上發(fā)條，那么它發(fā)生什么呢？了清楚地解答個問題，下圖打開發(fā)條盒的子，讓你能看里面的發(fā)條：要發(fā)條軸心被定著，主發(fā)條能驅(qū)動機械表 —— 你可以在另一面看到附第四個齒輪上秒針轉(zhuǎn)了起來然而，當我們開發(fā)條軸心，發(fā)條就會“擺”—— 通過把軸心反向轉(zhuǎn)回以釋放扭矩，樣的話，發(fā)條快速地丟失所存的能量，機表也會停下來為了防止主發(fā)自發(fā)地反向轉(zhuǎn)，我們需要防發(fā)條軸心逆時轉(zhuǎn)動，但與此時還要允許它時針轉(zhuǎn)動，這我們才能上發(fā)。這個問題看復雜，但可以過很簡單的裝來解決，它就棘爪，讓我們看它是怎么工的。棘爪為了續(xù)改進我們的置，我們首先裝上一個發(fā)條上夾板作為牢的基板，它能定發(fā)條盒，并為其他部件提固定結(jié)構(gòu)。由這個夾板會遮部分區(qū)域，我先把一個小杠一起裝進去，期我們再回過講講它的作用接著，我們用絲釘將一個棘固定在發(fā)條軸上。棘輪有一方形孔，這和條軸心頂部的形是相吻合的這個匹配的方使棘輪可以帶發(fā)條軸心一起動。我先暫時螺絲去掉讓大看得更清楚些現(xiàn)在裝上三個要的零件。第個零件是個小的棘爪，我們把它裝在發(fā)條上夾板敞開的部。在它有限角度內(nèi)，棘爪以繞著它的軸動：第二個零是棘爪簧。這金屬小玩意彈很強，當我們緊它時，它會生很強的回復。我們稍微壓點棘爪簧，然把它放進發(fā)條上夾板。當我轉(zhuǎn)動棘爪并松時，棘爪簧會一瞬間把它推去。第三個零是冠狀齒輪，也安裝在發(fā)條上夾板上。它被左手螺絲釘定住的，這不于大部分常規(guī)齒輪，逆時針轉(zhuǎn)它才會上緊注意看冠狀齒的齒是如何嚙棘輪的。雖然狀齒輪看起來隔一個齒就缺個齒，但它和輪依然可以嚙并正常工作。狀齒輪的齒隙以容納棘爪上小桿子落入其。如果我們逆針轉(zhuǎn)動冠狀齒，他會嚙合棘并上緊發(fā)條。意觀察冠狀齒的齒是如何將爪推開，而當到齒隙，棘爪是如何迅速彈的。當棘爪彈并撞擊冠狀齒時，它會發(fā)出噠聲，所以英中它也叫“click”。逆時針轉(zhuǎn)動冠狀齒會上緊主發(fā)條那反過來順時轉(zhuǎn)會發(fā)生什么？在下面的模演示中，注意冠狀齒輪的齒如何被棘爪卡的，這就能防冠狀齒輪倒轉(zhuǎn)這個簡單的裝能讓我們通過動冠狀齒輪來發(fā)條，你可以看下圖的演示這個棘爪還能止主發(fā)條自己轉(zhuǎn)松開 —— 這也是為什么不能反著拖動條的原因，除你重啟整個演控件。手表另面的秒針展示如何計秒，但個完整的表應(yīng)同時顯示分鐘時鐘。讓我們看機械表是如用一系列傳動輪完成這個目。傳動齒輪在們的這個機芯，秒針是裝在四個傳動齒輪的，因為它正每分鐘精確地一圈。為了讓針也能以正確速度轉(zhuǎn)動，我需要一個比秒齒輪轉(zhuǎn)速慢 60 倍的轉(zhuǎn)軸。好在，機械表芯的設(shè)計者已用了一個絕妙辦法，從另一齒輪上“套”了所需要的轉(zhuǎn)。如果你從表正面湊近看看你會看見第三輪上的小齒輪一個小敞口露來了一些。我可以在表的中套上一個輪管因為它有個像農(nóng)炮 cannon 一樣的管子，所以英文 cannon pinion），輪管帶有個驅(qū)動輪，我把它嚙合到之提到的小齒輪：當?shù)谌齻€輪轉(zhuǎn)動，它會帶驅(qū)動輪和輪管把分針裝在輪上，我們就能錄分鐘了 —— 其中所涉及到的齒輪都精確設(shè)定好了齒數(shù)以實現(xiàn)比秒針 60 倍的目的。我們可以下圖看到秒針分針是如何運的。下面的滑模擬時間的流，可以滑動它控制演示時間快慢。時針要得比分針再慢 12 倍，但我們只用再加兩齒輪就能實現(xiàn)。將分針輪作中介與輪管嚙，然后時針輪分針輪上的小輪嚙合：時針松松地裝在輪上，它們可以相獨立地轉(zhuǎn)動將時針裝在時輪上，我們就成了驅(qū)動表針裝置。我還加了一個刻度表，上面標記了 12 個小時，它能讓我們準地讀出指針所示的時間。計功能這個表的日裝置由四個要部分組成 —— 定位桿簧，指示齒輪，日夾板與附在上的齒輪，和印所有可能的 31 個日期的日期環(huán)：為了解它是如何工作，我先把無關(guān)零件隱藏掉。還會去掉指示輪的蓋子，就看到下面有一小小的扭轉(zhuǎn)彈。讓我們看看些零件是如何時針輪的帶動運轉(zhuǎn)的。當時輪轉(zhuǎn)動，它會動日期夾板的輪。另一面的齒輪會帶動指齒輪和它上面扭轉(zhuǎn)彈簧。這彈簧會被日期上的齒絆住并彎，但在某一，它會開始推日期板。當日環(huán)轉(zhuǎn)動得足夠時，定位桿簧突然松開日期，并讓它跳到一個位置。你許好奇為什么們要設(shè)計這么雜的裝置。有者可能會天真想，我們只需直接讓時針輪著日期環(huán)轉(zhuǎn)起就好了，就像們之前讓分針帶著時針輪轉(zhuǎn)那樣。非常抱，那樣會導致盤小窗顯示出“當前日期”續(xù)地轉(zhuǎn)動，這讓人很難讀出竟是哪一天。可以在下圖左看到這樣的效。在右側(cè)，你以看到我們剛搭建的裝置所示的日期 —— 它只會在午夜附近變化。你許已經(jīng)意識到，我們這個機的計日功能并那么智能，它是把每月計成 31 天，所以我們必須在小份的最后一天束后把表上的期向后撥一天另外，如果機表有一陣子沒運行，那它的間就會出錯。們需要找到一給它校正日期時間的方法。幸的是，驅(qū)動針、時針和日環(huán)的齒輪都是接在一起的，以我們只用調(diào)其中一個齒輪就能調(diào)整所有輪。我將短暫在圖中隱藏時輪以便于說明注意看，當我動分針輪時，有輪管轉(zhuǎn)動了這個輪管緊緊插在驅(qū)動齒輪，所以它通常以被驅(qū)動齒輪動。然而，因齒輪組中的其齒輪只能按發(fā)盒的節(jié)奏轉(zhuǎn)動設(shè)置時間的同驅(qū)動齒輪會被他齒輪阻礙而法跟著一起轉(zhuǎn)但輪管可以克與驅(qū)動齒輪的擦，從而自己起來。這讓我在不影響齒輪的情況下設(shè)置間，并且防止精密部件造成壞。安裝好時輪，我們會看轉(zhuǎn)動分針輪也帶著調(diào)整時針而且如果我們得足夠多，也一起調(diào)整日期跟著一步步下，我們的機械變得越來越完，但它還有一不便之處。為調(diào)整時間以及發(fā)條，我們必轉(zhuǎn)動機芯內(nèi)部齒輪，而它們般是被安全地置在表殼內(nèi)的另外，在每個于 31 天的月份，我們現(xiàn)都只能通過調(diào)時間來調(diào)整日，因為這是目調(diào)整日期的唯方式。理想情下，我們應(yīng)該到一種將設(shè)置期獨立于設(shè)置間的方法。為解決這些問題下一期我們將機械表裝上轉(zhuǎn)，敬請期待。文來自微信公號：中科院物所 （ID：cas-iop），作者：Ciechanowski，翻譯：牧羊，審校：*0