趙躍武

摘 要：機(jī)械手表機(jī)芯完全是由幾十個甚至上百個機(jī)械零件裝配組合而成，經(jīng)過后期的調(diào)校達(dá)到設(shè)計要求的計時精度方能成為合格的產(chǎn)品。機(jī)芯的結(jié)構(gòu)基本由五個部分組成：能源裝置、主傳動系統(tǒng)、擒縱調(diào)速系統(tǒng)、上條撥針機(jī)構(gòu)以及指針機(jī)構(gòu)。文章我們主要舉例分析機(jī)械手表機(jī)芯結(jié)構(gòu)中主傳動系統(tǒng)的工作原理、在機(jī)芯中起到的作用及中心二輪式和偏二輪式結(jié)構(gòu)的差異。

關(guān)鍵詞：機(jī)械手表；輪系；傳動系統(tǒng)；精密機(jī)械

主傳動系統(tǒng)在機(jī)芯中充當(dāng)什么角色？又是如何在機(jī)芯中起到怎樣的“協(xié)調(diào)”作用？國內(nèi)外機(jī)械手表中傳動系統(tǒng)根據(jù)傳動系統(tǒng)中二輪的位置是否在機(jī)芯中央分為中心二輪式和偏二輪式兩種類型，中心二輪式和偏二輪式結(jié)構(gòu)中主傳動系統(tǒng)之間有什么區(qū)別呢？

機(jī)械手表傳動系統(tǒng)一般采用齒輪傳動。齒輪除了把能源裝置的力矩輸送給擒縱調(diào)速器，維持振動系統(tǒng)作不衰減的振動外，還把擒縱輪的轉(zhuǎn)角按一定比例關(guān)系傳遞到秒輪、分輪及時輪，使指針機(jī)構(gòu)指示出正確的時刻、日期或星期。

1 機(jī)械手表中主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及其作用分析

1.1 機(jī)械手表中主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

主傳動是指：把發(fā)條所產(chǎn)生的力矩由條盒輪傳遞到擒縱輪的齒輪傳動，主傳動系統(tǒng)包括條盒輪、二齒軸、二輪片、三齒軸、三輪片、秒（四）齒軸、秒（四）輪片和擒縱齒軸。不同的傳動形式其主傳動系統(tǒng)所包括的輪片和齒軸有所不同。

1.2 機(jī)械手表中主傳動系統(tǒng)的工作原理

如圖1所示：擺輪游絲系統(tǒng)的能量是由擒縱擒縱機(jī)構(gòu)供給的，擒縱機(jī)構(gòu)的能量來自于主傳動系統(tǒng)，如果主傳動系統(tǒng)傳遞給擒縱輪的力矩不穩(wěn)定，那么，擒縱輪補充給擺輪游絲系統(tǒng)的能量就會發(fā)生變化，導(dǎo)致擺輪的振幅不穩(wěn)定，可能使擺輪游絲系統(tǒng)產(chǎn)生非等時性。所以主傳動系統(tǒng)的質(zhì)量直接影響到手表的走時精度。

1.3 主傳動系統(tǒng)在機(jī)械手表中的作用

作用一：主傳動系統(tǒng)將能源裝置輸出的能量傳遞給擒縱機(jī)構(gòu)以維持?jǐn)[輪游絲系統(tǒng)不衰減的振動，同時在不增加發(fā)條圈數(shù)的條件下，延長手表一次上弦的持續(xù)工作時間（約40小時以上）。

作用二：把擒縱輪反饋回來的轉(zhuǎn)角傳遞到秒輪和分輪，使秒輪每分鐘轉(zhuǎn)一圈分輪每小時轉(zhuǎn)一圈，并帶動表盤面的 時間類附加機(jī)構(gòu)1做出相應(yīng)的指示。

2 主傳動系統(tǒng)分類舉例分析。

根據(jù)與條盒輪相嚙合的第二個齒輪在機(jī)芯中的位置分類：

2.1 中心二輪式：與條盒輪相嚙合的第二個齒輪位于機(jī)芯中央

中心二輪式傳動系統(tǒng)根據(jù)機(jī)心設(shè)計的實際需要再細(xì)分為：秒簧式、小秒針式、直傳式、雙三輪式。

將直傳式的秒輪從中心位置移開，使它與條盒輪在平面排列上不重疊。為了保持中心秒針，另增加了一個中心秒齒軸，它由三輪（或三輪通過背輪）帶動。這樣，安裝秒針的中心秒齒軸不再是主傳動鏈中的一環(huán)了。由于齒側(cè)間隙，因此秒針將會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。為了消除這一抖動，要用一個片簧壓住中心秒齒軸的端部或側(cè)面，這個片簧稱為秒簧，所以這種傳動形式稱為秒簧式如圖2。由于將秒輪從中心位置移開，使軸向利用率得到提高，可以使機(jī)心厚度降低。因軸向間隙及輪片端面跳動而造成的零件之間的相蹭機(jī)率降低。但是秒簧增加了機(jī)芯能量消耗，而且消耗不穩(wěn)定，它與簧片的制造誤差、熱處理情況以及安裝都有關(guān)系。

為了便于制造，最早的機(jī)械手表是無秒針式。沒有秒針在使用上不方便，不用耳朵聽就不知道手表是否在走動。后來出現(xiàn)了偏秒針式即小三針，隨后又從偏秒針式發(fā)展為中心秒針式即大三針。精密機(jī)械技術(shù)日趨發(fā)達(dá)，為了使機(jī)芯變薄，便于外觀造型，或簡化機(jī)心結(jié)構(gòu)，加上無秒針結(jié)構(gòu)在平面布置上對四輪位置沒有限制，故此又有重新采用無中心秒針結(jié)構(gòu)機(jī)心的可能。無中心秒針式又可以分為偏秒針和無秒針兩種，偏秒針式應(yīng)將四輪安排在表盤六點位。

2.2 偏二輪式：與條盒輪相嚙合的第二個齒輪不位于機(jī)芯中央

偏二輪式的二輪不在機(jī)芯中心位置如圖3，從而條盒輪的直徑有可能增大，能量儲備有可能增加，由于秒齒軸要支持中心秒針，所以需要在主夾板中心壓入一個空管的中心輪，作為秒齒軸的徑向支承和分輪的轉(zhuǎn)軸，對中心管的軸向壓合深度與垂直度的要求是很嚴(yán)格的。偏二輪式傳動系統(tǒng)根據(jù)輸出形式的不同分為：頭輪輸出式、二輪輸出式、三輪輸出式。

如圖4頭輪輸出式傳動系統(tǒng)的零件加工工藝性好（尤其是主夾板），在軸向位置排列上較為有利，可以加大條盒輪的厚度，調(diào)整和維修都比較方便。頭輪輸出式這種傳動形式的一種典型結(jié)構(gòu)是摩擦分輪空套在中心管上，并且與條盒輪相嚙合。分輪與摩擦分輪套在一起構(gòu)成雙分輪部件，摩擦分輪靠摩擦來帶動分輪，從而帶動指示機(jī)構(gòu)。

3 傳動系統(tǒng)的整體優(yōu)缺點分析

對于中心二輪式而言優(yōu)勢是機(jī)芯整體結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計、加工甚至維修難度相對簡單，劣勢是機(jī)心平面與軸向的空間利用率比較低從而限制了條盒輪直徑的增大；對于偏二輪式而言，它的優(yōu)勢正好彌補了前者的劣勢，機(jī)芯平面與軸向的空間利用率比較高，對于提高機(jī)芯的整體性能提供了有利條件，條盒輪直徑可以增大，間接提高發(fā)條的動力儲備，提高機(jī)芯有效工作時間。劣勢是設(shè)計與加工的難度比較高。