摘 要：我們都知道一般的機(jī)械表都是由時(shí)針指示的12小時(shí)制，偶爾附加機(jī)構(gòu)也會(huì)帶有24小時(shí)機(jī)構(gòu)或者星辰機(jī)構(gòu)，而本文要談?wù)摰娜找癸@示機(jī)構(gòu)用了一種簡(jiǎn)單、直觀的方式將12小時(shí)制改為24小時(shí)制，一種由太陽或月亮直接指示的24小時(shí)制。白天（6點(diǎn)到18點(diǎn)）由太陽指示時(shí)間而晚上（18點(diǎn)到第二天6點(diǎn)）則由月亮指示時(shí)間。本文的日夜顯示結(jié)構(gòu)配有兩個(gè)表盤，下表盤包含時(shí)分?jǐn)?shù)字，上表盤則只含分刻度，同時(shí)將分的刻度放在最外圈，數(shù)字更大，更能精確快速讀出具體時(shí)間。

關(guān)鍵詞：機(jī)械表；12小時(shí)制；24小時(shí)制；齒輪傳動(dòng)

中圖分類號(hào)：TH714.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）12-0207-02

1 緒 論

1.1 鐘表是怎么來的

時(shí)間是什么？它是個(gè)抽象的名詞，因?yàn)樗葻o法度量又無法捕捉，我們只能觀察到它的變化，知道它的流逝。但是聰明的古人根據(jù)時(shí)間的變化規(guī)律來將虛擬的時(shí)間實(shí)物化。大約六千年前，巴比倫王國出現(xiàn)了第一個(gè)“時(shí)鐘”，名為日晷。那時(shí)候人們根據(jù)太陽影子的長(zhǎng)短和方位來掌握時(shí)間。但是太陽的影子會(huì)受氣象的影響，相對(duì)來說不是很方便，于是聰明的古人又發(fā)明了一些受外界影響小的計(jì)時(shí)儀器，比方說漏沙計(jì)時(shí)的“沙鐘”，燃香計(jì)時(shí)的“火鐘”，滴水計(jì)時(shí)的“水鐘”等。但是最早采用齒輪的機(jī)械計(jì)時(shí)儀還要屬“水運(yùn)儀象臺(tái)”。隨著人們要求的不斷提高和鐘表技術(shù)的不斷發(fā)展，人們相繼發(fā)明了時(shí)鐘，懷表、手表等。在當(dāng)時(shí)，鐘表的制作似乎僅限于鎖匠的副業(yè)，直到后來，人們對(duì)鐘表精度的要求越來越高，鐘表技藝也日益復(fù)雜，才出現(xiàn)了專業(yè)的鐘表匠[1]。

1.2 中國機(jī)械表現(xiàn)況

近幾年，雖然機(jī)械表產(chǎn)量大減，但是卻仍在石英表盛行的今天保持著它第一無二的地位，這是為什么呢？因?yàn)槿缃竦臋C(jī)械表已經(jīng)不單單只是一種計(jì)時(shí)儀器，更是一種身份的象征，是一種奢侈品并且它的齒輪傳動(dòng)機(jī)械美讓很多收藏家為之著迷。在中國，像海鷗、上海、丹東、杭州手表有限公司、飛亞達(dá)等鐘表廠家，都仍堅(jiān)持生產(chǎn)高檔機(jī)械手表[4]。如今中國已成為世界鐘表行業(yè)生產(chǎn)大國之一，鐘表的產(chǎn)量也是位居世界前列，產(chǎn)品的品種也趨于多樣化和系列化[2]，與之前比可謂發(fā)展速度驚人。雖然如今中國的技術(shù)和設(shè)計(jì)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有趕上瑞士等國家，但是如果中國的手表企業(yè)能有自己的工業(yè)設(shè)計(jì)理念，自己的自產(chǎn)機(jī)芯，減少對(duì)進(jìn)口機(jī)芯的依賴，相信不久后也會(huì)有自己的一片天地。

1.3 12小時(shí)制和24小時(shí)制

一般我們所看見的鐘表都是將大表盤劃分為12等分即所謂的12小時(shí)制，而不是24小時(shí)制，這是為什么呢？我想可能主要原因是如果在鐘表起源時(shí)將表盤劃成24小時(shí)那么每一小時(shí)的刻度太小，當(dāng)時(shí)的發(fā)明技術(shù)精度又不夠，這樣做成24小時(shí)制不僅不便于觀察，而且完全沒有必要，以至于延續(xù)至今一直使用的都是12小時(shí)制。

2 齒輪傳動(dòng)比

圖1表示一對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)。滿足正常傳動(dòng)的基本條件是兩個(gè)齒輪的模數(shù)相等，也就是兩個(gè)齒輪的齒距相等。假設(shè)圖中，大齒輪為主動(dòng)輪，齒數(shù)為Z1，轉(zhuǎn)速為W1，輸入力矩為M1；小齒輪為從動(dòng)輪，齒數(shù)為Z2，轉(zhuǎn)速為W2，輸入力矩為M2。在機(jī)械表中，傳動(dòng)比i是指從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速W2與主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速W1之比，他等于主動(dòng)輪齒數(shù)與從動(dòng)輪齒數(shù)之比，即：

i=W2/W1=Z1/Z2

i>1，表示從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速高于主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，屬于增速傳動(dòng)；i<1，表示從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速低于主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，屬于減速傳動(dòng)。這個(gè)規(guī)定與普通機(jī)械設(shè)計(jì)相反，其目的是讓傳動(dòng)比的數(shù)值大于1，便于分析。

齒輪傳動(dòng)的力矩比是指從動(dòng)輪輸出力矩與主動(dòng)輪輸入力矩之比i力，在不考慮摩擦力矩的情況下，力矩比與傳動(dòng)比互為倒數(shù)。在升速傳動(dòng)中，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速以傳動(dòng)比i為倍數(shù)增大，力矩卻以1/i為倍數(shù)減少。

3 日夜顯示機(jī)構(gòu)

3.1 關(guān)于日夜顯示機(jī)構(gòu)的新的構(gòu)想

在如今的技術(shù)條件下，機(jī)械表的精度已經(jīng)可以達(dá)到很高了，那么有沒有可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制的呢？本文的日夜顯示機(jī)構(gòu)就是由此而來。本文討論的日夜顯示機(jī)構(gòu)將一圈1h的60min劃成60等分，便于分針的精確指示和準(zhǔn)確讀數(shù)。同時(shí)也將24小時(shí)制分為兩個(gè)半圈分別代表白天和黑夜，分別用太陽月亮圖案來指示小時(shí)。

3.2 日夜顯示機(jī)構(gòu)原理

該機(jī)構(gòu)與一般的機(jī)心機(jī)構(gòu)相差不大，區(qū)別就在于本文討論的新型機(jī)構(gòu)的時(shí)輪通過兩個(gè)過輪（4）帶24小時(shí)輪轉(zhuǎn)（5），傳動(dòng)比為0.5，是一種減速運(yùn)動(dòng)。其中除分輪（3）和時(shí)輪部件（2）外其余涉及零部件均在基板（1）上（詳見圖2）。

時(shí)輪部件（2）12小時(shí)轉(zhuǎn)一圈，通過兩個(gè)過輪（4）帶動(dòng)24小時(shí)輪（5）轉(zhuǎn)動(dòng)。時(shí)輪部件（2）和24小時(shí)輪（5）模數(shù)相同，通過增加1倍的齒數(shù)使24小時(shí)輪（5）能24小時(shí)轉(zhuǎn)1圈。在24小時(shí)輪（5）的兩邊分別對(duì)稱裝上太陽圖案（6）和月亮圖案（7），這樣就能讓太陽和月亮過12小時(shí)交替工作，達(dá)到24小時(shí)1d的指示目的（見圖2、圖3）。

本結(jié)構(gòu)的表盤部分由上表盤（10）和下表盤（9）組成。其中下表盤（9）上印有3圈數(shù)字。最外圈是和上表盤（10）拼成一個(gè)整盤60min的數(shù)字，每格為1min。第二圈是太陽圖案（6）指示的白天6點(diǎn)～18點(diǎn)數(shù)值，第三圈是由月亮圖案（7）指示的晚上18點(diǎn)～6點(diǎn)數(shù)值。在圖3的走時(shí)示意圖中可以看見左邊6刻度處是太陽圖案（6）剛剛從半山升起，表示早上6點(diǎn)；太陽圖案（6）在12刻度處表示正午12點(diǎn)，此時(shí)看不見月亮圖案（7）；太陽圖案（6）在右邊6刻度處表示下午6點(diǎn)，太陽要下山了，月亮開始出現(xiàn)，此時(shí)月亮圖案（7）在左邊6刻度處；月亮圖案（7）在24刻度處表示晚上24點(diǎn)，此時(shí)看不見太陽圖案（6）。

本結(jié)構(gòu)的24小時(shí)輪（5）、過輪（4）和時(shí)輪部件（2）都可通過蓋片（8）來控制軸向間隙（詳見圖2）。

4 結(jié) 語

本日夜顯示機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，新增零件少，樣式新穎，不僅解決了12小時(shí)改24小時(shí)制不便觀察、讀數(shù)不精確的問題，也能讓24小時(shí)直觀得被讀出，同時(shí)指示圖案的多樣性也為機(jī)心增添了趣味性。

參考文獻(xiàn)

[1]CLOIE靈感無重感.cloie專題-手表的歷史[A].2011，09.

[2]首席知識(shí)官.2010年國內(nèi)鐘表行業(yè)深度分析報(bào)告[DB/OL].2011，2.

收稿日期：2018-3-23

作者簡(jiǎn)介：吳焱萍，女，本科，研究方向?yàn)闄C(jī)械表。