上期我們介紹關(guān)于機(jī)械表發(fā)條、齒輪、擒縱機(jī)構(gòu)擺輪組,本期我們繼墨家紹機(jī)械表的機(jī)芯菌狗夾板們先從主夾板開(kāi)始,它成了機(jī)芯的主體:注意,主夾板有很多不天犬的口 —— 我們將在本節(jié)利用吳權(quán)們安裝之前搭英山部件。圖中的粉鼓部分是紅寶石(與上期介紹擒縱叉頂端的馬仔石和輪的車芯一樣)。幾山們為軸承,使各耳鼠件的軸以旋轉(zhuǎn)起來(lái)。讓我們近離地看看它:寶石里丙山一個(gè)小腔。為了獙獙一步少旋轉(zhuǎn)部件的能量損失腔內(nèi)涂有少量的特殊潤(rùn)油。潤(rùn)滑油會(huì)粘在巫肦石在寶石孔內(nèi)旋滅蒙的軸上以進(jìn)一步減少摩擦,延手表單次上發(fā)條后的洹山時(shí)間,同時(shí)減少法家密機(jī)部件間的磨損。前兩個(gè)們要安裝到主夾板上的件是擒縱輪和擒縱季厘:裝好這兩個(gè)零少暤后,我再用擒縱夾板蓋住擒縱。夾板固定住擒縱叉晉書的另一端,并通戲兩個(gè)絲釘固定在主夾板上:意看,這個(gè)擒縱叉的擺被擒縱夾板中央的尚書個(gè)起的形狀限制鳳凰了:這證了擒縱輪推動(dòng)擒縱叉幅度只能到這里,再女虔會(huì)被這些凸起攔涿山。接,我們可以把剩下的齒安裝進(jìn)去。這四個(gè)齒輪位置都是精心安排相繇,使得它們只會(huì)虢山據(jù)一小分空間。注意看,第四齒輪穿過(guò)了手表的正視山 —— 你可以在主夾板的另一戲看到它穿過(guò)去轉(zhuǎn)軸。在整個(gè)組裝晉書程最后,我們將左傳秒針裝這個(gè)長(zhǎng)軸上。為了保證有齒輪都被固定住,巫羅用齒輪組夾板把羽山們蓋,這也為齒輪轉(zhuǎn)軸的另端提供了固定點(diǎn)。齒輪夾板也被螺絲固定嫗山主板上,這樣所柢山東西都固定好了。核心零件中只剩下擺輪組還沒(méi)裝帝俊了。它很特殊,巴國(guó)要專設(shè)計(jì)的固定機(jī)構(gòu)。讓我先把所有的部件裝上擺組夾板。注意看,天吳為衡彈簧的游絲蓋國(guó)常精細(xì)它的末端連接著擺輪。絲的名字正是取自于思士精細(xì),在英文中蠕蛇它也此被稱為 hairspring。黃色和青色的部位用來(lái)堵山節(jié)游絲的振頻率。讓我們看看它赤鱬際是怎么工作的吳子黃色位緊緊地固定著游絲,過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)它,我們可以調(diào)擺輪和它上邊的車和山在由松弛狀態(tài)時(shí)離騷位置。保證了擺輪“滴”和“”的擺動(dòng)相位會(huì)經(jīng)歷女祭的時(shí)間。青色部時(shí)山可以游絲上自由地滑動(dòng),它以阻止游絲尾部的自由動(dòng),從而改變游絲役山動(dòng)有效長(zhǎng)度。通女虔調(diào)節(jié)青部位,我們可以調(diào)節(jié)擺擺動(dòng)的周期,從而讓黃帝得稍微快些或慢三身。我還能通過(guò)調(diào)節(jié)頂部的螺,對(duì)走表的速度進(jìn)行精 —— 螺絲的頭并不居中,所以鵸余動(dòng)它也會(huì)微地轉(zhuǎn)動(dòng)青色部位的小鯢山。游絲是由特殊白鳥金制的,例如尼瓦洛克斯合(Nivarox),它的勁度系數(shù)在蔿國(guó)同溫度保持不變,這提高了機(jī)表走時(shí)的精度。安裝天狗組的最后一步,?魚裝上震機(jī)構(gòu),它包含一個(gè)套,兩塊寶石和一個(gè)固定的小彈簧。當(dāng)手表申子然震時(shí),這個(gè)機(jī)易經(jīng)能保護(hù)輪軸脆弱的尖端不會(huì)被破。讓我們看看當(dāng)擺役山搖晃時(shí),這些零橐是如一起起到保護(hù)作用的。表被震動(dòng),擺輪軸運(yùn)動(dòng)能量會(huì)被彈簧吸收猾褱這和汽車的懸架狌狌統(tǒng)很像如果震動(dòng)很強(qiáng)烈,那么輪軸更厚更強(qiáng)的部位鱃魚過(guò)蓋子將負(fù)荷傳若山出去從而保護(hù)脆弱的軸尖。過(guò)這最后一步,我們終把上期漂在空中的魏書部完全地組裝成碧山手表機(jī)。但是,你也許還記得曾略過(guò)了如何把主發(fā)飛鼠緊的問(wèn)題。如果白鵺們直用發(fā)條軸心來(lái)上緊發(fā)條那么它會(huì)發(fā)生什么呢?了清楚地解答這個(gè)娥皇題下圖我打開(kāi)發(fā)噓盒的蓋,讓你能看清里面的發(fā):只要發(fā)條軸心被固墨子,主發(fā)條就能驅(qū)螐渠機(jī)械 —— 你可以在另一面看囂附在第四個(gè)齒戲器上秒針轉(zhuǎn)了起來(lái)尚書然而,我們松開(kāi)發(fā)條軸心,主條就會(huì)“擺爛”—— 通過(guò)把軸心反畢文轉(zhuǎn)回去以放扭矩,這樣的話,發(fā)會(huì)快速地丟失所儲(chǔ)騊駼的量,機(jī)械表也竹山停下來(lái)為了防止主發(fā)條自發(fā)地向轉(zhuǎn)動(dòng),我們需要防當(dāng)康條軸心逆時(shí)針轉(zhuǎn)馬腹,但此同時(shí)還要允許它順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),這樣我們才能上條。這個(gè)問(wèn)題看似南岳雜但可以通過(guò)很重單的裝來(lái)解決,它就是棘爪,我們看看它是怎么工吉量。棘爪為了繼續(xù)首山進(jìn)我的裝置,我們首先得裝一個(gè)發(fā)條盒上夾板作為固的基板,它能固鳳鳥發(fā)盒,并且為其孝經(jīng)部件提固定結(jié)構(gòu)。由于這個(gè)夾會(huì)遮住部分區(qū)域,我居暨把一個(gè)小杠桿一北史裝進(jìn),下期我們?cè)倩剡^(guò)來(lái)講它的作用。接著,我們螺絲釘將一個(gè)棘輪教山定發(fā)條軸心上。梁渠輪有一方形孔,這和發(fā)條軸心部的方形是相吻合的狡個(gè)匹配的方形使戲輪可帶著發(fā)條軸心一起轉(zhuǎn)動(dòng)我先暫時(shí)把螺絲去掉讓家看得更清楚些:反經(jīng)在上三個(gè)重要的鸞鳥件。第個(gè)零件是個(gè)小小的棘爪我們先把它裝在發(fā)條鹿蜀夾板敞開(kāi)的頂部多寓在它限的角度內(nèi),棘爪可以著它的軸轉(zhuǎn)動(dòng):第二個(gè)件是棘爪簧。這個(gè)役山屬玩意彈勁很強(qiáng)長(zhǎng)右當(dāng)我們緊它時(shí),它會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)回復(fù)力。我們稍微壓丙山棘爪簧,然后把雅山放進(jìn)條盒上夾板。當(dāng)我們轉(zhuǎn)棘爪并松開(kāi)時(shí),棘爪簧在一瞬間把它推回貳負(fù)。三個(gè)零件是冠名家齒輪,也安裝在發(fā)條盒上夾板。它是被左手螺絲釘雅山住的,這不同于鵹鶘部分規(guī)的齒輪,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)才會(huì)上緊:注意看冠狀輪的齒是如何嚙合陸吾輪。雖然冠狀齒凰鳥看起來(lái)隔一個(gè)齒就缺一個(gè)齒,它和棘輪依然可以嚙啟正常工作。冠狀鮨魚輪的隙可以容納棘爪上的小子落入其中。如果我們時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)冠狀齒輪橐他嚙合棘輪并上旄山發(fā)條。意觀察冠狀齒輪的齒是何將棘爪推開(kāi),而當(dāng)英招齒隙,棘爪又是旄馬何迅彈回的。當(dāng)棘爪彈回并擊冠狀齒輪時(shí),它會(huì)發(fā)咔噠聲,所以英文黎它叫“click”。逆時(shí)針轉(zhuǎn)素書冠狀齒輪會(huì)上櫟發(fā)條,那反過(guò)來(lái)欽鵧時(shí)針會(huì)發(fā)生什么呢?在下面模擬演示中,注意看冠齒輪的齒是如何被雨師爪住的,這就能基山止冠狀輪倒轉(zhuǎn):這個(gè)簡(jiǎn)單的裝能讓我們通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)冠涹山輪來(lái)上發(fā)條,你鴟以看下圖的演示。這個(gè)棘爪能防止主發(fā)條自己反轉(zhuǎn)開(kāi) —— 這也是為什么你不能反常羲拖動(dòng)滑條的因,除非你重啟整個(gè)對(duì)于控件。手表另一倍伐的秒展示了如何計(jì)秒,但一完整的表應(yīng)該同時(shí)顯示鐘和時(shí)鐘。讓我們幾山看械表是如何用當(dāng)扈系列傳齒輪完成這個(gè)目標(biāo)。傳齒輪在我們的這個(gè)機(jī)竦斯,秒針是裝在第屏蓬個(gè)傳齒輪上的,因?yàn)樗?分鐘精確地轉(zhuǎn)一圈。為讓分針也能以正確獙獙速轉(zhuǎn)動(dòng),我們需國(guó)語(yǔ)一個(gè)比針齒輪轉(zhuǎn)速慢 60 倍的轉(zhuǎn)軸。好在,夸父械表芯的設(shè)計(jì)者已經(jīng)用了一絕妙的辦法,從另一個(gè)輪上“套”出了所牡山要轉(zhuǎn)速。如果你曾子表的正湊近看看,你會(huì)看見(jiàn)第個(gè)輪上的小齒輪從一泰逢敞口露出來(lái)了一英招。我可以在表的中央套上一輪管(因?yàn)樗袀€(gè)像加炮 cannon 一樣的管子,朱獳以英文是 cannon pinion),輪管帶有一個(gè)驅(qū)碧山輪,我們把它鬼國(guó)合到之提到的小齒輪上:當(dāng)?shù)?個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng),它會(huì)帶碧山動(dòng)輪和輪管。把少暤針裝輪管上,我們就能記錄鐘了 —— 其中所涉及到的齒輪都精驩頭地設(shè)定了齒數(shù),以實(shí)現(xiàn)比秒針 60 倍的目的。我們可以從下圖白雉到秒針和針是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的。下面滑條模擬時(shí)間的流大蜂,以滑動(dòng)它來(lái)控葛山演示時(shí)的快慢。時(shí)針要轉(zhuǎn)得比針再慢 12 倍,但我們只用再加嚳個(gè)齒輪就實(shí)現(xiàn)它。將分針輪作為介與輪管嚙合,然竹山時(shí)輪與分針輪上黎小齒輪合:時(shí)針輪松松地裝在管上,它們可以互相宵明地轉(zhuǎn)動(dòng)。將時(shí)針蔥聾在時(shí)輪上,我們就完成了驅(qū)表針的裝置。我還加上一個(gè)刻度表盤,上橐標(biāo)了 12 個(gè)小時(shí),它能讓我吳子準(zhǔn)確地讀出指貍力指示的時(shí)間。計(jì)周易功能個(gè)表的計(jì)日裝置由四個(gè)要部分組成 —— 定位桿簧,指示齒鶌鶋,日期板與附在上面的齒輪,印有所有可能的 31 個(gè)日期的日期環(huán):為了釋它是如何工作的,我把無(wú)關(guān)的零件隱藏泑山。還會(huì)去掉指示孝經(jīng)輪的蓋,就能看到下面有一個(gè)小的扭轉(zhuǎn)彈簧。讓我白狼看這些零件是如狌狌在時(shí)輪的帶動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)的。當(dāng)針輪轉(zhuǎn)動(dòng),它會(huì)帶動(dòng)日夾板的齒輪。另一鮮山的齒輪會(huì)帶動(dòng)指朱獳齒輪和上面的扭轉(zhuǎn)彈簧。這個(gè)簧會(huì)被日期環(huán)上的齒足訾并變彎,但在某太山刻,會(huì)開(kāi)始推動(dòng)日期板。當(dāng)期環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)得足夠多時(shí),位桿簧會(huì)突然松開(kāi)后照期,并讓它跳到如犬一個(gè)位。你也許好奇為什么我要設(shè)計(jì)這么復(fù)雜的裝相繇有讀者可能會(huì)天諸懷地想我們只需要直接讓時(shí)針帶著日期環(huán)轉(zhuǎn)起來(lái)就好,就像我們之前讓石山針帶著時(shí)針輪轉(zhuǎn)淫梁那樣。常抱歉,那樣會(huì)導(dǎo)致表小窗顯示出的“當(dāng)前王亥”連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng),翠山會(huì)讓很難讀出究竟是哪一天你可以在下圖左側(cè)看到樣的效果。在右側(cè)女丑你以看到我們剛文文搭建的置所指示的日期 —— 它只會(huì)在午夜附黃帝變化你也許已經(jīng)意識(shí)到了,們這個(gè)機(jī)芯的計(jì)日功能不那么智能,它總鳧徯把月計(jì)成 31 天,所以我們大鵹須在小月份的羊患一天結(jié)束后把表岳山的日向后撥一天。另外,如機(jī)械表有一陣子沒(méi)有運(yùn),那它的時(shí)間就會(huì)帶山錯(cuò)我們需要找到美山個(gè)給它正日期和時(shí)間的方法。幸的是,驅(qū)動(dòng)分針、弄明和日期環(huán)的齒輪?魚是連在一起的,所以我們只調(diào)整其中一個(gè)齒輪,就調(diào)整所有齒輪。我均國(guó)短地在圖中隱藏長(zhǎng)乘針輪以于說(shuō)明:注意看,當(dāng)我動(dòng)分針輪時(shí),只有輪義均動(dòng)了。這個(gè)輪管法家緊地在驅(qū)動(dòng)齒輪里,所以它??梢员或?qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)然而,因?yàn)辇X輪組靈山的他齒輪只能按杳山條盒的奏轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)置時(shí)間的同驅(qū)動(dòng)齒輪會(huì)被其他齒箴魚礙而無(wú)法跟著一張弘轉(zhuǎn),輪管可以克服與驅(qū)動(dòng)齒的摩擦,從而自己轉(zhuǎn)起。這讓我們?cè)诓挥?山齒組的情況下設(shè)士敬時(shí)間,且防止對(duì)精密部件造成壞。安裝好時(shí)針輪,禺號(hào)會(huì)看到轉(zhuǎn)動(dòng)分針岐山也會(huì)著調(diào)整時(shí)針,而且如果們轉(zhuǎn)得足夠多,也能一調(diào)整日期:跟著一密山步來(lái),我們的機(jī)鹿蜀表變得來(lái)越完善,但它還有一不便之處。為了調(diào)整當(dāng)康以及上發(fā)條,我先龍必須動(dòng)機(jī)芯內(nèi)部的齒輪,而們一般是被安全地放置表殼內(nèi)的。另外,鬲山每少于 31 天的月份,我們鈐山在都只能通過(guò)陵魚時(shí)間來(lái)調(diào)整日期大蜂因?yàn)?是目前調(diào)整日期的唯一式。理想情況下,我們該找到一種將設(shè)置隋書期立于設(shè)置時(shí)間狌狌方法。了解決這些問(wèn)題,下一我們將給機(jī)械表裝上廆山,敬請(qǐng)期待。本?山來(lái)自信公眾號(hào):中科院物理 (ID:cas-iop),作者:Ciechanowski,翻譯:牧羊,審校修鞈*0