机械表的运动方式(机械表的运动原理是什么)
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1、机械钟表中,利用带簧(发条)恢复变形所放出的能量或利用重物下降的重力作能源,以机械振动系统为时间基准,实现计量时间和时段的机械机构。
2、机械钟表机构有多种类型,但一般都由原动系、传动系、擒纵调速系、上条拨针系和指针系组成,工作原理基本相同(图1)。
3、此外,日历手表中还包括日历(或双历)机构,自动手表中还包括自动上条机构。
4、 原动系 储存和传递工作能量的机构。
5、分为重锤原动系和弹簧原动系两类。
6、 重锤原动系 利用重锤的重力作能源。
7、多用于简易挂钟(图2 )和落地摆钟。
8、重锤原动系结构简单,力矩稳定,但当上升重锤时,传动系与原动系脱开,钟表机构停止工作。
9、 弹簧原动系 利用卷成螺线形的带簧(发条)恢复变形所放出的能量作能源。
10、带簧一端与轴连接,另一端与一个不动的零件或发条盒的壳体连接。
11、弹簧原动系用作携带式钟表的能源,也用于摆钟上。
12、弹簧原动系有带固定条盒式、不带条盒式和带活动条盒式等3种类型。
13、 传动系 将原动系的能量传给擒纵调速系的一组传动齿轮。
14、通常由一系列轮片和齿轴组成(图3),在主传动中轮片是主动齿轮,齿轴是从动齿轮。
15、传动比按照以下公式进行计算: i=Z1/Z2 式中Z1为主动齿轮齿数,Z2为从动齿轮齿数。
16、对于有秒针装置的钟表,其中心轮的轮片到秒轮的齿轴的传动比必须等于60。
17、钟表传动系的齿形绝大多数是专门设计的(见钟表齿形)。
18、 传动系可按“二轮”(时轮和分轮)在表机芯的平面配置分为两类:①中心二轮式,二轮在表机芯的中央。
19、它又包括直接传动式、秒簧式、短秒针和无秒针式、双三轮式。
20、②偏二轮式,二轮不在表机芯中央。
21、它又包括头轮传出式、二轮传出式、三轮传出式。
22、 直接传动式是经常采用的传动系之一(图3)。
23、在这种传动方式中,分轮上部有一凹槽,分轮依靠摩擦与中心轮管相配合;走针机构的运动由中心轮来带动。
24、 擒纵调速系 由擒纵机构和振动系统构成。
25、按振动系统的特点可分为两类:①有固有振动周期擒纵调速系。
26、它具有可以独立进行振动的、有稳定周期的振动系统。
27、手表、闹钟中的走时系统的擒纵调速系属于此类。
28、②无固有振动周期擒纵调速系(图4 )。
29、它没有能够独立进行振动的振动系统。
30、这种调速系中的所谓振动系统的往复振动,完全依靠擒纵机构的往复运动。
31、机械闹钟中的闹时系统的擒纵调速系属于此类。
32、这种调速系精度要求不高,结构简单,工作可靠,抗外界干扰能力强,在机械式定时器和钟表引信中大量采用。
33、 擒纵机构 联系传动系和振动系统的一种机构。
34、其作用是把原动系的能量传递给振动系统,以维持振动系统的等幅振动;并把振动系统的振动次数传给指针机构,达到计量时间之目的。
35、擒纵机构种类很多,按其与振动系统联系的程度可分为两类。
36、①非自由式擒纵机构:擒纵机构和振动系统经常保持运动上的联系。
37、它包括直进式、后退式和工字轮式擒纵机构等。
38、②自由式擒纵机构:只有在释放和传冲阶段,擒纵机构和振动系统才保持运动上的联系,其余阶段振动系统处于自由运动状态。
39、它包括有销钉式、叉瓦式和天文钟式擒纵机构等。
40、 ①后退式擒纵机构(图5):广泛用于低精度摆钟。
41、它的叉瓦锁面和冲面是同一平面(工作面);进瓦的工作面是一圆柱面,其圆心与擒纵叉的转动中心不重合;出瓦的工作面是一平面。
42、叉瓦和擒纵叉作成一体。
43、传冲后,叉瓦工作面将迫使擒纵轮后退一个角度。
44、 ②叉瓦式擒纵机构(图6):应用最广的擒纵机构之一。
45、工作时,擒纵轮由传动系取得能量,通过擒纵轮齿和叉瓦(进瓦或出瓦)的作用转变为冲量传送给擒纵叉;通过擒纵叉的叉口和双圆盘的冲击圆盘上的摆钉的相互作用,再将冲量传给振动系统。
46、双圆盘的保险圆盘和叉头钉,摆钉和擒纵叉的喇叭口是保证机构正常工作的保险装置。
47、 ③销钉式擒纵机构(图7):与叉瓦式擒纵机构的不同之处是,在擒纵叉上用两根圆柱销钉代替叉瓦,冲量只沿擒纵轮齿冲面传递。
48、这种擒纵机构结构简单,精度要求低,制造方便,多在闹钟和低精度表中采用,俗称粗马结构。
49、 振动系统 作为时间基准的机构。
50、振动系统的振动周期乘以被测过程内的振动次数,即为该过程经历的时间。
51、机械钟表常用的振动系统有摆、扭转摆和摆轮游丝振动系统。
52、 ①摆:由摆锤、摆杆、挂摆装置和周期调节装置等组成。
53、用于固定式钟中(图2 )。
54、当摆锤在外力作用下偏离铅垂线(平衡位置)任一角度而放开后,在重力作用下,摆锤将绕支点作往复运动。
55、振动过程是摆的动能和位能交替转换的过程。
56、 ②扭转摆:主要由摆盘和悬丝组成(图8)。
57、悬丝下端固定摆盘,上端固定在不动的支点上。
58、悬丝的截面可为矩形或圆形。
59、扭转摆常与后退式擒纵机构或叉瓦式擒纵机构构成擒纵调速系。
60、扭转摆有较长的振动周期(几秒~几十秒),多用于能量较节省而走时延续时间较长的固定式钟。
61、 ③摆轮游丝振动系统(图9):游丝的内外端分别固定在摆轴和摆夹板上。
62、摆轮受外力作用偏离其平衡位置开始摆动时,游丝就被扭转而产生位能,通常称为恢复力矩。
63、该力矩促使摆轮向其平衡位置运动。
64、 上条拨针系 卷紧原动系中的发条和拨动时针、分针以校正钟表所指示时间的机构(图10)。
65、上条时,立轮和离合轮处于啮合状态。
66、拨针时,离合轮和立轮脱开而与拨针轮啮合。
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