《钟表》2013年第4期 撰文_本刊特约撰稿人
曹维峰

上一期介绍了机械手表原动系统的结构组成和工作原理,本期将向大家介绍机械表的传动系统——它将机械表的原动系统与调速机构连接起来,从而成为一条完整的主传动链,这一链条运转的是否通畅、稳定,直接决定了机械表机心走时精度的优劣。
传动系统的分类
对于机心的主传动链布局是很有讲究的,通常的区分方法是根据与原动系中条盒轮啮合的二轮设置在机心的位置来划分机心的基本传动形式为中心二轮式(二轮在机心中心)和偏二轮式(二轮偏离机心中心)两大类。这两个类型的传动形式还可以根据机心设计的实际需要再细分,而两者具有各自的优势与劣势:就中心二轮式而言,它的优势是机心整体结构紧凑,设计与加工难度相对简单;劣势是机心平面与轴向的空间利用率比较低;对于偏中心二轮式而言,它的优势正好弥补了前者的劣势,机心平面与轴向的空间利用率比较高,对于提高机心的整体性能提供了有利条件,劣势是设计与加工的难度比较高。
主传动链的传动B孔
机心的布局方式可以通过机心基板的主传动链传动B孔的布置来识别出来,那么我将以ETA2892的机心图为例,为大家做一下这方面的常识普及。原动系统B1的条盒轮将能量传递给B2位置的二轮,而后所对应的B3、B4、B5和B6分别是三轮、四轮、擒纵轮、擒纵叉和摆轮游丝系统。其中的二轮、三轮、四轮与擒纵轮都是通过轮片与齿轴固定为一体而形成的部件,再根据齿轮的顺序轮片与齿轴互相啮合,如条盒轮与二齿轴、二轮片与三齿轴、三轮片与四齿轴、四轮片与擒纵齿轴,最后是位于B4位置的擒纵轮片与位于B5位置的擒纵叉的两个叉瓦(进瓦与出瓦)相互配合在一起,此时擒纵叉的叉头将会与位于摆轮游丝系统的摆轴下方的双圆盘圆盘钉配合,至此一条完整的主传动链条就完成了。设置摆轮游丝系统的B6孔位置镶嵌了防震器组件,它起到了承载摆轮游丝系统中摆轴的防震责任。由于摆轴的轴尖直径仅有0.1毫米左右,相当于一根成人的头发一样粗细,同时摆轴所承载的摆轮具有一定的重量和惯量,如果没有一定的保护措施,一旦手表受到外在的剧烈震动,摆轮轴尖必然会被震断或震歪,这将直接导致手表不能正常计时或者更严重的是停表,基于上述原因设置防震装置是必须的。

TIPS:防震器组件的结构是由防震器座,防震器下托钻,上盖眼钻和防震器弹簧组成完整的组件,其防震的原理是把手表受到的剧烈冲击和震动给吸收掉,这个主要靠防震器托钻与防震器座以及防震弹簧的相互配合,而关键在于防震器座和防震器托钻之间是锥面配合的(大约呈45度角),它可以产生滑动位移,防震器托钻也俗称“防震碗”,当防震碗沿防震器座斜面移动时,防震弹簧被迫隆起变形,同时吸收了来自摆轴的冲击能量,并且摆轮轴榫尖下端比粗的部位和防震基座孔的内沿相碰击,摆轮轴这个部位直径比粗,它是可以能够承受得住的,而防震器保护的是摆轮那个像发丝般细的轴尖最大程度的免受来自轴向、径向和侧向使其折断的冲击力。
传动系统的轮系特征
了解过了机心基板传动B孔的常识后,我们再来认识中心二轮式和偏中心二轮式机心的二轮、三轮、四轮与擒纵轮的特征。
二轮
这一零件是中心式机心结构与偏中心式机心的最主要区别,大家可以通过中心二轮图和偏中心二轮图看到它们的共同点与不同点。两者的共同点是A位置是二轮与基板B2位置孔的宝石轴承配合;B位置是二轮与控制夹板B2位置的宝石轴承配合;
C位置与前两个位置有所不同的是它被加工出轴齿,其目的是为了让它与B1位置原动系的条盒轮带有的齿啮合在一起,使得原动系的能量直接输出给这个中心二轮;D位置是个轮片,有得到就得有输出,正是这个位置将二轮通过原动系得到的能量输出给B3位置的传动轮系,更进一步输出给摆轮游丝系统使其开始工作。两者的不同点在于中心二轮的E位置,它的功能是用来承载显示系,再细说是用来与显示系的摩擦分轮配合在一起的,其原因就在于此二轮占据了中心位置。那么显示系就需要有个中介结构来与其整合在一起,当然在需要快拨时分针的时候还得在不影响主传动系正常运转的前提下将两者隔离开,而偏中心式二轮没有了那个E位置,因为它已经偏中心了也就没有承载显示系的责任。

三轮
此零件的作用是连接二轮。在接收来自于原动系统能量的同时,还改变了传动比以及轮系旋转的方向,也就是说它属于介轮范畴。A位置是与控制夹板相对应的宝石轴承相配合;B位置是被加工出的轴齿,其作用是它与二轮片所带有的齿啮合在一起,使得原动系统的能量通过二轮输入给了三轮,也就是输入给了传动轮系;C位置是三轮片,它与前面说到的带有轴齿的三齿轴固定为一体,并且也是被加工出轮齿与四轮轴齿啮合在一起。
四轮
此轮也被称作秒轮。大家从名字上就可以大概判断出此零件跟计秒有关联,其实此轮的旋转速度正是受到了摆轮游丝系统的控制,以每分钟转动一周的速度旋转。此外,此零件的顶端一般是个锥形,方便安装秒针。A位置是与控制夹板相对应的宝石轴承相配合;B位置是被加工出的轴齿,其作用是前面已经谈到过,它与三轮片齿相啮合;C位置是四轮片,它与四齿轴固定为一体,并且被加工出轮齿与擒纵轴齿啮合在一起;D位置是被加工成锥形目的是安装秒针的针管所设置的。
擒纵轮
这个零件在机心中非常特殊,因为此擒纵轮片的齿形并不是普通的钟表用齿形,而是异型齿。其形状相对比较怪异,它的作用就是为了配合整个擒纵机构的运转而设计的。更准确地说:它将与擒纵叉部件的进瓦与出瓦相配合在一起,来完成擒纵机构完整的动作要求。A位置是与控制夹板相对应的宝石轴承相配合;B位置是被加工出的轴齿,其作用是它与四轮片所带有的齿啮合在一起;C位置是擒纵轮片,大家可以看到此轮片跟前面所见到的轮片齿形有很大区别,这个独特的设计就是为了杠杆式擒纵机构的需要而设置的,它的转速将直接控制四轮也就是秒轮的速度,同时也就是本机心的时计基础。

经典解析
海鸥机心ST1600
ST1600为中心二轮式结构,它的主传动轮系与显示系的连接关键为摩擦分轮机构。所谓摩擦分轮是指中心二齿轴顶部的其中一段被加工成具有锥度的台阶,而分轮的中下部分具有薄壁和刻槽凹陷,也就是说分轮的这一段具有一定的弹性,它将与中心二齿轴的那部分锥度台阶摩擦配合,这种机构的设置目的是在机心正常运转中两者可以同步转动,中心二轮在调速机构和主传动轮系的控制下以每小时一周的速度转动,这样它就驱动了分轮与它以同样的速度转动,而当需要调校时间快速驱动分轮的时候,由于他们之间是摩擦配合,因此分轮可以被单独驱动而不会影响中心二轮的正常转动,当停止调校的时候,两者又会摩擦配合为一体同步转动了。只是这两个机心的主传动轮系有些区别,前一款机心的四轮也就是秒轮是被设置于中心位置,而通过图我们可以看到,它的四轮实际上并不是处于中心位置,而是处于偏中心位置,那么中心位置的秒轮是被后期放置的,它只有秒齿轴通过三轮片与真正以秒速度旋转的四轮齿轴连接,这种传动方式有个名字叫“秒簧式”,顾名思义,此类机心的中心位置秒轮由于是后期设置的并不处于主传动链,所以必须采用一根秒簧给它以一定的阻力,其目的是为了被镶嵌秒针的中心秒轮不会出现秒跳现象。

海鸥机心ST2500
ST2500根据海鸥2500的机心图所示和我们已经讲到过的相关知识,我们可以判断出此款机心属于典型的偏二轮三轮输出式,所谓三轮输出式的含义是三轮与显示系连接,而之前我们谈到的机心都是直传式,也就是说条盒轮直接与显示系连接。本机心为大三针中心设置,那么秒轮必定位于机心中心位置,也就是说三轮既连接了显示系,又与秒轮连接,它起到了承上启下的作用,同时秒轮的另一侧同样是擒纵机构与摆轮游丝系统,这样完整的主传动链就被连接完成了。这种传动形式对于机心整体的功能轮系布局将会有更多的选择和优势,本机心在具备主传动链为基础机心的前提下,可以附加各种实用的功能,如日历,周历,能量显示和双时区等。此机心设计目的是为了更好的工艺性,更利于大批量生产。
对于偏二轮三轮输出式机心显示系的分轮结构同样也需要前文我们已经了解到的直传式摩擦分轮结构,只是根据三轮输出式的结构特点,此分轮将不与主传动轮系直接配合,它将被分解为分轮与分轮片两部分,根据ST2500机心分轮的构造,我们可以看到分轮下端有个锥度台,而分轮片中间位置被加工成异形状,并且此形状必须具备一定的弹性,它将与分轮的锥形台配合为一体形成了摩擦分轮结构,两者既可以同步运动又可以相对运动,其功能性与先前说到的直传式摩擦分轮是一样的。

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