机械式钟表在历经1970年代石英革命的重大挫败之後又再度复苏，最大的因素应归于人们对纯粹机械律动的美感所怀抱著一种诗意的情怀——无形的机械能量在各式精巧的齿轮或零件间加以传输转换，成为人们能够以肉眼辨识、以逻辑理解的符号，无疑，这正是机械钟表最扣人心弦之处。而这即是将无形的机械能量转换成为可以读取的时间形式的重要媒介——齿轮系的功劳。

 

 

 

 

 

      观察机械机芯动力的流向、传输顺序，可以发现发条盒、中心轮、第三车、秒针轮、擒纵轮是以轮齿接轮轴的连接方式依次升高齿轮转速，如此一来由发条释放所输出的动力便依次递减。当动力传输到擒纵机制时，平衡轮在平衡弹簧的控制下会规律地来回摆动，以控制时、分、秒针的运行速度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

齿轮系的运作原理之——传输与变速

 

 

 

 

 

      在机械原理中齿轮的主要作用为改变运动方向或运转速度，钟表机芯将齿轮的这项特性加以运用所设计出来的齿轮系，其最主要的功能有两项：

 

 

 

 

 

      一是将发条所输出的力量传输至擒纵系统调速并将能量递减至可供利用的范围。由於发条释放所产生的能量相当大，直接传输至擒纵系统会造成过大的冲击而对机件产生耗损，根据质能守恒的原理，必须将这股能量经由转化、消耗以缩减至可供擒纵系统运转的范围之内。因此发条释放驱动发条盒後，透过中心轮、第三车、秒针轮、擒纵轮4个变速齿轮将发条释放的动能传输并转化为位能将能量依次递减，使擒纵杆产生推力驱动平衡轮、平衡弹簧规律地来回摆动（简谐运动）以达到调速的目的。

 

 

 

 

 

      二是换算时间，即在发条提供稳定的动力以及擒纵系统提供机械运转正确频率的情况之下，由不同齿数排列组合的中心轮、第三轮、秒针轮是以由慢至快不同的速率运转，可用来呈现时、分、秒，甚至是日期等不同的时间型态。一般来说位於机芯中央的中心轮通常是用来驱动分针轮以带动分针运转，所以又称为“分针带动轮”，秒针轮则是用来带动秒针。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

齿轮系的运作原理之——齿轮系的组成

 

 

 

 

 

      一般钟表机芯的发条提供运转所需的动力，经过齿轮组的变速与传输之後，到达擒纵系统进行调速，其中齿轮系所扮演的就是机械能量转换与传输的关键角色。这里所谓的齿轮系是由发条盒、中心轮、第三轮、秒针轮、擒纵轮所组成。此外，为了让指示时、分的指针轴心能够集中在面盘的中心，必须透过两个套筒状齿轮组成由中心轮带动连接分针的分针小齿轮“筒车”以及带动时针的时针轮“伞车”，而将分针轮转换至带动时针的时针轮，中间还必须经过分针轮的换算。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

齿轮系的运作原理之——上链与定位拨针机制

 

 

 

 

 

      腕表表冠部分的功能一般来说分为两个部分，第一部分是将动能传递进入机芯发条内的上链机制，另一部分则是连接到时针轮与分针轮的定位拨针机制。这个机制的运作主要是依据杠杆原理，由龙芯带动押鸟、鼓车回返臂等一连串连杆带动鼓车移动，使表冠得以在上链机制与定位拨针机制之间互相切换，进而操控该项功能。

 

 

 

      当表冠切换为上链功能时即连结至发条机制，此时转动表冠即可为发条上链；而切换至定位拨针功能时，转动表冠即可驱动时针轮与分针轮运转以调校时间。对于多数的使用者来说，上链与定位拨针可以说是最常使用到的功能，理解其运作原理之後将会有助我们更正确地操作这些功能。