上期我們介紹機(jī)械表的發(fā)條齒輪、擒縱機(jī)和擺輪組，本我們繼續(xù)介紹械表的機(jī)芯。板我們先從主板開始，它構(gòu)了機(jī)芯的主體注意看，主夾有很多不同的口 —— 我們將在本節(jié)利用們安裝之前搭的部件。圖中粉色部分也是寶石（與上期紹的擒縱叉頂的馬仔石和擺的車芯一樣）它們作為軸承使各部件的軸以旋轉(zhuǎn)起來。我們近距離地看它：寶石里有一個(gè)小腔。了進(jìn)一步減少轉(zhuǎn)部件的能量失，腔內(nèi)涂有量的特殊潤滑。潤滑油會(huì)粘寶石和在寶石內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軸上以進(jìn)一步減少擦，延長手表次上發(fā)條后的行時(shí)間，同時(shí)少精密機(jī)械部間的磨損。前個(gè)我們要安裝主夾板上的零是擒縱輪和擒叉：安裝好這個(gè)零件后，我再用擒縱夾板住擒縱叉。夾固定住擒縱叉軸的另一端，通過兩個(gè)螺絲固定在主夾板：注意看，這擒縱叉的擺動(dòng)擒縱夾板中央兩個(gè)凸起的形限制住了：這證了擒縱輪推擒縱叉的幅度能到這里，再就會(huì)被這些凸攔住。接著，們可以把剩下齒輪安裝進(jìn)去這四個(gè)齒輪的置都是精心安的，這使得它只會(huì)占據(jù)一小分空間。注意，第四個(gè)齒輪過了手表的正央 —— 你可以在主夾板的一面看到它穿去的轉(zhuǎn)軸。在個(gè)組裝過程的后，我們將把針裝在這個(gè)長上。為了保證有齒輪都被固住，我們用齒組夾板把它們上，這也為齒轉(zhuǎn)軸的另一端供了固定點(diǎn)。輪組夾板也被絲固定在主夾上，這樣所有西都被固定好。核心零件中只剩下擺輪組沒裝上去了。很特殊，需要門設(shè)計(jì)的固定構(gòu)。讓我們先所有的部件裝擺輪組夾板。意看，作為平彈簧的游絲非精細(xì)，它的末連接著擺輪。絲的名字正是自于它的精細(xì)在英文中，它因此被稱為 hairspring。黃色和青色的部位用來節(jié)游絲的振動(dòng)率。讓我們看它們實(shí)際是怎工作的：黃色位緊緊地固定游絲，通過轉(zhuǎn)它，我們可以節(jié)擺輪和它上的車芯在自由弛狀態(tài)時(shí)的位。這保證了擺“滴”和“答的擺動(dòng)相位會(huì)歷相同的時(shí)間青色部位可以游絲上自由地動(dòng)，它可以阻游絲尾部的自振動(dòng)，從而改游絲振動(dòng)的有長度。通過調(diào)青色部位，我可以調(diào)節(jié)擺輪動(dòng)的周期，從讓表走得稍微些或慢些。我還能通過調(diào)節(jié)部的螺絲，對(duì)表的速度進(jìn)行調(diào) —— 螺絲的頭并不居中所以轉(zhuǎn)動(dòng)它也微微地轉(zhuǎn)動(dòng)青部位的小叉子游絲是由特殊金制成的，例尼瓦洛克斯合（Nivarox），它的勁度系數(shù)在不英山溫下保持不變，提高了機(jī)械表時(shí)的精度。安擺輪組的最后步，是裝上防機(jī)構(gòu)，它包含個(gè)套子，兩塊石和一個(gè)固定的小彈簧。當(dāng)表突然被震時(shí)這個(gè)機(jī)構(gòu)能保擺輪軸脆弱的端不會(huì)被震破讓我們看看當(dāng)輪軸搖晃時(shí)，些零件是如何起起到保護(hù)作的。當(dāng)表被震，擺輪軸運(yùn)動(dòng)能量會(huì)被彈簧收，這點(diǎn)和汽的懸架系統(tǒng)很。如果震動(dòng)很烈，那么擺輪更厚更強(qiáng)的部將通過蓋子將荷傳導(dǎo)出去，而保護(hù)脆弱的尖。經(jīng)過這最一步，我們終把上期漂在空的零部件完全組裝成了手表芯。但是，你許還記得我曾過了如何把主條上緊的問題如果我們直接發(fā)條軸心來上發(fā)條，那么它發(fā)生什么呢？了清楚地解答個(gè)問題，下圖打開發(fā)條盒的子，讓你能看里面的發(fā)條：要發(fā)條軸心被定著，主發(fā)條能驅(qū)動(dòng)機(jī)械表 —— 你可以在另一面看基山附第四個(gè)齒輪上秒針轉(zhuǎn)了起來然而，當(dāng)我們開發(fā)條軸心，發(fā)條就會(huì)“擺”—— 通過把軸心反向轉(zhuǎn)回以釋放扭矩，樣的話，發(fā)條快速地丟失所存的能量，機(jī)表也會(huì)停下來為了防止主發(fā)自發(fā)地反向轉(zhuǎn)，我們需要防發(fā)條軸心逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，但與此時(shí)還要允許它時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這我們才能上發(fā)。這個(gè)問題看復(fù)雜，但可以過很簡單的裝來解決，它就棘爪，讓我們看它是怎么工的。棘爪為了續(xù)改進(jìn)我們的置，我們首先裝上一個(gè)發(fā)條上夾板作為牢的基板，它能定發(fā)條盒，并為其他部件提固定結(jié)構(gòu)。由這個(gè)夾板會(huì)遮部分區(qū)域，我先把一個(gè)小杠一起裝進(jìn)去，期我們?cè)倩剡^講講它的作用接著，我們用絲釘將一個(gè)棘固定在發(fā)條軸上。棘輪有一方形孔，這和條軸心頂部的形是相吻合的這個(gè)匹配的方使棘輪可以帶發(fā)條軸心一起動(dòng)。我先暫時(shí)螺絲去掉讓大看得更清楚些現(xiàn)在裝上三個(gè)要的零件。第個(gè)零件是個(gè)小的棘爪，我們把它裝在發(fā)條上夾板敞開的部。在它有限角度內(nèi)，棘爪以繞著它的軸動(dòng)：第二個(gè)零是棘爪簧。這金屬小玩意彈很強(qiáng)，當(dāng)我們緊它時(shí)，它會(huì)生很強(qiáng)的回復(fù)。我們稍微壓點(diǎn)棘爪簧，然把它放進(jìn)發(fā)條上夾板。當(dāng)我轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪并松時(shí)，棘爪簧會(huì)一瞬間把它推去。第三個(gè)零是冠狀齒輪，也安裝在發(fā)條上夾板上。它被左手螺絲釘定住的，這不于大部分常規(guī)齒輪，逆時(shí)針轉(zhuǎn)它才會(huì)上緊注意看冠狀齒的齒是如何嚙棘輪的。雖然狀齒輪看起來隔一個(gè)齒就缺個(gè)齒，但它和輪依然可以嚙并正常工作。狀齒輪的齒隙以容納棘爪上小桿子落入其。如果我們逆針轉(zhuǎn)動(dòng)冠狀齒，他會(huì)嚙合棘并上緊發(fā)條。意觀察冠狀齒的齒是如何將爪推開，而當(dāng)到齒隙，棘爪是如何迅速彈的。當(dāng)棘爪彈并撞擊冠狀齒時(shí)，它會(huì)發(fā)出噠聲，所以英中它也叫“click”。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)冠狀齒會(huì)上緊主發(fā)條那反過來順時(shí)轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)生什么？在下面的模演示中，注意冠狀齒輪的齒如何被棘爪卡的，這就能防冠狀齒輪倒轉(zhuǎn)這個(gè)簡單的裝能讓我們通過動(dòng)冠狀齒輪來發(fā)條，你可以看下圖的演示這個(gè)棘爪還能止主發(fā)條自己轉(zhuǎn)松開 —— 這也是為什么不能反著拖動(dòng)條的原因，除你重啟整個(gè)演控件。手表另面的秒針展示如何計(jì)秒，但個(gè)完整的表應(yīng)同時(shí)顯示分鐘時(shí)鐘。讓我們看機(jī)械表是如用一系列傳動(dòng)輪完成這個(gè)目。傳動(dòng)齒輪在們的這個(gè)機(jī)芯，秒針是裝在四個(gè)傳動(dòng)齒輪的，因?yàn)樗?每分鐘精確地一圈。為了讓針也能以正確速度轉(zhuǎn)動(dòng)，我需要一個(gè)比秒齒輪轉(zhuǎn)速慢 60 倍的轉(zhuǎn)軸。好在，機(jī)械表芯的設(shè)計(jì)者已用了一個(gè)絕妙辦法，從另一齒輪上“套”了所需要的轉(zhuǎn)。如果你從表正面湊近看看你會(huì)看見第三輪上的小齒輪一個(gè)小敞口露來了一些。我可以在表的中套上一個(gè)輪管因?yàn)樗袀€(gè)像農(nóng)炮 cannon 一樣的管子，所以英文 cannon pinion），輪管帶有個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，我把它嚙合到之提到的小齒輪：當(dāng)?shù)谌齻€(gè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，它會(huì)帶驅(qū)動(dòng)輪和輪管把分針裝在輪上，我們就能錄分鐘了 —— 其中所涉及到的齒輪都精確設(shè)定好了齒數(shù)以實(shí)現(xiàn)比秒針 60 倍的目的。我們可以下圖看到秒針分針是如何運(yùn)的。下面的滑模擬時(shí)間的流，可以滑動(dòng)它控制演示時(shí)間快慢。時(shí)針要得比分針再慢 12 倍，但我們只用再加兩齒輪就能實(shí)現(xiàn)。將分針輪作中介與輪管嚙，然后時(shí)針輪分針輪上的小輪嚙合：時(shí)針松松地裝在輪上，它們可以相獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)將時(shí)針裝在時(shí)輪上，我們就成了驅(qū)動(dòng)表針裝置。我還加了一個(gè)刻度表，上面標(biāo)記了 12 個(gè)小時(shí)，它能讓我們準(zhǔn)地讀出指針?biāo)?示的時(shí)間。計(jì)功能這個(gè)表的日裝置由四個(gè)要部分組成 —— 定位桿簧，指示齒輪，日夾板與附在上的齒輪，和印所有可能的 31 個(gè)日期的日期環(huán)：為了解它是如何工作，我先把無關(guān)零件隱藏掉。還會(huì)去掉指示輪的蓋子，就看到下面有一小小的扭轉(zhuǎn)彈。讓我們看看些零件是如何時(shí)針輪的帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的。當(dāng)時(shí)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，它會(huì)動(dòng)日期夾板的輪。另一面的齒輪會(huì)帶動(dòng)指齒輪和它上面扭轉(zhuǎn)彈簧。這彈簧會(huì)被日期上的齒絆住并彎，但在某一，它會(huì)開始推日期板。當(dāng)日環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)得足夠時(shí)，定位桿簧突然松開日期，并讓它跳到一個(gè)位置。你許好奇為什么們要設(shè)計(jì)這么雜的裝置。有者可能會(huì)天真想，我們只需直接讓時(shí)針輪著日期環(huán)轉(zhuǎn)起就好了，就像們之前讓分針帶著時(shí)針輪轉(zhuǎn)那樣。非常抱，那樣會(huì)導(dǎo)致盤小窗顯示出“當(dāng)前日期”續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)，這讓人很難讀出竟是哪一天。可以在下圖左看到這樣的效。在右側(cè)，你以看到我們剛搭建的裝置所示的日期 —— 它只會(huì)在午夜附近變化。你許已經(jīng)意識(shí)到，我們這個(gè)機(jī)的計(jì)日功能并那么智能，它是把每月計(jì)成 31 天，所以我們必須在小份的最后一天束后把表上的期向后撥一天另外，如果機(jī)表有一陣子沒運(yùn)行，那它的間就會(huì)出錯(cuò)。們需要找到一給它校正日期時(shí)間的方法。幸的是，驅(qū)動(dòng)針、時(shí)針和日環(huán)的齒輪都是接在一起的，以我們只用調(diào)其中一個(gè)齒輪就能調(diào)整所有輪。我將短暫在圖中隱藏時(shí)輪以便于說明注意看，當(dāng)我動(dòng)分針輪時(shí)，有輪管轉(zhuǎn)動(dòng)了這個(gè)輪管緊緊插在驅(qū)動(dòng)齒輪，所以它通常以被驅(qū)動(dòng)齒輪動(dòng)。然而，因齒輪組中的其齒輪只能按發(fā)盒的節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置時(shí)間的同驅(qū)動(dòng)齒輪會(huì)被他齒輪阻礙而法跟著一起轉(zhuǎn)但輪管可以克與驅(qū)動(dòng)齒輪的擦，從而自己起來。這讓我在不影響齒輪的情況下設(shè)置間，并且防止精密部件造成壞。安裝好時(shí)輪，我們會(huì)看轉(zhuǎn)動(dòng)分針輪也帶著調(diào)整時(shí)針而且如果我們得足夠多，也一起調(diào)整日期跟著一步步下，我們的機(jī)械變得越來越完，但它還有一不便之處。為調(diào)整時(shí)間以及發(fā)條，我們必轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)芯內(nèi)部齒輪，而它們般是被安全地置在表殼內(nèi)的另外，在每個(gè)于 31 天的月份，我們現(xiàn)都只能通過調(diào)時(shí)間來調(diào)整日，因?yàn)檫@是目調(diào)整日期的唯方式。理想情下，我們應(yīng)該到一種將設(shè)置期獨(dú)立于設(shè)置間的方法。為解決這些問題下一期我們將機(jī)械表裝上轉(zhuǎn)，敬請(qǐng)期待。文來自微信公號(hào)：中科院物所 （ID：cas-iop），作者：Ciechanowski，翻譯：牧羊，審琴蟲：*0