上期我們介了機械表的條、齒輪、縱機構(gòu)和擺組，本期我繼續(xù)介紹機表的機芯。板我們先從夾板開始，構(gòu)成了機芯主體：注意，主夾板有多不同的開 —— 我們將在本節(jié)利它們安裝之搭好的部件圖中的粉色分也是紅寶（與上期介的擒縱叉頂的馬仔石和輪的車芯一）。它們作軸承，使各件的軸可以轉(zhuǎn)起來。讓們近距離地看它：寶石面有一個小。為了進一減少旋轉(zhuǎn)部的能量損失腔內(nèi)涂有少的特殊潤滑。潤滑油會在寶石和在石孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上，以進步減少摩擦延長手表單上發(fā)條后的行時間，同減少精密機部件間的磨。前兩個我要安裝到主板上的零件擒縱輪和擒叉：安裝好兩個零件后我們再用擒夾板蓋住擒叉。夾板固住擒縱叉轉(zhuǎn)的另一端，通過兩個螺釘固定在主板上：注意，這個擒縱的擺動被擒夾板中央的個凸起的形限制住了：保證了擒縱推動擒縱叉幅度只能到里，再推就被這些凸起住。接著，們可以把剩的齒輪安裝去。這四個輪的位置都精心安排的這使得它們會占據(jù)一小分空間。注看，第四個輪穿過了手的正中央 —— 你可以在主夾板的另面看到它穿去的轉(zhuǎn)軸。整個組裝過的最后，我將把秒針裝這個長軸上為了保證所齒輪都被固住，我們用輪組夾板把們蓋上，這為齒輪轉(zhuǎn)軸另一端提供固定點。齒組夾板也被絲固定在主板上，這樣有東西都被定好了。核零件中，只下擺輪組還裝上去了。很特殊，需專門設(shè)計的定機構(gòu)。讓們先把所有部件裝上擺組夾板。注看，作為平彈簧的游絲常精細，它末端連接著輪。游絲的字正是取自它的精細，英文中，它因此被稱為 hairspring。黃色和青色的位用來調(diào)節(jié)絲的振動頻。讓我們看它們實際是么工作的：色部位緊緊固定著游絲通過轉(zhuǎn)動它我們可以調(diào)擺輪和它上的車芯在自松弛狀態(tài)時位置。這保了擺輪“滴和“答”的動相位會經(jīng)相同的時間青色部位可在游絲上自地滑動，它以阻止游絲部的自由振，從而改變絲振動的有長度。通過節(jié)青色部位我們可以調(diào)擺輪擺動的期，從而讓走得稍微快或慢些。我還能通過調(diào)頂部的螺絲對走表的速進行精調(diào) —— 螺絲的頭并不居中，以轉(zhuǎn)動它也微微地轉(zhuǎn)動色部位的小子。游絲是特殊合金制的，例如尼洛克斯合金Nivarox），它的勁度系數(shù)在不溫度下保持變，這提高機械表走時精度。安裝輪組的最后步，是裝上震機構(gòu)，它含一個套子兩塊寶石和個固定用的彈簧。當手突然被震時這個結(jié)構(gòu)能護擺輪軸脆的尖端不會震破。讓我看看當擺輪搖晃時，這零件是如何起起到保護用的。當表震動，擺輪運動的能量被彈簧吸收這點和汽車懸架系統(tǒng)很。如果震動強烈，那么輪軸更厚更的部位將通蓋子將負荷導出去，從保護脆弱的尖。經(jīng)過這后一步，我終于把上期在空中的零件完全地組成了手表機。但是，你許還記得我略過了如何主發(fā)條上緊問題。如果們直接用發(fā)軸心來上緊條，那么它發(fā)生什么呢為了清楚地答這個問題下圖我打開條盒的蓋子讓你能看清面的發(fā)條：要發(fā)條軸心固定著，主條就能驅(qū)動械表 —— 你可以在另面看到附在四個齒輪上秒針轉(zhuǎn)了起。然而，當們松開發(fā)條心，主發(fā)條會“擺爛”— 通過把軸心反向轉(zhuǎn)回以釋放扭矩這樣的話，條會快速地失所儲存的量，機械表會停下來。了防止主發(fā)自發(fā)地反向動，我們需防止發(fā)條軸逆時針轉(zhuǎn)動但與此同時要允許它順針轉(zhuǎn)動，這我們才能上條。這個問看似復雜，可以通過很單的裝置來決，它就是爪，讓我們看它是怎么作的。棘爪了繼續(xù)改進們的裝置，們首先得裝一個發(fā)條盒夾板作為牢的基板，它固定發(fā)條盒并且為其他件提供固定構(gòu)。由于這夾板會遮住分區(qū)域，我先把一個小桿一起裝進，下期我們回過來講講的作用。接，我們用螺釘將一個棘固定在發(fā)條心上。棘輪一個方形孔這和發(fā)條軸頂部的方形相吻合的。個匹配的方使棘輪可以著發(fā)條軸心起轉(zhuǎn)動。我暫時把螺絲掉讓大家看更清楚些：在裝上三個要的零件。一個零件是小小的棘爪我們先把它在發(fā)條盒上板敞開的頂。在它有限角度內(nèi)，棘可以繞著它軸轉(zhuǎn)動：第個零件是棘簧。這個金小玩意彈勁強，當我們緊它時，它產(chǎn)生很強的復力。我們微壓緊點棘簧，然后把放進發(fā)條盒夾板。當我轉(zhuǎn)動棘爪并開時，棘爪會在一瞬間它推回去。三個零件是狀齒輪，它安裝在發(fā)條上夾板上。是被左手螺釘固定住的這不同于大分常規(guī)的齒，逆時針旋它才會上緊注意看冠狀輪的齒是如嚙合棘輪的雖然冠狀齒看起來每隔個齒就缺一齒，但它和輪依然可以合并正常工。冠狀齒輪齒隙可以容棘爪上的小子落入其中如果我們逆針轉(zhuǎn)動冠狀輪，他會嚙棘輪并上緊條。注意觀冠狀齒輪的是如何將棘推開，而當到齒隙，棘又是如何迅彈回的。當爪彈回并撞冠狀齒輪時它會發(fā)出咔聲，所以英中它也叫“click”。逆時針轉(zhuǎn)動狀齒輪會上主發(fā)條，那過來順時針會發(fā)生什么？在下面的擬演示中，意看冠狀齒的齒是如何棘爪卡住的這就能防止狀齒輪倒轉(zhuǎn)這個簡單的置能讓我們過轉(zhuǎn)動冠狀輪來上發(fā)條你可以看看圖的演示。個棘爪還能止主發(fā)條自反轉(zhuǎn)松開 —— 這也是為什么你不能著拖動滑條原因，除非重啟整個演控件。手表一面的秒針示了如何計，但一個完的表應該同顯示分鐘和鐘。讓我們看機械表是何用一系列動齒輪完成個目標。傳齒輪在我們這個機芯里秒針是裝在四個傳動齒上的，因為正好每分鐘確地轉(zhuǎn)一圈為了讓分針能以正確的度轉(zhuǎn)動，我需要一個比針齒輪轉(zhuǎn)速 60 倍的轉(zhuǎn)軸。好在機械表機芯設(shè)計者已經(jīng)了一個絕妙辦法，從另個齒輪上“”出了所需的轉(zhuǎn)速。如你從表的正湊近看看，會看見第三輪上的小齒從一個小敞露出來了一。我們可以表的中央套一個輪管（為它有個像農(nóng)炮 cannon 一樣的管子，所英文是 cannon pinion），輪管帶有個驅(qū)動輪，們把它嚙合之前提到的齒輪上：當三個輪子轉(zhuǎn)，它會帶動動輪和輪管把分針裝在管上，我們能記錄分鐘 —— 其中所涉及到的輪都精確地定好了齒數(shù)以實現(xiàn)比秒慢 60 倍的目的。我可以從下圖到秒針和分是如何運轉(zhuǎn)。下面的滑模擬時間的速，可以滑它來控制演時間的快慢時針要轉(zhuǎn)得分針再慢 12 倍，但我們只用再加個齒輪就能現(xiàn)它。將分輪作為中介輪管嚙合，后時針輪與針輪上的小輪嚙合：時輪松松地裝輪管上，它可以互相獨地轉(zhuǎn)動。將針裝在時針上，我們就成了驅(qū)動表的裝置。我加上了一個度表盤，上標記了 12 個小時，它能讓我們準地讀出指針指示的時間計日功能這表的計日裝由四個主要分組成 —— 定位桿簧，指示齒輪，期夾板與附上面的齒輪和印有所有能的 31 個日期的日環(huán)：為了解它是如何工的，我先把關(guān)的零件隱掉。我還會掉指示齒輪蓋子，就能到下面有一小小的扭轉(zhuǎn)簧。讓我們看這些零件如何在時針的帶動下運的。當時針轉(zhuǎn)動，它會動日期夾板齒輪。另一的小齒輪會動指示齒輪它上面的扭彈簧。這個簧會被日期上的齒絆住變彎，但在一刻，它會始推動日期。當日期環(huán)動得足夠多，定位桿簧突然松開日環(huán)，并讓它到下一個位。你也許好為什么我們設(shè)計這么復的裝置。有者可能會天地想，我們需要直接讓針輪帶著日環(huán)轉(zhuǎn)起來就了，就像我之前讓分針帶著時針輪動那樣。非抱歉，那樣導致表盤小顯示出的“前日期”連地轉(zhuǎn)動，這讓人很難讀究竟是哪一。你可以在圖左側(cè)看到樣的效果。右側(cè)，你可看到我們剛搭建的裝置指示的日期 —— 它只會在午夜附近化。你也許經(jīng)意識到了我們這個機的計日功能不那么智能它總是把每計成 31 天，所以我必須在小月的最后一天束后把表上日期向后撥天。另外，果機械表有陣子沒有運，那它的時就會出錯。們需要找到個給它校正期和時間的法。萬幸的，驅(qū)動分針時針和日期的齒輪都是接在一起的所以我們只調(diào)整其中一齒輪，就能整所有齒輪我將短暫地圖中隱藏時輪以便于說：注意看，我轉(zhuǎn)動分針時，只有輪轉(zhuǎn)動了。這輪管緊緊地在驅(qū)動齒輪，所以它通可以被驅(qū)動輪帶動。然，因為齒輪中的其他齒只能按發(fā)條的節(jié)奏轉(zhuǎn)動設(shè)置時間的時驅(qū)動齒輪被其他齒輪礙而無法跟一起轉(zhuǎn)，但管可以克服驅(qū)動齒輪的擦，從而自轉(zhuǎn)起來。這我們在不影齒輪組的情下設(shè)置時間并且防止對密部件造成壞。安裝好針輪，我們看到轉(zhuǎn)動分輪也會帶著整時針，而如果我們轉(zhuǎn)足夠多，也一起調(diào)整日：跟著一步下來，我們機械表變得來越完善，它還有一些便之處。為調(diào)整時間以上發(fā)條，我必須轉(zhuǎn)動機內(nèi)部的齒輪而它們一般被安全地放在表殼內(nèi)的另外，在每少于 31 天的月份，們現(xiàn)在都只通過調(diào)整時來調(diào)整日期因為這是目調(diào)整日期的一方式。理情況下，我應該找到一將設(shè)置日期立于設(shè)置時的方法。為解決這些問，下一期我將給機械表上轉(zhuǎn)柄，敬期待。本文自微信公眾：中科院物所 （ID：cas-iop），作者：Ciechanowski，翻譯：牧，審校：*0