機械錶原理

前言說到機械錶，很多購買過的朋友都會知道，機械錶有半自動與全自動兩種，機械錶的動力來源是外部手工上發條，或者全自動機械錶是通過振臂甩動手腕帶動表中的偏心塊旋轉上發條，最終捲曲的發條的彈性勢能轉化為齒輪的動能，進行工作的，各齒輪間的傳動比配置好，達到秒針的每秒一跳（即秒針的軸每分鐘一轉），分針、時針原理也一樣，最終完成計時功能。下面來和朋友說一下機械錶的原理與組成吧。機械錶的組成機械錶由機芯和外觀部件組成。機芯包括傳動系、原動系、上條撥針系、擒縱調速系、指針系，機芯零件是由夾板以螺絲釘把它們組合在一起的；外觀部件由錶殼、錶盤、錶針、錶帶等零件組成。鐘錶的運轉是利用槓桿原理，就好像盪鞦韆般的來回重複，最基本的運作順序是由發條→中心輪→第三輪→第四輪→擒縱輪→馬仔→擺輪，然後擺輪的反作用力將馬仔彈回原位的一種簡諧運動。

圖1、機械手錶結構機械手錶原理上條、撥針機構：主要作用是將外力傳遞給原動機構，發條上緊，產生位能，使機械手錶的轉動有了動力。原動機構：原動機構主要由發條、條盒輪、條盒蓋，發條是儲存力矩的彈性元件，帶動擺輪不斷擺動。傳動機構：是由一些齒輪軸和齒輪片組成，將原動機構的力矩傳動給擒縱調速機構，帶動指針位移轉動。擒縱調速機構：利用擒縱輪齒與叉瓦的擒縱動作，將發條力矩傳遞給調速組件，是發條力矩等速地放鬆。指針：由秒針、分針、時針組成計時。以上五部分機構共同組成機械手錶的工作原理。

圖2、機械錶機芯結語：當您聽到手錶〝滴答〞〝滴答〞作響宛如節拍器不停地擺動時，字盤上的秒針也隨著節奏轉動，讓我們立刻感受到時光的不斷飛逝。造成這個節奏般的聲響是由於擺輪受力反作用至馬仔所產生的聲音。擺輪系統是由合金製成並以遊絲造成反作用力藉由推動寶石彈回馬仔，一個完美的擺輪通常是以225度至270度的擺幅不停擺動，讓時間永遠生生不息。以上就是小編所給大家講到的關於機械錶的原理了，以上所說僅供朋友們參考。自動機械錶是手動機械錶的一種改良，在表裡加入了一個擺陀；當在配戴時，表內的擺陀可因手腕的活動而 ETA 2840 自動機芯旋轉，而達到上發條的效果。一般的自動機械錶仍保留手動上發條的功能，換言之仍可以轉動錶冠來上發條，只有一些較為便宜的自動機械機芯，例如精工的 7S26、7S36及 ETA 的 2842，才會省略此功能。而且由於手腕的活動會為手錶持續上發條，因此自動機械錶都有防止發條過緊的功能，以避免發條損壞。但自動機械錶的出現，並沒有完全取代手動機械錶，只是現在自動機械錶的產品較手動機械錶為多。近年來自動機械錶，有著不少的改良，例如精工推的 Kinetic 人動電能手錶，其原理仍是以手腕的活動導致擺陀旋轉而產生電力。機械錶應是分全自動機械錶,半自動機械錶,機械錶三種全自動機械錶不用電池，但要有發條的，和普通機械錶唯一不同的是全自動機械錶內沒有人工上緊發條的手柄，而是在表內設置一個圍繞發條齒輪的可轉動的重鎚，當人的手在運動的時候，重鎚就做小幅度的圓周運動，帶動發條齒輪，將發條上滿，當發條緊到一定程度時，重鎚仍在動，發條上滿後齒輪不空轉，不再給發條上勁全自動機械錶和半自動機械錶之分是全自動機械錶的重鎚雙向做功,半自動機械錶是單向做功.

自動手錶是在普通機械手錶的基礎上，增加了一部分自動機構裝置，通過戴錶人在日常生活中手臂運動的作用自動上發條。錶盤上印有"ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ"字樣，為自動表。在自動機構中，由重鎚（自動擺陀）擺動，通過自動上條輪系和原動系相聯而實現自動上條這一特殊功能。約在１９２０年在英國，製表匠約翰霍華髮明製造出了現代自動手錶的原形，它為自動手錶業的發展奠定了基礎。但是他並不是製造自動手錶的第一人。早在１７７０年曾有瑞士人，路易伯勒雷製作出最早的自動掛表。由於手工製作，數量極少，在舊貨市場上難以見到。因為它是現代自動手錶的前身和發源地。由此瑞士的製表業也因此名氣大作。１、自動手錶的驅動件自重鎚（即自動擺陀），通過一組自動輪係為自動上條的傳動系，經手臂擺動自動上發條。由於自動手錶所採用的重鎚和自動上條系的工作狀態不同，可將自動手錶的結構區分為以下四種類型：（1） 擺動式單向上條；（2） 擺動式雙向上條；（3） 旋轉式單向上條動，（4）旋轉式雙向上條；擺動式自動重鎚只能在表機中作１２０°左右的擺動，為半自動。旋轉式自動重鎚在表機中能做３６０°旋轉運,稱全自動。２、在早期的自動手錶中也曾生產過自動重鎚在表心上兩條凹槽內作直線往複運動，這種自動機構稱抽斗自動；因其上條效果差，早被淘汰。但也因其產量有限，很具收藏價值。３、部分自動手錶在錶盤上有一指針，顯示自動上條的存量，可以判斷對自動上條的可靠性。由於機構複雜，需要有１４個零件組成，所以採用這類機構的自動手錶不多。手錶的結構和類型一、普通機械手錶的結構普通機械手錶僅以時、分、秒的計測為基本功能，它的基本結構原理如圖所示。１、原動系的結構是由條盒輪、條軸、發條等原件組成，是手錶工作的能源部分，是補充整個機構的阻力消耗，推動各齒輪的轉動，維持擺輪的震蕩。２、傳動系由中心輪、過輪、秒輪、擒縱輪等組成，是將發動力傳動至擒縱輪的一組傳動齒輪，並帶動指針機構。３、擒縱調速系由擒縱機構和調速機構兩部分組成。調速機構是靠擺輪遊絲的周期性振蕩，使擒縱機構保持精確和規律性的持續運動，而取得調速作用的。它包括擺輪部件、遊絲部系、快慢針和活動外樁等部件。擒縱機構由擒縱輪、擒縱叉、雙圓盤等部件組成，向調速機構傳遞能量，計量振蕩次數。４、指針機構是通過傳動系帶動指針系統顯示時間。５、上條撥針系：（１）上條：使原動系中的發條卷緊；（２）撥針：撥動時、分針，校正手錶所需指示的時間；上條和撥針是通過錶殼外側的上條柄來完成的。1. 手錶機芯後蓋平面圖12. 手錶機芯後蓋平面圖23. 上條撥針圖解4. 走時圖解5. 擺輪6. 擒縱輪7. 條盒輪8. 動力系統9. 釘二、 自動手錶的結構和類型自動手錶是在普通機械手錶的基礎上，增加了一部分自動機構裝置，通過戴錶人在日常生活中手臂運動的作用自動上發條。錶盤上印有"ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ"字樣，為自動表。在自動機構中，由重鎚（自動擺陀）擺動，通過自動上條輪系和原動系相聯而實現自動上條這一特殊功能。約在１９２０年在英國，製表匠約翰霍華髮明製造出了現代自動手錶的原形，它為自動手錶業的發展奠定了基礎。但是他並不是製造自動手錶的第一人。早在１７７０年曾有瑞士人，路易伯勒雷製作出最早的自動掛表。由於手工製作，數量極少，在舊貨市場上難以見到。因為它是現代自動手錶的前身和發源地。由此瑞士的製表業也因此名氣大作。１、自動手錶的驅動件自重鎚（即自動擺陀），通過一組自動輪係為自動上條的傳動系，經手臂擺動自動上發條。補充：

陀飛輪是鐘錶大師寶璣發明的一種調速裝置。法文Tourbillon有「漩渦」之意，陀飛輪是音譯與意譯相結合。

陀飛輪手錶1寶璣發明陀飛輪，是為了校正地心引力造成的機件誤差。機械式時計之所以能按一 定的節奏循規蹈矩地走時，全靠擒縱裝置的精確控制。

陀飛輪手錶2如果擒縱調整機構本身的動作不準確，時計便隨之失准。造成擒縱裝置動作不準確的罪魁禍首是地心引力。調速裝置中的擺輪是利用遊絲的彈性來完成擺輪運動的。由於遊絲總是以一定方向捲動，所以時計的放置位置姿勢（上下左右的位置）變化時，這一部分所受到的重力作用也會使軸承的摩擦力發生變化。於是便產生了一種稱為「位置差」的精度誤差。

陀飛輪手錶3例如，將手錶放置在平面上是，就和戴在手腕上經常擺動時不同，產生了或快或 慢的差異。十七世紀末，人們對鐘錶精度的要求顯著提高，再無法容忍這樣的「位置差」。於是，寶璣便挖空心思，尋求解決的絕招。他想：擒縱裝置之所以受重力的影響，是 因為它的機件處於固定的運動狀態，如果使這一部分的位置不斷地改變，方位不同會導致絕大多數情形下抵消重力的作用。根據這一構思，寶璣想出了一個巧奪天工的辦法。他把這個擒縱調速系統安裝在一個框架（Carriage）中。這框架以一定的速度不斷地打轉。

陀飛輪手錶4當擺輪在某一位置受到某一方向的重力影響時，到另一 位置將會受到另一方向的重力影響，框架不斷地轉動，擺輪的位置也隨之改變，從而接受各種方向的影響；換言之，在宏觀上，各種方向的影響將相互抵消，等於沒有影響。 即使在當今的手錶上，陀飛輪也屬於機械式複雜時計的豪華配備。它代表了最高水準的技術，因此，能生產這種時計的廠家並不多。
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