上期我們介了機(jī)械表的條、齒輪、縱機(jī)構(gòu)和擺組，本期我繼續(xù)介紹機(jī)表的機(jī)芯。板我們先從夾板開始，構(gòu)成了機(jī)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(gè)小。為了進(jìn)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(huì)在寶石和在石孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上，以進(jìn)步減少摩擦延長手表單上發(fā)條后的行時(shí)間，同減少精密機(jī)部件間的磨。前兩個(gè)我要安裝到主板上的零件擒縱輪和擒叉：安裝好兩個(gè)零件后我們?cè)儆们?夾板蓋住擒叉。夾板固住擒縱叉轉(zhuǎn)的另一端，通過兩個(gè)螺釘固定在主板上：注意，這個(gè)擒縱的擺動(dòng)被擒夾板中央的個(gè)凸起的形限制住了：保證了擒縱推動(dòng)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(gè)輪的位置都精心安排的這使得它們會(huì)占據(jù)一小分空間。注看，第四個(gè)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(gè)組裝過的最后，我將把秒針裝這個(gè)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(diǎn)。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(jì)的定機(jī)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(xì)，它末端連接著輪。游絲的字正是取自它的精細(xì)，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(dòng)頻。讓我們看它們實(shí)際是么工作的：色部位緊緊固定著游絲通過轉(zhuǎn)動(dòng)它我們可以調(diào)擺輪和它上的車芯在自松弛狀態(tài)時(shí)位置。這保了擺輪“滴和“答”的動(dòng)相位會(huì)經(jīng)相同的時(shí)間青色部位可在游絲上自地滑動(dòng)，它以阻止游絲部的自由振，從而改變絲振動(dòng)的有長度。通過節(jié)青色部位我們可以調(diào)擺輪擺動(dòng)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(duì)走表的速進(jìn)行精調(diào) —— 螺絲的頭并不居中，以轉(zhuǎn)動(dòng)它也微微地轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)械表走時(shí)精度。安裝輪組的最后步，是裝上震機(jī)構(gòu)，它含一個(gè)套子兩塊寶石和個(gè)固定用的彈簧。當(dāng)手突然被震時(shí)這個(gè)結(jié)構(gòu)能護(hù)擺輪軸脆的尖端不會(huì)震破。讓我看看當(dāng)擺輪搖晃時(shí)，這零件是如何起起到保護(hù)用的。當(dāng)表震動(dòng)，擺輪運(yùn)動(dòng)的能量被彈簧吸收這點(diǎn)和汽車懸架系統(tǒng)很。如果震動(dòng)強(qiáng)烈，那么輪軸更厚更的部位將通蓋子將負(fù)荷導(dǎo)出去，從保護(hù)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(jī)。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(gè)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(dòng)械表 —— 你可以在另面看到附在四個(gè)齒輪上秒針轉(zhuǎn)了起。然而，當(dāng)們松開發(fā)條心，主發(fā)條會(huì)“擺爛”— 通過把軸心反向轉(zhuǎn)回以釋放扭矩這樣的話，條會(huì)快速地失所儲(chǔ)存的量，機(jī)械表會(huì)停下來。了防止主發(fā)自發(fā)地反向動(dòng)，我們需防止發(fā)條軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)但與此同時(shí)要允許它順針轉(zhuǎn)動(dòng)，這我們才能上條。這個(gè)問看似復(fù)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(jìn)們的裝置，們首先得裝一個(gè)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(huì)遮住分區(qū)域，我先把一個(gè)小桿一起裝進(jìn)，下期我們回過來講講的作用。接，我們用螺釘將一個(gè)棘固定在發(fā)條心上。棘輪一個(gè)方形孔這和發(fā)條軸頂部的方形相吻合的。個(gè)匹配的方使棘輪可以著發(fā)條軸心起轉(zhuǎn)動(dòng)。我暫時(shí)把螺絲掉讓大家看更清楚些：在裝上三個(gè)要的零件。一個(gè)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(dòng)：第個(gè)零件是棘簧。這個(gè)金小玩意彈勁強(qiáng)，當(dāng)我們緊它時(shí)，它產(chǎn)生很強(qiáng)的復(fù)力。我們微壓緊點(diǎn)棘簧，然后把放進(jìn)發(fā)條盒夾板。當(dāng)我轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪并開時(shí)，棘爪會(huì)在一瞬間它推回去。三個(gè)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(shí)針旋它才會(huì)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(gè)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(dòng)冠狀輪，他會(huì)嚙棘輪并上緊條。注意觀冠狀齒輪的是如何將棘推開，而當(dāng)到齒隙，棘又是如何迅彈回的。當(dāng)爪彈回并撞冠狀齒輪時(shí)它會(huì)發(fā)出咔聲，所以英中它也叫“click”。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)狀齒輪會(huì)上主發(fā)條，那過來順時(shí)針會(huì)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(gè)簡單的置能讓我們過轉(zhuǎn)動(dòng)冠狀輪來上發(fā)條你可以看看圖的演示。個(gè)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(dòng)滑條原因，除非重啟整個(gè)演控件。手表一面的秒針示了如何計(jì)，但一個(gè)完的表應(yīng)該同顯示分鐘和鐘。讓我們看機(jī)械表是何用一系列動(dòng)齒輪完成個(gè)目標(biāo)。傳齒輪在我們這個(gè)機(jī)芯里秒針是裝在四個(gè)傳動(dòng)齒上的，因?yàn)?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(dòng)，我需要一個(gè)比針齒輪轉(zhuǎn)速 60 倍的轉(zhuǎn)軸。好在機(jī)械表機(jī)芯設(shè)計(jì)者已經(jīng)了一個(gè)絕妙辦法，從另個(gè)齒輪上“”出了所需的轉(zhuǎn)速。如你從表的正湊近看看，會(huì)看見第三輪上的小齒從一個(gè)小敞露出來了一。我們可以表的中央套一個(gè)輪管（為它有個(gè)像農(nóng)炮 cannon 一樣的管子，所英文是 cannon pinion），輪管帶有個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，們把它嚙合之前提到的齒輪上：當(dāng)三個(gè)輪子轉(zhuǎn)，它會(huì)帶動(dòng)動(dòng)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(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)。下面的滑模擬時(shí)間的速，可以滑它來控制演時(shí)間的快慢時(shí)針要轉(zhuǎn)得分針再慢 12 倍，但我們只用再加個(gè)齒輪就能現(xiàn)它。將分輪作為中介輪管嚙合，后時(shí)針輪與針輪上的小輪嚙合：時(shí)輪松松地裝輪管上，它可以互相獨(dú)地轉(zhuǎn)動(dòng)。將針裝在時(shí)針上，我們就成了驅(qū)動(dòng)表的裝置。我加上了一個(gè)度表盤，上標(biāo)記了 12 個(gè)小時(shí)，它能讓我們準(zhǔn)地讀出指針指示的時(shí)間計(jì)日功能這表的計(jì)日裝由四個(gè)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(gè)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(huì)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(shí)針的帶動(dòng)下運(yùn)的。當(dāng)時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，它會(huì)動(dòng)日期夾板齒輪。另一的小齒輪會(huì)動(dòng)指示齒輪它上面的扭彈簧。這個(gè)簧會(huì)被日期上的齒絆住變彎，但在一刻，它會(huì)始推動(dòng)日期。當(dāng)日期環(huán)動(dòng)得足夠多，定位桿簧突然松開日環(huán)，并讓它到下一個(gè)位。你也許好為什么我們設(shè)計(jì)這么復(fù)的裝置。有者可能會(huì)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(shí)針輪動(dòng)那樣。非抱歉，那樣導(dǎo)致表盤小顯示出的“前日期”連地轉(zhuǎn)動(dòng)，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(huì)在午夜附近化。你也許經(jīng)意識(shí)到了我們這個(gè)機(jī)的計(jì)日功能不那么智能它總是把每計(jì)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(jī)械表有陣子沒有運(yùn)，那它的時(shí)就會(huì)出錯(cuò)。們需要找到個(gè)給它校正期和時(shí)間的法。萬幸的，驅(qū)動(dòng)分針時(shí)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(shí)輪以便于說：注意看，我轉(zhuǎn)動(dòng)分針時(shí)，只有輪轉(zhuǎn)動(dòng)了。這輪管緊緊地在驅(qū)動(dòng)齒輪，所以它通可以被驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)。然，因?yàn)辇X輪中的其他齒只能按發(fā)條的節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置時(shí)間的時(shí)驅(qū)動(dòng)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(dòng)齒輪的擦，從而自轉(zhuǎn)起來。這我們?cè)诓挥?齒輪組的情下設(shè)置時(shí)間并且防止對(duì)密部件造成壞。安裝好針輪，我們看到轉(zhuǎn)動(dòng)分輪也會(huì)帶著整時(shí)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(jī)械表變得來越完善，它還有一些便之處。為調(diào)整時(shí)間以上發(fā)條，我必須轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)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(shí)來調(diào)整日期因?yàn)檫@是目調(diào)整日期的一方式。理情況下，我應(yīng)該找到一將設(shè)置日期立于設(shè)置時(shí)的方法。為解決這些問，下一期我將給機(jī)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