Ｉｉ｝芎ｌｉｐ ＡＮＡＬＹＳＩＳ 陀飞轮系列专栏 解密陀飞轮 文、图／本刊特约撰稿人曹维峰 陀飞轮发明至今在超过二百年 的时间里，历经多次修改、演变甚 至创新的发展历程，到目前为止已 经衍生出许多不同形式和机构的品 种，如何将其分类并没有一定的标 准。不过最为多数人采用的是依据 陀飞轮上支架的有和无．区分为第 代宝玑式和第二代飞行式陀飞 一轮，在由此延伸出同轴式或者偏心 式陀飞轮等类别。 ＡＮＡＬＹＳＩＳ解ｌ 第一代宝玑式陀飞轮的特殊擒纵机构 在机械手表中擒纵机构是将原动系统提供的能量定期地传递给摆 轮游丝系统来维持该系统不衰减地振动，其次是把摆轮游丝系统的振 动次数传递给指示装置来达到计量时间的目的。因此，擒纵机构直接 影响机械手表的走时精度。本文将介绍第一代宝玑式陀飞轮的特殊擒 纵机构，而其中最为关键的就是双层擒纵叉组件，它通过采用双重定 位即定心与定向使得擒纵叉体与叉瓦体可准确定位，叉垫片又可有效 防止叉瓦体和叉体的相互干涉，叠加设置的擒纵叉ｌ威小了擒纵机构占 用的平面空间，更宜于平面布置，可满足多种规格的设计要求。 图１是此擒纵机构的平面结构示意图，图２是此擒纵机构的轴向结 构示意图，图３是此擒纵叉的立体示意图，图４是此擒纵叉的立体分解 示意图，图５—１～５—８是此擒纵机构半个周期的工作过程示意图。 如图１和图２所示，第代宝玑式陀飞轮的特殊擒纵机构包括：双 圊盘１、圃盘钉２、擒纵叉体３ａ、叉瓦体３ｈ、叉头钉４、进瓦５、出瓦 ６、擒纵轮７、限位钉８、叉垫片９、叉位钉１ ０、叠层擒纵叉叉轴１１ 、 摆轴１ ２和擒纵齿轴１３。 如图３和图４所示，叉头钉４被固定在擒纵叉体３ａ的叉头上，擒纵 叉体３ａ的两臂为“Ｌ”型，两臂夹角可在８０～１Ｏ０度之间，最好是接近 ９Ｏ度，此角度可根据双圆盘１、擒纵叉３与擒纵轮７在夹板上设置的旋 转中心的连线形成的角度而定。进瓦５与出瓦６一左一右地被固定在叉 瓦体３ｂ的叉身上，叉位钉１ ０被固定在叉瓦体３ｂ的叉头上，对擒纵叉体 ３ａ和叉瓦体３ｂ定向。擒纵叉体３ａ，叉瓦体３ｂ、叉垫片９和叠层擒纵叉 曼轴１ １ 通过叉位钉１ ０定向压合为一体且同轴旋转。叉垫片９的厚度可 在０ ２—０ ５ｍｍ范围内进行合理选择，主要是通过采用不同厚度的叉 垫片９调节擒纵叉体３ａ与叉瓦体３ｂ的轴向关系，避免由于缩短固定叉 头钉４所在擒纵叉体３ａ叉臂的长度，导致固定在擒纵叉体３ａ叉头上的 叉头钉４和叉瓦体３ｂ的干涉，从而缩小擒纵叉整体的体积实现减小擒 纵机构占用平面空间的目的。 圆盘钉２被固定在双圆盘１上，然后再将它们与摆轴１ ２及摆轮与游 ＿ 囫 ２０ ０ ２目Ｉ ４７ 解ｔｔｔｊ ＡＮＡＬＹＳＩＳ 。 第一代宝玑式陀Ｅ轮的特 殊擒纵机构 在机械手表中擒纵机构是将原动 系统提供的能量定期地传递给摆轮游 丝系统来维持该系统不衰减地振动， 其次是把摆轮游丝系统的振动次数传 递给指示装置来达到计量时间的目 的。因此，擒纵机构直接影响机械手 表的走时精度。本文将介绍第～代宝 玑式陀飞轮的特殊擒纵机构，而其中 最为关键的就是双层擒纵叉组件，它 通过采用双重定位即定心与定向使得 擒纵叉体与叉瓦体可准确定位。叉垫 片又可有效防止叉瓦体和叉体的相互 干涉，叠加设置的擒纵叉减小了擒纵 机构占用的平面空间，更宜于平面布 置，可满足多种规格的设计要求。 图１是此擒纵机构的平面结构示 意图，图２是此擒纵机构的轴向结构 示意图，图３是此擒纵叉的立体示意 图，图４是此擒纵叉的立体分解示意 图，图５—１～５－８是此擒纵机构半个 周期的工作过程示意图。 如图１和图２所示，第一代宝玑式 陀飞轮的特殊擒纵机构包括双国盘 １、圆盘钉２、擒纵叉体３ａ、叉瓦体 曲、叉头钉４、进瓦５、出瓦６、擒纵 轮７、限位钉８、叉垫片９、叉位钉 １ ０、叠层擒纵叉叉轴１１、摆轴１ ２和 擒纵齿轴１３。 如图３和图４所示，叉头钉４被固 赣 ８ｂ ６ 』， ５—７ 目＿＿＿Ⅱ＿－＿■舳■■Ⅲ■■ Ｉ自嘲 唧■Ⅸ■Ⅱ哪■●■蛐定在擒纵叉体３ａ的叉头上，擒纵叉体 ３ａ的两臂为“Ｌ”型，两臂夹角可在 一５—８ 圈圈目－－－－－－一 ４８ ｉ ＣＨ＆ＣＬＯＣＫ ＡＮＡＬＹＳＩＳ解理 ８０～１ ００度之间，最好是接￣ｉ：９０度，此角度可根据双圃盘１、擒纵叉３与擒 纵轮７在夹板上设置的旋转中心的连线形成的角度而定。进瓦５与出瓦６一 左一右地被固定在叉瓦体３ｂ的叉身上，叉位钉１ ０Ｋ固定在叉瓦体３ｂ的叉头 上，对擒纵叉体３ａ和叉瓦体３ｂ定向。擒纵叉体３ａ，里瓦体３Ｄ、叉垫片９和 叠层擒纵叉叉轴１１通过叉位钉１ Ｏ定向压台为体且同轴旋转。叉垫片９的 厚度可在０ ２～０ ５ｍｍ范围内进行合理选择，主要是通过采用不同厚度的 叉垫片９调节擒纵叉体３ａ与叉瓦体３ｂ的轴向关系，避免由于缩短固定叉头 钉４所在擒纵叉体３ａ叉臂的长度，导致固定在擒纵叉体３ａ叉头上的叉头钉 ４和叉瓦体３ｂ的干涉，从而缩小擒纵叉整体的体积实现减小擒纵机构占用 平面空间的目的。 圆盘钉２被固定在双圆盘１上，然后再将它们与摆轴１ ２及摆轮与游丝压 台为体组成摆轮游丝系统。擒纵轮７与擒纵齿轴１３铆舍为一体，限位钉 ８ａ与限位钉８ｂ一左一右被固定在夹板上。同时需要注意的是此擒纵机构的 双圆盘１、擒纵叉３与擒纵轮７在夹板上设置的旋转中心的连线不在一条直 线上而形成个８Ｏ～１ ０Ｏ度的角，此角度可以根据结构的需要作相应地调 整，通常角度接近于９０度直角时最好。 如图５—１所示．擒纵轮７的一个齿的齿尖压在进瓦５的锁面上，并通过 牵引的作用，使叉瓦体３ｂ靠在限位钉８ａ上。由摆轮在游丝力矩的作用下， Ｅｈ左振幅位置以逆时针方向向平衡位置运动，由于双国盘１厦圆盘钉２与摆 轮是一体的，因此也会随摆轮一起逆时针方向运动。 如图５ ２所示：圆盘钉２与擒纵叉体３ａ的叉槽右壁发生碰撞，而擒纵叉 体３ａ在此之前是静止不动的，由于圃盘钉２与擒纵叉体３ａ发生了碰撞使得 擒纵叉体３８获得了一定的动能。另外，由于擒纵轮７的一个齿的齿尖压在 进瓦５的锁面上，当圆盘钉２与擒纵叉体３ａ的叉槽右壁发生碰撞的同时，擒 纵轮７的这个齿与进瓦５也会发生碰撞。碰撞结束后，圆盘钉２沿擒纵叉体 ３ａ的叉槽右壁相对滑动而擒纵轮７的齿尖与进瓦５的锁面相对滑动，并把进 瓦５逐渐提起。此时进瓦５将逐渐升起，直到它的前棱与擒纵轮７齿尖接触 为止．这就是摆轮释放擒纵轮７的阶段即释放阶段。 如图５—３所示．为释放结束后擒纵轮７与叉瓦体３ｈ的位置。释放结束 后，擒纵轮７通过叉瓦体３ｂＪ－的进瓦５给摆轮游丝系统补充能量，这个阶段 叫做摆轮传递冲量阶段即传 十阶段。 如图５－４所示．首先是擒纵轮７的齿尖沿进瓦５的冲面滑动，这个过程 是从擒纵轮７的齿尖与进瓦５的前棱接触开始到擒纵轮７的齿尖与进瓦５的后 棱接触为止，此阶段通常叫做瓦传；十阶段。 如图５—５所示 进瓦５的后棱沿擒纵轮７的齿冲面相对滑动，通常叫做 齿传冲阶段。 如图５—６Ｎ＂示最后是擒纵轮７齿尾与进瓦５的后棱接触时侍冲阶段结 束。整个传冲阶段是通过擒纵叉体３ａ的叉槽左壁推动圆盘钉２来完成的。 传冲阶段结束后，摆轮获得了一定能量并逆时针向右振幅位置自由运动。 如图５—７所示．此时擒纵轮７的齿与叉瓦体３。的进瓦５脱离然后继续转 ２０１ｏ ２ ｉ ４９ 解ｌ ＡＮＡＬＹＳＩＳ 动直到它的另一个齿的齿尖碰到出瓦６的锁面上。 如图５－－８所示 由于擒纵轮７的牵引力矩的作用迫使叉瓦体３ｂ转动直到 叉瓦体３ｂ碰到限位钉８ｂ为止。 以上是此擒纵机构半个周期的工作过程。此擒纵机构与传统擒纵机构 在擒纵叉与平面设置方面不同，但是它们在工作时的每个位置的关系基本 上是一致的，即此擒纵机构不但能够与传统擒纵机构 样实现在机械手表 中的作用，而且还减小了占用的平面空间来满足不同规格手表的设计要 求．它可以应用在尺寸较小或需要被设置在有限的空间里的手表里。 第一代宝玑式陀飞轮的结构组成 下面详细介绍第一代宝玑式陀飞轮机构的各种零部件的相互关系厦其 所起到的作用。如图６所示此机构包括秒齿轴１、秒齿轴套２、秒轮片３、 擒纵轮部件４、擒纵轮４ａ、擒纵齿轴４ｂ、擒纵叉组件５、擒纵叉体５ａ、叉瓦 体５ｂ 叉头钉５ｃ、进瓦５ｄ、出瓦５ｅ、叉轴５ｆ 摆轮游丝系统６、双圃盘 ６ａ、圃盘钉６ｂ、摆轴６ｃ、快慢针７、外桩环８、秒夹板组件９、秒夹板９ａ、 夹板柱９ｂ、擒夹板柱９ｃ、擒夹板９ｄ、限位钉９ｅ、叉夹板部件１０、叉夹板 １ ０ａ、摆夹板组件１１、摆夹板１１ ａ、防震组件１ ２、上支架１３、上支架轴 文章中所配的线条图均为无津海 醇表业靠团有限公司最新研发的第一 １４、固定支架１ ５、套管１ ６。 秒轮片３通过两个位钉定位，然后使用三个螺钉固定在夹板上，擒纵轮 ４ａ与擒纵齿轴４ｂ铆合为一体组成擒纵轮部件４，叉头钉５ｃ被固定在擒纵叉 体５ａ的叉头上，进瓦５ｄ与出瓦５ｅ一左一右被固定在叉瓦体５ｂ的叉身上，擒 纵叉体５ａ、叉瓦体５ｂ和叉轴５ｆ通过位钉定向压合为一体组成擒纵叉组件５ ｆ见图３）。 代宝玑式陀飞轮机构．尤其是陀飞轮 机构里甩到的特殊｝禽纵机构是由该公 司机心研发工程师根据本厂的实际加 工制造能力和水平．设计出的可批量 生产的具有很高工艺性的新型擒纵机 构．此擒纵机构已经被国家知识产权 局授权。此证书就是天津海鸥表业集 团有限公司申请的”一种机械手表的 擒纵机构”发明专利的授权书．它标 志着国产陀飞轮机槭手表己经具有了 发明专利水平的自主知识产权’ 如图８所示 圆盘钉６ｂ被固定在双圆盘６ａ上然后再将它们与摆轴６ｃ及 摆轮与游丝压合为一体组成摆轮游丝系统６，夹板柱９ｂ ｆ兰个｝、摘夹板柱 ９ｃ｛两个）、限位钉９ｅ、防震组件１ ２与宝石轴承ｆ叉轴５ｆ的下支承）固定在 秒夹板９ａ上，擒夹板９ｄ与宝石轴承（擒纵齿轴４ｂ的下支承ｌ固定为体， ５０ｉ ＷＡＴ（＝ＴＣ＆ＣＬＯＣＫＨ ＡＮＡＬＹＳｌＳ解Ｉ 然后与擒夹板柱９ｃ（两个）压台与秒夹板９ａ成为一体。 如图８所示：秒齿轴１与秒齿轴套２压合为一体，然后使用两个螺 钉与秒夹板９ａ固定在一体组成秒夹板组件９，叉夹板１ ０ａ与两个宝石轴 承ｆ叉轴５ｆ的上支承与擒纵齿轴４ｂ的上支承）固定为体组成叉夹板部 件１０，快慢针７与内夹、外夹铆台为一体，卦桩环８与外桩管铆台为一 体，快慢针７、外桩环８、防震组件１ ２与摆夹板１＾压台为一体，需要注 意的是此时快慢针７与外桩环８是可以被转动的但不是灵活转动，上支 架１３与上支架轴１ ４压台为体，然后使用三个螺钉与摆夹板１ １ａ固定 为一体组成摆夹板组件１＾，固定支架１ ５与一个宝石轴承Ｉ上支架轴 １４的支承ｌ固定为一体，一个宝石轴承（秒齿轴１的支承｝被固定在夹 板上，秒夹板组件９通过固定在夹板上的秒轮片３的中心孔设置在固定 在夹板上的宝石轴承（秒齿轴１的支承）上。 如图６至图９所示：擒纵轮部件４设蓝在固定在擒夹板９ｄ上的宝石 轴｛擒纵齿轴４ｂ的下支承）上，擒纵齿轴４ｂ与秒轮片３啮合。擒纵叉组 件５设置在固定在秒夹板９ａ上的宝石轴承ｆ叉轴５ｆ的下支承）上，进瓦 ５ｄ、出瓦５ｅ与擒纵轮４ａ啮合，叉夹板部件１０通过夹板柱帖ｆ三个）设 置在秒夹板组件９上，需要注意的是此时擒纵轮部件４设置在固定在叉 夹板１ＯａＪＥ的宝石轴承（擒纵齿轴４ｂ的上支承）上、擒纵叉组件５设置 在固定在叉夹板１ ０ａ上的宝石轴承（叉轴５ｆ的上支承）上，套管１ ６｛三 这敖宝玑陀飞轮腕表不用说就足已吸引＾ 的眼球，盘中两个宝玑式陀飞乾．用来连接它 们的贯穿中心位置的支架．还有一根宝现式时 针同时设置其中，让呼新奇 而这款腕表 的最大玄机还在于这两个陀飞轮被绑定到一起 以每１２小时的速度旋转．而它们旋转的载件 就是大约有机心一半厚度尺寸的转盘．同时上 面还承载了陀飞轮的原动系和传动系。所有的 部分都将以时针的速度旋转。尤其值得称奇的 是它们还可以被随时作为时针～样快拨。其上 蘩结构也是相当复杂的，原因可以想象。两个 会转动的条盒轮怎样连接起来上条呢Ｉ 个）通过夹板柱９ｂ ｆ三个）设置在秒夹板组件９上。摆轮游丝系统６通过 防震组件１ ２设置在秒夹板组件９上，圃盘钉Ｂｂ与擒纵咒体５ａ的叉槽啮 合，摆夹板组件１１通过夹板柱９ｂｆ三个）设置在秒夹板组件９上，然后 使用三个螺钉与秒夹板组件９固定在一体，至此整个旋转框架组装完成 如图８Ｎ示．固定支架１ ５使用两个螺钉固定在夹板上，它的作用 就是控制“飞轮旋转框架 的径向与轴向的间隙，而需要注意的是此 时上支架轴１４设置在固定在固定支架１ ５上的宝石轴承（上支架轴１ ４的
