機械鐘表有多種結(jié)構(gòu)形式,但其工作原理基本相同。鐘表主要由原動系、傳動系、擒縱調(diào)速器、指針系和上條撥針系等部分組成。機械鐘表用發(fā)條作為動力的原動系，經(jīng)過一組齒輪組成的傳動系來推動擒縱調(diào)速器工作，再由擒縱調(diào)速器反過來控制傳動系的轉(zhuǎn)速。傳動系在推動擒縱調(diào)速器的同時還帶動指針機構(gòu)。傳動系的轉(zhuǎn)速受控于擒縱調(diào)速器，所以指針能按一定的規(guī)律在表盤上指示時刻。上條撥針系是上緊發(fā)條或撥動指針的機件。此外,還有一些附加機構(gòu)可增加鐘表的功能,如自動上條機構(gòu)、日歷（雙歷）機構(gòu)、鬧時裝置、月相指示和測量時段機構(gòu)等。

 

振動系統(tǒng)的振動周期乘以被測過程內(nèi)的振動次數(shù)，就得到該過程經(jīng)歷的時間。即時間＝振動周期×振動次數(shù)

原動系

 

儲存和傳遞工作能量的機構(gòu)，通常由條盒輪、條盒蓋、條軸、發(fā)條和發(fā)條外鉤 組成。發(fā)條在自由狀態(tài)時是一個螺旋形或 S 形的彈簧。它的內(nèi)端有一個小孔，套在條軸的 鉤上。它的外端通過發(fā)條外鉤，鉤在條盒輪的內(nèi)壁上。上條時，通過上條撥針系使條軸旋轉(zhuǎn) 將發(fā)條卷緊在條軸上。發(fā)條的彈性作用使條盒輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動傳動系。

 

傳動系

 

將原動系的能量傳至擒縱調(diào)速器的一組傳動齒輪。它是由二輪（中心輪）、三輪（過輪）、四輪（秒輪）和擒縱輪齒軸組成。其中,輪片是主動齒輪,齒軸是從動齒輪。傳動比的計算公式是對于有秒針裝置的鐘表，其二輪的輪片到四輪的齒軸的傳動比必須等于60。鐘表傳動系的齒形絕大多數(shù)是根據(jù)理論擺線的原理，經(jīng)過修正而制作的修正擺線齒形。

 

擒縱調(diào)速器

 

由擒縱機構(gòu)和振動系統(tǒng)兩部分組成。它依靠振動系統(tǒng)（擺輪游絲或擺）的 周期性振動，使擒縱機構(gòu)保持精確和規(guī)律性的間歇運動，從而取得調(diào)速作用。擒縱調(diào)速器的種類很多，叉瓦式擒縱機構(gòu)是應用最廣的一種擒縱機構(gòu)。

 

 

叉瓦式擒縱機構(gòu)示意圖

 

它由擒縱輪、擒縱叉、雙圓盤和限位釘?shù)冉M成。它的作用是把原動系的能量傳遞給振動系統(tǒng),以便維持振動系統(tǒng)作等幅振動,并把振動系統(tǒng)的振動次數(shù)傳遞給指示機構(gòu)，達到計量時間的目的。叉瓦式擒縱機構(gòu)的能量傳遞作用是由以下兩部分動作相互配合來完成的：①擒 縱輪由傳動系取得的能量，通過輪齒和叉瓦的作用轉(zhuǎn)變?yōu)闆_量傳送給擒縱叉，在傳遞過程中 主要有5個動作（圖6[叉瓦式擒縱機構(gòu)的能量傳遞過程]），即鎖接、釋放、沖擊、垂落和牽 引。②通過擒縱叉的叉口和雙圓盤的圓盤釘相互傳遞沖量，工作過程有釋放和沖擊兩個動作。

 

振動系統(tǒng)由擺輪、擺軸、游絲、活動外樁環(huán)、快慢針等組成。

 

 

擺輪游絲振動系統(tǒng)

 

振動系統(tǒng)

 

游絲的內(nèi)外端分別固定在擺軸和擺夾板上。擺輪受外力偏離其平衡位置開始擺動時,游 絲便被扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生位能,通常稱為恢復力矩。擒縱機構(gòu)完成前述兩部分動作的過程，也就是 振動系統(tǒng)完成半個振動周期的過程。后者在游絲位能的作用下，還會進行反方向擺動而完成 另半個振動周期，這就是機械鐘表在運轉(zhuǎn)時擒縱調(diào)速器不斷和重復循環(huán)工作的原理。

 

上條撥針系 上條撥針系的作用是上條和撥針

 

上條撥針機構(gòu)示意圖

 

它由柄頭、柄軸、立輪、離合輪、離合桿、離合桿簧、拉檔、壓簧、撥針輪、跨輪、時輪、分輪、大鋼輪、小鋼輪、棘爪、棘爪簧等組成。上條和撥針都是通過柄頭部件來實現(xiàn) 的。上條時，立輪和離合輪處于嚙合狀態(tài)，當轉(zhuǎn)動柄頭時，離合輪帶動立輪，立輪又經(jīng)小鋼 輪和大鋼輪，使條軸卷緊發(fā)條。棘爪則阻止大鋼輪逆轉(zhuǎn)。撥針時，拉出柄頭，拉檔在拉檔軸 上旋轉(zhuǎn)并推動離合桿，使離合輪與立輪脫開，與撥針輪嚙合。此時轉(zhuǎn)動柄頭便撥針輪通過跨 輪帶動時輪和分輪，達到校正時針和分針的目的。

 

附加裝置 包括自動上條機構(gòu)和日歷（雙歷）機構(gòu)。

 

① 自動上條機構(gòu):帶有自動上條機構(gòu)的手表稱為自動手表。

 

 

自動上條機構(gòu)平面圖

 

為自動機構(gòu)的一種。它是由重錘、重錘支承、偏心軸、滾珠、自動搖板、棘輪、棘爪以 及自動上夾板等構(gòu)成。當手表戴在手腕時，隨著人臂的隨機活動，自動錘在慣性力和靜力矩 的作用下自動地上緊發(fā)條。自動上條機構(gòu)大致可分為擺動式單向或雙向上條和旋轉(zhuǎn)式單向或 雙向上條兩大類。前者稱為半自動，后者稱為全自動。人們對自動手表的單向和雙向上條性 能曾有過不同的看法，一般認為單向上條自動機構(gòu)性能較好。

 

② 日歷（雙歷）機構(gòu):帶有日歷（雙歷）機構(gòu)的手表稱為日歷(雙歷)手表。

 

 

日歷機構(gòu)平面圖

 

為日歷機構(gòu)的一種。它由日歷環(huán)、日歷定位桿、日歷定位桿簧、撥日輪、日跨輪部件、撥頭和日歷蓋片等構(gòu)成，并設有撥動機構(gòu)或快撥機構(gòu)，供日期調(diào)校之用。它的基本工作原理 是由走針輪系帶動一個撥日輪，撥日輪與時輪之間的傳動比必需是1:2。然后通過撥日輪驅(qū) 動撥頭,使印有日期標記的日歷環(huán)每24小時動作一次。雙歷機構(gòu)也是通過撥頭，在定位部件 的協(xié)同作用下轉(zhuǎn)動周歷輪，使星期得到更換。按變換日期所需時間的長短來區(qū)分，日歷機構(gòu)又可分為慢爬式、快爬式和瞬跳式三種。慢爬式的換日時間需1～3小時，快爬式一般不超過 30分鐘，瞬跳式則在每日零時瞬間變換日期。

 

機械鐘表的走時精度

 

鐘表走時的規(guī)律性和準確性。鐘表要求走時準確，穩(wěn)定可靠。但一些內(nèi)部因素和外界環(huán)境條件都會影響鐘表的走時精度。

 

內(nèi)部因素包括各組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設 計、工作性能、選用材料、加工工藝和裝配質(zhì)量等。例如發(fā)條力矩的穩(wěn)定性,傳動系工作的平穩(wěn)性，擒縱調(diào)速器的準確性等都影響走時精度。

 

外界環(huán)境條件包括溫度、磁場、濕度、氣 壓、震動、碰撞、使用位置等。例如，溫度的變化會引起鐘表內(nèi)潤滑油和擺輪游絲性能的變、化，從而引起走時性能的變化；環(huán)境的磁場強度大于60奧斯特(Oe)時，會引起部分零件磁化 而走慢；濕度大會引起部分零件氧化和腐蝕。

 

常用來表示走時精度的有5種參數(shù)。

①指示差:鐘表任一瞬時的指示時刻與標準時刻的差 值，它可以是正值，也可以是負值。②日差：鐘表相隔時段為24小時的指示差值相減。③位差：上足發(fā)條時各個位置所測得的瞬時日差的最大值和最小值之差。④等時差：在其他條件 不變的情況下，上足發(fā)條和滿24小時時，各相應位置瞬時日差差值中的最大值。⑤日變差：相鄰兩日的日差差值。

 

簡單解釋：

 

 

機械手表是由外觀部件和機心組成。外觀部件指表殼、表盤、指針等能直接看到的部件：主傳動輪系、擒縱調(diào)速系、指針傳動輪系和上發(fā)條撥針機構(gòu)等。機械手表機件是靠上，由中、下，三層夾板把他們組合起來的，下層夾板是主甲板，是基礎件。上層夾板包括條夾板、擺 夾板、上夾板。中層夾板是由申夾板，叉夾板組成的。裝配時機械手表都靠主夾板的位釘和 位釘管定位。只要我們把機械手表擒縱調(diào)速系、傳動輪系零件裝在夾板的相應位置上，用螺 絲分別把各央板與主夾板裝配在一起，就能確保機件位置的準確。為拆裝夾板方便，在主夾 板上銑有鑷子口。所有這些機心部件都裝在表完里，平時是看不見的。

 

機械手表的工作原理是運用振動系統(tǒng)來控制，使其產(chǎn)生一個穩(wěn)定的周期，以周期乘以某 過程的振動次數(shù)，就得到該過程所經(jīng)歷的時間。即：時間=振動周期 x 損動次數(shù)

 

機械手表機件在整個運行過程中，由于振動系統(tǒng)在工作中存在無法避免的運動阻力，如：軸承摩擦、空氣阻力、彈性件之間的摩擦，而使振動的幅度逐漸衰減。為了防止這種衰減，使振動系統(tǒng)持續(xù)不斷地工作，就必須周期性地給機械手表補充由于阻力而消耗擄的能量。手表走時的機械能是靠發(fā)條裝置來儲存的，也就是說，機體的傳導、振動所需用的力，都來自于發(fā)條。上緊發(fā)條，就會周期性地供給機件以原動力，從而補充其機械能的梢耗，防止上述的衰減現(xiàn)象的發(fā)生。它的公式就是：振動——消耗二能量的補充。這三個過程不斷循環(huán)，使機心持續(xù)不斷地工作。為了走時準確，擒縱調(diào)速系起著控制速度的作用。順便說一下，上發(fā)條撥針機構(gòu)有兩個作用：一是上發(fā)條儲備能量，二是撥針對時，是手表類計時機構(gòu)不可缺少的機構(gòu)。