一款单发条机械闹表的研制

    单发条机械闹表( 以下简称闹表) 是我国钟表行业未开发过的品种, 国外生产过的闹表是双发条式的闹表, 与本人作为主要研发人所开发的单发条闹表有所不同。所以该闹表的开发是钟表领域的一种创新, 对钟表行业新产品的开发有一定的借鉴作用。

    一、闹表原理及样机性能概述

    该款闹表采用单发条结构, 由一条发条提供走时和闹响能量。其在预闹时间闹响时, 闹表的条轮部件只释放一圈能量。其余原理基本与机械闹钟一致。该款闹表在统一机芯的基础上, 增加闹时机构, 使其具备闹时功能。主要技术关键在于解决闹机构、起闹、止闹机构及其他辅助机构的设计技术问题。

    该闹表的主要技术性能指标:

    上满发条正常走时 24 小时内闹响延续时间:“30 秒 ±5秒

    闹时精度: ±4 分钟

    走时精度符合 GB4033—83A1 的要求

    防震、防水、防磁性能符合 GB4029～31—83 的规定

    闹后走时延续时间: 不低于 2 小时

    二、闹表的设计及试制

    ( 一) 闹机构的设计

    闹机构即是发音及振动机构, 其作用是将发条的势能转换成声能及机械振动, 以达到将人唤醒及提醒时间作用。首要解决的技术问题是: 在条轮部件的力矩作用下, 发音机构需要多大的传动比才能满足释放一圈闹条能量情况下能延续闹响 30 秒左右的要求。条轮输出力矩大小与闹表走时延续时间有关, 上满条后走时时间越长, 条轮输出力矩越小, 在24 小时内, 我选取条轮力矩平均值 825 克。厘米为计算力矩。通过运用力学的基本原理推算出一个传动比近拟值, 然后根据此传动比进行发音机构的轮系设计。该轮齿形采用钟表齿形, 按英国钟表齿形标准进行设计, 龆齿为轴齿, 齿轮为轮片。模数根据轮系的工作情况选取为 0.2。经过数次修改及试验, 得出一个基本符合要求的传动比为 i=75, 轮系为三级传动轮系。

    ( 二) 闹机构的布置及其夹板的设计

    由于闹机构传动级数较多, 所需空间较大, 直接布置在上夹板及条夹板上极难安排合理, 且装配不便。所以采用组装式结构, 闹夹板另采用二块独立夹板, 可独立装配, 然后再组装在原机芯装配面一面。其优点在于对原装配线工艺影响小, 装配十分方便, 缺点是使闹表机芯厚度增加。

    ( 三) 擒纵轮与擒纵叉闹卡的设计

    擒纵轮与擒纵叉闹卡的作用是由擒纵轮将能量传至擒纵叉闹卡使后者与闹盘相互作用发出声响及振动, 达到将人唤醒及提醒时间作用。两者的啮合齿形主要通过测绘国外双发条闹表来进行设计, 擒纵轮基本上与国外闹表一致, 擒纵叉闹卡作了较大的改动, 增加了二个销钉, 一个在起闹时与闹盘相碰以发出声响, 另一个与止闹卡相互作用, 控制起闹时间。在外形设计上还考虑擒纵叉闹卡的平衡性, 在止闹销附近有一定的配重, 其转动惯量还考虑了闹响延续 30 秒的要求。