陀飛輪傳動原理

所謂“陀飛輪”，究其起源，須追溯到十八世紀(jì)末的一位瑞士籍鐘表大師寶璣(Breguet)。1795 年，他為了克服懷表的位差，設(shè)計和制造了他稱之為“Tourbillon”的旋轉(zhuǎn)擒縱機(jī)構(gòu)。

表的位差主要來源于擺輪的不平衡以及游絲工作時的偏心，由于這兩個因素分別在其方位相差180度對走時快慢的影響正好相反。于是，他把擒縱機(jī)構(gòu)和擺輪游絲系統(tǒng)一同配置在一個旋轉(zhuǎn)的支架上。這個支架就裝在秒軸上，以每分鐘一圈的速度轉(zhuǎn)動。因此，擺輪和游絲的重心方位每經(jīng)歷30 秒即發(fā)生180度轉(zhuǎn)換，這樣，二者由于偏心引起的走時快慢正好得以相互補(bǔ)償。因此，更確切的說，寶氏“陀飛輪”是一個旋轉(zhuǎn)擒縱調(diào)速器。在布氏所處的年代，受技術(shù)條件限制，擺輪不能做到非常平衡。他采用變化方位的方法消除其影響，無疑是一種非常巧妙的構(gòu)思。

寶氏“陀飛輪”在制造上要求非常精細(xì)，否則易出故障。由于它是裝在秒軸上的，比之普通的表要消耗更大的功率，成為一個先天性的缺點(diǎn)。1894 年，英國人邦尼克森(Bonniksen)制成了另一種旋轉(zhuǎn)擒縱機(jī)構(gòu)“卡羅素”(Karrusel)。它與寶氏“陀飛輪”的不同之處主要在于，轉(zhuǎn)速比前者約慢40倍。因而可以大大降低了功率的消耗。在制造和調(diào)整上帶來了一些方便。但由于方位變換的周期加長了，所以在位差的補(bǔ)償上不如前者有效。

每當(dāng)人們見到“陀飛輪”，無不為其復(fù)雜構(gòu)造、奇妙動態(tài)，而百思不得其解。在此，我們一起為這一獨(dú)特的傳動機(jī)構(gòu)，解開神秘面紗。“陀飛輪”的旋轉(zhuǎn)支架是固定在秒軸上的，旋轉(zhuǎn)支架中裝有擺輪、游絲以及擒縱輪擒縱叉。當(dāng)發(fā)條動力通過三輪片傳遞到秒齒軸上時，就帶動旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)動。秒輪片則是空套在秒軸上的，同時固定在夾板上，并與擒縱齒軸相互嚙合。因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架被秒軸帶動時，擒縱輪片就會做行星運(yùn)動。在擒縱機(jī)構(gòu)里通常采用叉瓦式或直接把沖量傳給擺輪。擺軸和秒軸配置在同一軸線上，秒軸裝有秒針。有人制造的“陀飛輪”有的不帶秒針，說明旋轉(zhuǎn)支架的轉(zhuǎn)速不一定保持每分鐘一圈。

與“陀飛輪”的傳動結(jié)構(gòu)不同，“卡羅素”的旋轉(zhuǎn)支架的下端伸出一段空心軸，在其下端面連接一輪片。輪片與三齒軸嚙合。旋轉(zhuǎn)支架軸穿過夾板，并以后者為支撐，旋轉(zhuǎn)支架和輪片兩相對端面起到止推面的作用。四輪軸穿過旋轉(zhuǎn)支架下端的伸空心軸，四輪片在旋轉(zhuǎn)支架中與擒縱齒軸嚙合，四齒軸在支架外與三輪片嚙合，將三輪的沖量傳遞給擒縱輪。四齒軸通過四輪片把運(yùn)動傳給擒縱齒軸，擺軸在旋轉(zhuǎn)支架中和四齒軸是不同心的。因為旋轉(zhuǎn)支架不是由四輪軸直接帶動，所以旋轉(zhuǎn)支架的轉(zhuǎn)速總比四輪軸低。因此“卡羅素”傳動設(shè)計，實際上是差動行星輪系。