闹钟结构性能原理

闹钟结构性能原理带有闹时装置的钟既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号通常置于台子上使用的称台式闹钟；主要为旅行使用的称旅行闹钟闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类，其他如晶体管摆轮游丝式、音叉式等类型已很少用日用机械闹钟的走时日误差一般在秒/日以内,石英电子120闹钟的走时日误差一般在秒/日以内

0.2结构机械闹钟的机芯结构包括走时和闹时两大系统一走时系统其中的原动系以发条为贮能元件，所贮能量一般有天的和天的两种贮能天的闹钟常采用不带发条盒的181结构；传动系中的齿轮常采用修正摆线的销形啮合，其小齿轮（朋轮）以圆柱形钢丝作轮齿；擒纵机构多采用销钉式（俗称粗马），它以圆柱形钢丝作叉销，成本较低，但走时精度亦较低；振动系统采用摆轮游丝式由于摆轮的转速较高，振动周期为秒的

0.6摆轮，摆轮轴与摆轴承在小时中往复转动摩擦达万次，

2428.8因而对摆支承的结构和材料的选择直接影响到钟的寿命为提高寿命，中国生产的闹钟的摆轮轴与摆轴承采用圆柱形配合结构，摆轮轴顶端为较大曲率半径的球面，摆轴承用廉价的玻璃钻，这种面接触或线接触成倍地延长了钟的维修周期和走时寿命游丝常采用磷青铜或银基合金制成二闹时系统通常包括闹时原动机构、传动机构、擒纵机构和对闹机构个部分闹时原动机构也可与走时原动机构共用一4根发条，但在发条轴上增加有限位机构，以控制闹时释放发条的长度；闹时擒纵机构对振动周期等时性要求不高，故常采用无固有振动周期的擒纵调速器而不用摆轮和游丝，打锤安装在叉轴上机械式音乐闹钟上还带有以闹发条驱动的带拨针的滚轮，拨针按曲谱排列，拨动音簧，演奏出音乐性能机械闹钟是用发条储存能量，是一种高锦钢材料；经过许多级别齿轮增加角速度，注意齿形不是渐开线，是摆线，为了减少摩擦力，适合在小力矩下高效率传动；经过往复摆动的擒纵机构，一种有固有振动周期的结构实现定时要求，就是恒角速度；擒纵机构用的像发条的游丝是恒弹合金，是一种弹性元件，其机械特性受温度影响比较小石英钟用石英晶体产生基本振荡，通过步进电机驱动齿轮组，带动指针组原理机械钟表中，利用带簧发条恢复变形所放出的能量或利用重物下降的重力作能源，以机械振动系统为时间基准，实现计量时间和时段的机械机构机械钟表机构有多种类型，但一般都由原动系、传动系、擒纵调速系、上条拨针系和指针系组成，工作原理基本相同止匕外，日历手表中还包括日历或双历机构，自动手表中还包括自动上条机构原动系储存和传递工作能量的机构分为重锤原动系和弹簧原动系两类重锤原动系利用重锤的重力作能源多用于简易挂钟和落地摆钟重锤原动系结构简单，力矩稳定，但当上升重锤时，传动系与原动系脱开，钟表机构停止工作弹簧原动系利用卷成螺线形的带簧（发条）恢复变形所放出的能量作能源带簧一端与轴连接，另一端与一个不动的零件或发条盒的壳体连接弹簧原动系用作携带式钟表的能源，也用于摆钟上弹簧原动系有带固定条盒式、不带条盒式和带活动条盒式等种类型3传动系将原动系的能量传给擒纵调速系的一组传动齿轮通常由一系列轮片和齿轴组成，在主传动中轮片是主动齿轮，齿轴是从动齿轮传动比按照以下公式进行计算式中为i=Zl/Z2Z1主动齿轮齿数，为从动齿轮齿数对于有秒针装置的钟表，其Z2中心轮的轮片到秒轮的齿轴的传动比必须等于钟表传动系的60o齿形绝大多数是专门设计的传动系可按“二轮”（时轮和分轮）在表机芯的平面配置分为两类

①中心二轮式，二轮在表机芯的中央它又包括直接传动式、秒簧式、短秒针和无秒针式、双三轮式

②偏二轮式，二轮不在表机芯中央它又包括头轮传出式、二轮传出式、三轮传出式直接传动式是经常采用的传动系之一在这种传动方式中，分轮上部有一凹槽，分轮依靠摩擦与中心轮管相配合；走针机构的运动由中心轮来带动擒纵调速系由擒纵机构和振动系统构成按振动系统的特点可分为两类

①有固有振动周期擒纵调速系它具有可以独立进行振动的、有稳定周期的振动系统手表、闹钟中的走时系统的擒纵调速系属于此类

②无固有振动周期擒纵调速系它没有能够独立进行振动的振动系统这种调速系中的所谓振动系统的往复振动，完全依靠擒纵机构的往复运动机械闹钟中的闹时系统的擒纵调速系属于此类这种调速系精度要求不高，结构简单，工作可靠，抗外界干扰能力强，在机械式定时器和钟表引信中大量采用擒纵机构联系传动系和振动系统的一种机构其作用是把原动系的能量传递给振动系统，以维持振动系统的等幅振动；并把振动系统的振动次数传给指针机构，达到计量时间之目的擒纵机构种类很多，按其与振动系统联系的程度可分为两类

①非自由式擒纵机构擒纵机构和振动系统经常保持运动上的联系它包括直进式、后退式和工字轮式擒纵机构等

②自由式擒纵机构只有在释放和传冲阶段，擒纵机构和振动系统才保持运动上的联系，其余阶段振动系统处于自由运动状态它包括有销钉式、叉瓦式和天文钟式擒纵机构等

①后退式擒纵机构广泛用于低精度摆钟它的叉瓦锁面和冲面是同一平面（工作面）；进瓦的工作面是一圆柱面,其圆心与擒纵叉的转动中心不重合；出瓦的工作面是一平面叉瓦和擒纵叉作成一体传冲后，叉瓦工作面将迫使擒纵轮后退一个角度

②叉瓦式擒纵机构应用最广的擒纵机构之一工作时,擒纵轮由传动系取得能量，通过擒纵轮齿和叉瓦（进瓦或出瓦）的作用转变为冲量传送给擒纵叉；通过擒纵叉的叉口和双圆盘的冲击圆盘上的摆钉的相互作用，再将冲量传给振动系统双圆盘的保险圆盘和叉头钉，摆钉和擒纵叉的喇叭口是保证机构正常工作的保险装置

③销钉式擒纵机构与叉瓦式擒纵机构的不同之处是，在擒纵叉上用两根圆柱销钉代替叉瓦，冲量只沿擒纵轮齿冲面传递这种擒纵机构结构简单，精度要求低，制造方便，多在闹钟和低精度表中采用，俗称粗马结构振动系统作为时间基准的机构振动系统的振动周期乘以被测过程内的振动次数，即为该过程经历的时间机械钟表常用的振动系统有摆、扭转摆和摆轮游丝振动系统组件

①摆由摆锤、摆杆、挂摆装置和周期调节装置等组成用于固定式钟中当摆锤在外力作用下偏离铅垂线（平衡位置）任一角度而放开后，在重力作用下，摆锤将绕支点作往复运动振动过程是摆的动能和位能交替转换的过程

②扭转摆主要由摆盘和悬丝组成悬丝下端固定摆盘,上端固定在不动的支点上悬丝的截面可为矩形或圆形扭转摆常与后退式擒纵机构或叉瓦式擒纵机构构成擒纵调速系扭转摆有较长的振动周期（几秒几十秒），多用于能量较节省而走时延〜续时间较长的固定式钟

③摆轮游丝振动系统游丝的内外端分别固定在摆轴和摆夹板上摆轮受外力作用偏离其平衡位置开始摆动时，游丝就被扭转而产生位能，通常称为恢复力矩该力矩促使摆轮向其平衡位置运动上条拨针系卷紧原动系中的发条和拨动时针、分针以校正钟表所指示时间的机构上条时，立轮和离合轮处于啮合状态拨针时，离合轮和立轮脱开而与拨针轮啮合。