Так, например, в карманных часах «Молния» зубчатая передача находится в движении в течение суток только 1 час 13,8 мин,а 22 час46,2 минколеса остаются неподвижными. Следовательно, за один период колебания баланса детали зубчатой передачи находятся в движении всего 0,0159 сек,и за этот короткий промежуток времени зубчатая передача в часах несет большую нагрузку, так как заводная пружина всю свою накопленную энергию передает через зубчатую передачу узлу хода и стрелочной части механизма. Отсюда ясно, почему требуется высокое качество зубчатой передачи часов.
Назначение зубчатых колес состоит в передаче движения и силы от одной оси механизма к другой, причем все колеса различаются между собой диаметром и числом зубьев.
Колесо большого диаметра, как правило, является ведущим, а малое (имеющее до 20 зубьев), так называется триб, — ведомым.
Барабан, центральное, промежуточное и секундное колеса являются ведущими, триб центрального колеса и все остальные трибы — ведомые. Число оборотов ведомого триба во столько раз больше числа оборотов ведущего колеса, во сколько рчз число зубьев ведущего колеса больше числа зубьев триба.
Отношение числа зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого называется передаточным числом. Передача вращения и усилий зубчатого зацепления осуществляется в месте соприкосновения зубьев колеса и триба по так называемой начальной окружности.
В каждом колесе или трибе различают три окружности: окружность выступов, окружность впадин и начальную окружность. Окружность, описанная из центра колеса радиусом, ограниченным вершиной головки зуба, называется окружностью выступов. Окружность, описанная, из центра колеса и проходящая через основания зубьев колеса, называется окружностью зпадин. Окружность, на базе которой строятся зубья и, следовательно, по которой проходит зацепление колеса и триба, называется начальной окружностью.
При правильном зацеплении окружности колеса и триба касаются друг друга. При глубоком зацеплении они пересекаются.
Расстояние между двумя соседними зубьями, измеренное по начальной окружности, называется шагом зубчатого зацепления.
Частное от деления шага на 3,14 называется модулем зубчатого зацепления. Модуль также равен диаметру начальной окружности, разделенному на число зубьев данного колеса или триба.
Наружные диаметры колес и трибов измеряют микрометрами или калибрами, а диаметры начальных окружностей определяют расчетом или по таблицам.
Расстояние, измеряемое по прямой линии между центрами зацепляющихся между собою колес и трибов, называется межцентровым расстоянием.
Прямая линия, соединяющая центры вращения двух сцепляющихся между собой зубчатых колес (или колеса и триба), называется линией центров.
Общее передаточное число для любого количества зубчатых пар, входящих в зацепление, равняется произведению передаточных чисел всех пар или равняется отношению произведения числа зубьев колес к произведению числа зубьев трибов.
Зубчатая передача работает правильно, если величина передаваемого крутящего момента не меняется и потери на трение в передаче являются минимальными. Изменение величины передаваемого крутящего момента зависит от состояния профиля зубьев, от правильного выбора профиля зацепления. В карманных, наручных, настенных и настольных часах в основной зубчатой передаче применяется циклоидальное или корригированное (исправленное) циклоидальное зацепление. Обычные профили зубьев такого зацепления изображены на рис. 28.
Рис. 28. Четыре разновидности зубьев колес и трибов. Сцепление колеса с трибом:
1 — ножка; 2 — головка; 3 —впадина; 4 —начальная окружность
К зубчатым зацеплениям часовых механизмов предъявляются следующие основные требования:
1) минимальное трение в зубьях, что достигается высоким качеством изготовления колес и трибов;
2) большие радиальные и боковые зазоры в зубьях для предотвращения заклинивания колес и трибов и остановки механизма при попадании пыли.
Размер колес подбирается исходя из общих размеров механизма.
Каждое колесо вращается вокруг своей оси на двух цапфах — нижней и верхней, входящих в отверстия платины и моста. Если механизм часов собран на камнях, то цапфы осей входят в отверстия камней. Чем ближе стоит колесо к пружине, тем оно толще и зубья крупнее, соответственно толще трибы и цапфы.
Правильное зацепление зубьев колеса и триба такое, когда зубья соприкасаются друг с другом не глубже и не мельче начальной окружности, т. е. в точках, где зубья переходят в закругления головки.
7. КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ
Барабан. Для помещения и закрепления заводной пружины, а также для передачи вращательного движения центральному колесу служит барабан.
Зубья в барабане толще, чем в колесах. Зазор между зубьями барабана и трибом центрального колеса должен быть минимальным.
Барабан имеет соответствующую выточку, в которую плотно входит крышка. В центре барабана и крышки имеются отверстия, в которые входит вал барабана. В стенке барабана выдавлен выступ (крючок) для закрепления наружного конца пружины.
В других конструкциях стенка барабана или снабжена уступом, или дно барабана и крышка имеют отверстия для закрепления замка наружного витка заводной пружины.
Вал барабанаизготовлен из стали. Одна из цапф вала имеет квадрат для установки барабанного колеса. Для закрепления барабанного колеса цапфа имеет отверстие с резьбой для винта.
На боковой поверхности вала имеется крючок, который входит в отверстие внутреннего конца пружины.
Пружина. В карманных и наручных часах двигательной силой является упругость закрученной стальной пружины (стальной ленты, свернутой в виде спирали). Заводная пружина служит для приведения в движение колесной передачи и поддержания колебаний баланса.
Внешний конец пружины с замком или отверстием прикреплен к барабану, а внутренний конец пружины с отверстием — к крючку вала барабана.
При заводке часов пружина постепенно плотно навивается на вал барабана и, стремясь развернуться, вращает барабан вместе с колесной передачей.
Таким образом, пружина разворачивается по мере хода часов и в спущенном состоянии опять прилегает к стене барабана. Сила пружины должна быть такой, чтобы волосок баланса относительно легко «вырывал» анкерную вилку из-под зуба ходового колеса, обеспечивая давление зуба ходового колеса на палету анкерной вилки с силой, равной примерно 0,24 г(в часах калибром 17 — 18 линий). Калибр часов определяется посадочным диаметром платины, выраженным в миллиметрах или французских линиях (одна французская линия равна 2,256 мм}.Так как во время удара эллипса о рожок вилки баланс теряет скорость, то, если пружина будет более сильной, чем это необходимо для данных часов, анкерная вилка не освободится, так как зуб анкерного колеса давит на палету сильнее, чем следует. Чтобы пружина могла свободно сворачиваться и разворачиваться, ширина ее должна быть минимум на 0,1 ммменьше внутренней высоты барабана (до выточки в крышке).
Сила пружины, т. е. создаваемый ею крутящий момент, по мере раскручивания постепенно ослабевает. В отдельных случаях, спустя 26 — 28 часпосле завода, сила упругости пружины теряется почти вдвое.
Для того, чтобы часы ходили правильно, пружина должна обеспечить за сутки 3,5 — 4 оборота барабана.
Однако выпускаются часы, в которых барабан делает до 6 оборотов. Такие часы могут ходить от одной заводки пружины 36 — 42 час.
Крутящий момент пружины в таких часах более стабилен, что способствует более точному ходу часов.
8. КОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ЗАВОДА ЧАСОВ И ПЕРЕВОДА СТРЕЛОК
