机械手表运行原理详解

1. 动力来源：发条系统

• 主发条：盘绕在发条盒内的金属弹簧，手动上链或自动陀旋转时为其蓄能。

• 储能与释放：发条逐渐松开时，通过发条盒齿轮输出恒定扭矩，驱动齿轮系运转。

• 自动上链（如为自动表）：佩戴时手腕运动带动摆陀旋转，通过减速齿轮为发条上链。

2. 能量传输：齿轮系

• 轮系布局：包括中心轮、三轮、秒轮和擒纵轮，形成减速传动链。

• 中心轮：每分钟转一圈，驱动分针。

• 秒轮：通过间接传动控制秒针（直接驱动秒针的称为“中心秒针”设计）。

• 减速比：齿轮齿数经精确计算，将发条的高扭矩低转速转化为指针的合理转速。

3. 调速核心：擒纵机构

• 功能：将连续能量分割为固定节奏的脉冲，确保走时精度。

• 杠杆式擒纵（瑞士锚式擒纵常见）：

• 擒纵轮：受齿轮系驱动，齿形特殊。

• 擒纵叉：在摆轮摆动时左右锁放擒纵轮，每次释放一齿，传递一次能量。

• 冲击与锁定：擒纵轮齿推动叉瓦，既补充摆轮能量，又限制轮系过快释放。

4. 时间基准：摆轮游丝系统

• 摆轮：金属飞轮，惯性提供振荡。

• 游丝：螺旋形弹簧，弹性恢复力驱使摆轮往返摆动。

• 频率控制：摆轮游丝的固有频率（如4Hz=28,800次/小时）决定走时快慢，通过游丝有效长度调节（快慢针或无卡度砝码微调）。

5. 显示系统：指针驱动

• 时分针：通过轮系减速，时轮12小时转一圈，分轮1小时转一圈。

• 秒针：部分设计由独立秒轮轴驱动（小秒针），或通过中心轮间接驱动。

• 日历/复杂功能：附加模块如日期轮、月相盘，通常在午夜通过弹簧机构瞬跳或缓慢推进。

6. 关键技术点

• 等时性：游丝摆动周期需不受振幅影响，现代游丝材质（硅等）和末端曲线优化提升了精度。

• 润滑与防震：宝石轴承（如红宝石）减少摩擦，避震器（Incabloc）保护摆轮轴尖。

• 能量效率：发条扭矩需稳定，通常满链时走时更精准（动力末端可能误差增大）。

机械表 vs 石英表

• 机械表：依赖机械能，误差约±10秒/天（天文台认证可达±5秒），工艺价值高。

• 石英表：电池驱动石英振荡（32,768Hz），误差±15秒/月，结构简单。

机械表的魅力在于数百个零件的精密协作，无需电力即可持续运转，体现了机械工程的巅峰工艺。