機械手表是一種精密的機械計時工具。一只普通的自動機械表表機心包含有原動系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、走針系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、上條撥針系統(tǒng)和自動系統(tǒng)，有的還包含有日歷部分。在手表的這些系統(tǒng)中，大部分都含有齒輪，高質(zhì)量的齒輪對手表的精準工作有著非常重要的作用。我結(jié)合我的工作，分析一下手表齒輪中齒形的質(zhì)量對手表機心走時的影響。

手表中齒輪的齒形歷經(jīng)了很多演變，在早起懷表中是比較直的齒形進行傳動，齒形經(jīng)過漫長的發(fā)展演變，現(xiàn)在海鷗公司使用的是一種標準的鐘表齒形?，F(xiàn)代的鐘表齒形是從擺線齒形演變而來，叫做修正擺線齒形或者叫圓弧齒形。這種齒形是為了便于設計制造，同時改善手表傳動的性能，將擺線齒形進行了修正，使用近似的圓弧來代替擺線而形成的一種齒形。隨著科技的進步，我也了解到一些瑞士和日本的手表機心中的齒形已經(jīng)與擺線齒形相脫離，與我們海鷗還在使用的圓弧齒形有很大的差別。下面我僅以海鷗公司正在使用的圓弧齒形的質(zhì)量，分析一下對手表走時的影響。

手表的齒形，按照使用功能的不同也是有區(qū)分的。有單向傳動和雙向傳動的。主傳動部分、上條部分的齒輪都是單向傳動的;撥針、走針部分正常走時的時候是單向傳動，調(diào)整時間的時候是雙向傳動的;自動結(jié)構(gòu)中按照單向上弦和雙向上弦的不同，其傳動齒輪有的是單向傳動，有的是雙向傳動。

以手表的主傳動齒輪為例，其齒形有幾個特點：

1. 機械手表的主傳動輪系是增速運動;

2. 機械手表的主傳動輪系是間歇運動，每次跳動都會有相應的齒形沖擊;

3. 機械手表的主傳動輪系需要長時間運行，因此要求耐磨性比較好;

4. 由于機心空間有限，齒輪的傳動比都比較大，通常都在6：1以上，齒軸的齒數(shù)都很少，齒數(shù)大多在在6～20之間，這種小齒數(shù)的齒形也是普通漸開線齒形由于有根切的問題而無法使用的原因之一;

5. 圓弧齒形對中心距的要求比漸開線齒形要求高;

6. 圓弧齒形擁有比較高的傳動效率，通常都在96%以上;

7. 傳動的齒形模數(shù)都比較小，有的可以小到0.06，因此齒形都很小。

綜合以上幾個特點可以看出，主傳動齒輪對齒形的要求是很高的。齒形嚙合中使用的部分絕大多數(shù)是齒尖的圓弧面和直線段，齒頂圓弧使用的情況較少，因此在檢驗的過程中也是重點要對齒形的節(jié)圓部分尺寸進行重點關注，齒形要完整、對稱，齒厚要符合尺寸要求，齒形的節(jié)距要符合要求。在檢驗齒形的時候，一般都需要使用投影儀放大100倍來檢測，因此輪片的齒形通常不能完整的檢驗，需要分段進行，而后使用小倍數(shù)的20倍或者50倍的投影來檢測同心度等尺寸，這其中就可能造成檢測的誤差。另外投影機的檢測無法看清齒形的斷面，還需要使用雙管實體放大鏡來觀察齒形的光潔度。

在齒形的制造過程中，齒形加工后會產(chǎn)生毛刺，在去刺的過程中也會對齒形造成二次傷害，造成齒形碰損、變形、光潔度缺失等等問題。因此還是一次性加工完成是最佳選擇。齒形如果有缺損都缺陷就會對齒輪的嚙合產(chǎn)生不必要的阻力，假如是出現(xiàn)在秒輪上那么對機心的運轉(zhuǎn)影響更大，直接的表現(xiàn)可能是出現(xiàn)周期性的擺幅不穩(wěn)定，極端情況下手表也會停止運行。

齒形對中心孔的偏差是決定齒輪跟齒軸結(jié)合后是否同心的重要指標，齒輪在零件階段的齒形同心度的要求必須高于跟部件結(jié)合后的同心度要求，否則很難保證零件的合格。例如齒輪部件上的徑向跳動是0.024，那么輪片的齒形對中心孔的徑向跳動要保證在0.015才行。齒形的徑向跳動直接影響著手表的運轉(zhuǎn)，過大的徑向跳動會導致齒輪和齒軸嚙合位置的偏移，時而深時而淺，導致嚙合的不平穩(wěn)，極端情況下產(chǎn)生脫嚙或者卡死的情況。

主傳動輪系中的輪片與齒軸的嚙合過程是兩個齒形產(chǎn)生相對的滾動或者滑動摩擦的過程，理想情況下是全部都是滾動摩擦。這樣的嚙合狀態(tài)對齒形的光潔度就有著比較高的要求。通常情況下，齒軸的光潔度都要求在0.1以上，而輪片齒形的光潔度要求在0.4以上。這個指標是越高越高，但是也要同時滿足生產(chǎn)設備的能力。我們海鷗的齒形加工不是很先進，軸持的加工也缺乏齒形拋光工藝，因此對機心的走時也是會產(chǎn)生影響的。

主傳動輪系中還有一個特殊的齒形，就是擒縱輪片的齒形。這個齒形不是用于常規(guī)的嚙合傳動，而是與擒縱叉上的叉瓦產(chǎn)生釋放、傳沖、跌落、牽引、鎖接（了解這幾個過程）的過程的輪片，用于不斷給擺輪調(diào)速系統(tǒng)補充能量。手表中的杠桿式擒縱結(jié)構(gòu)的傳動效率不高，其中擒縱輪片的齒形的精度對傳動效率有著至關重要的作用。擒縱輪片的齒形要求光潔度非常高，齒頂部分還要有減輕摩擦的斜坡，每個齒形的節(jié)距都直接影響擒縱叉能否正常工作。因此這個擒縱輪片的齒形是所有齒形中要求最高的。目前我們制作的擒縱輪齒形的光潔度還是不好，缺少磨光的環(huán)節(jié)，對手表的走時有不小的影響。

手表零件中的其他齒輪對手表的走時精度的影響相比主傳動零件要小很多。例如走針系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速度很慢，分針一天也僅僅是旋轉(zhuǎn)24圈，時針是一天2圈。上條、自動輪系都是間歇運動，僅僅是為機心補充能量，而撥針輪系使用頻率更低，對走時的影響更可以忽略不計。

總的來說，手表的主傳動輪系是關系到手表走時精度高低，其齒輪齒形的質(zhì)量是其中一個重要的關鍵點。我的日常工作是做零件的檢驗工作，我想只有了解了手表零件的工作原理以及在手表機心中起到的作用才能更好的指導我的檢驗工作。我也是在日常的工作中不斷鉆研手表原理了解到齒輪的作用。以上的論述是我的一點粗淺認識，請指正。

作者簡介：

王雨辰（1988.08--），性別：女，籍貫：天津人，學歷：本科，畢業(yè)于湖南工程學院，現(xiàn)有職稱：初級工程師，研究方向：精密機械;