鐘表的應(yīng)用范圍很廣,品種甚多,可按振動原理、結(jié)構(gòu)和用途特點(diǎn)分類。按振動原理可分為利用頻率較低的機(jī)械振動的鐘表,如擺鐘、擺輪鐘等;利用頻率較高的電磁振蕩和石英振蕩的鐘表,如同步電鐘、石英鐘表等;按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為機(jī)械式的,如機(jī)械鬧鐘、自動、日歷、雙歷、打簧等機(jī)械手表;電機(jī)械式的,如電擺鐘、電擺輪鐘表等;電子式的,如擺輪電子鐘表、音叉電子鐘表、指針式和數(shù)字顯示式石英電子鐘表等。
機(jī)械鐘表有多種結(jié)構(gòu)形式,但其工作原理基本相同,都是由原動系、傳動系、擒縱調(diào)速器、指針系和上條撥針系等部分組成。
機(jī)械鐘表利用發(fā)條作為動力的原動系 ,經(jīng)過一組齒輪組成的傳動系來推動擒縱調(diào)速器工作;再由擒縱調(diào)速器反過來控制傳動系的轉(zhuǎn)速;傳動系在推動擒縱調(diào)速器的同時還帶動指針機(jī)構(gòu),傳動系的轉(zhuǎn)速受控于擒縱調(diào)速器,所以指針能按一定的規(guī)律在表盤上指示時刻 ;上條撥針系是上緊發(fā)條或撥動指針的機(jī)件。
此外,還有一些附加機(jī)構(gòu),可增加鐘表的功能,如自動上條機(jī)構(gòu)、日歷(雙歷)機(jī)構(gòu)、鬧時裝置、月相指示和測量時段機(jī)構(gòu)等。
原動系是儲存和傳遞工作能量的機(jī)構(gòu),通常由條盒輪、條盒蓋、條軸、發(fā)條和發(fā)條外鉤組成。發(fā)條在自由狀態(tài)時是一個螺旋形或 S形的彈簧,它的內(nèi)端有一個小孔,套在條軸的鉤上。它的外端通過發(fā)條外鉤,鉤在條盒輪的內(nèi)壁上。上條時,通過上條撥針系使條軸旋轉(zhuǎn)將發(fā)條卷緊在條軸上。發(fā)條的彈性作用使條盒輪轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動傳動系。
傳動系是將原動系的能量傳至擒縱調(diào)速器的一組傳動齒輪,它是由二輪(中心輪)、三輪(過輪)、四輪(秒輪)和擒縱輪齒軸組成,其中 輪片是主動齒輪,齒軸是從動齒輪。鐘表傳動系的齒形絕大部分是根據(jù)理論擺線的原理,經(jīng)過修正而制作的修正擺線齒形。
擒縱調(diào)速器是由擒縱機(jī)構(gòu)和振動系統(tǒng)兩部分組成,它依靠振動系統(tǒng)的周期性震動,使擒縱機(jī)構(gòu)保持精確和規(guī)律性的間歇運(yùn)動,從而取得調(diào)速作用。叉瓦式擒縱機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的一種擒縱機(jī)構(gòu)。它由擒縱輪、擒縱叉、雙圓盤和限位釘?shù)冉M成。它的作用是把原動系的能量傳遞給振動系統(tǒng),以便維持振動系統(tǒng)作等幅振動,并把振動系統(tǒng)的振動次數(shù)傳遞給指示機(jī)構(gòu),達(dá)到計量時間的目的。
振動系統(tǒng)主要由擺輪、擺軸、游絲、活動外樁環(huán)、快慢針等組成。游絲的內(nèi)外端分別固定在擺軸和擺夾板上;擺輪受外力偏離其平衡位置開始擺動時,游絲便被扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生位能,稱為恢復(fù)力矩。擒縱機(jī)構(gòu)完成前述兩動作的過程 ,振動系在游絲位能作用下,進(jìn)行反方向擺動而完成另半個振動周期,這就是機(jī)械鐘表在運(yùn)轉(zhuǎn)時擒縱調(diào)速器不斷和重復(fù)循環(huán)工作的原理。