Колесная передача механизма (ангренаж)

 

Как было сказано выше, весь узел баланса все время нахо-. дится в движении до тех пор, пока полностью не израсходуется накопленная энергия в заведенной пружине. Вся же остальная часть механизма определенные промежутки времени не работает.

Так, например, в карманных часах «Молния» зубчатая пере­дача находится в движении в течение суток только 1 час 13,8 мин, а 22 час 46,2 мин колеса 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.

 

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 барабана изготовлен 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 мм меньше 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 час после 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.