Ремонт часов
Шрифт:
Обозначим число зубьев колес следующим образом:
zб — число зубьев барабана;
zц — число зубьев центрального колеса,
zп — число зубьев промежуточного колеса,
zс — число зубьев секундного колеса;
z'ц — число зубьев триба центрального колеса;
z'п — число зубьев триба промежуточного колеса;
z'с— число зубьев триба секундного колеса,
z'а — число зубьев триба анкерного колеса.
Тогда передаточные числа i для каждой зацепляющейся пары будут:
zб/zц = 72/12 = 6; zц/zп = 80/10 = 8; zп/z'с = 75/10 = 7,5; zс/z'a = 80/8 = 10
Перемножив
На оси центрального колеса находится минутная стрелка, которая делает один полный оборот в час. Отсюда следует сделать вывод, что расчет может быть произведен, исходя из известного количества оборотов центрального колеса. Передаточное число от оси центрального колеса к оси анкерного может быть записано следующим образом:
(zцzпzс)/(z'пz'сz'а) = (80·75· 80)/(10·10·8) = 600
т. е. за один оборот центрального колеса анкерное сделает 600 оборотов, а так как центральное колесо сделает 1 об/час, то 600 об/час будет скоростью спускового колеса.
В часах с боковой секундной стрелкой последняя должна делать полный оборот в 1 мин. Передаточное число между центральной и секундной осью равно
(zцzп)/(z'пz'с) = (80·75)/(10·10) = 60,
т. е. за один оборот центрального колеса секундное колесо сделает 60 оборотов.
В часах, не имеющих секундной стрелки, передаточные числа могут иметь иные значения.
Спусковое колесо чаще всего имеет 15 зубьев и передает вдвое большее количество импульсов балансу, так как каждый зуб передает два импульса — первый входной палете и второй — выходной палете. Отсюда появляется возможность высчитать количество колебаний баланса в час:
(zцzпzс2zа)/(z'пz'сz'а) = (80·80·75·15·2)/(10·10·8) =18 000 колебаний баланса в час.
В некоторых часах («Эра», часы иностранных марок) балансы совершают 14 400:16 200; 19800:21600 и т. д. колебаний в час.
Определение числа зубьев отсутствующего колеса или триба не представляет затруднений, если известно количество колебаний баланса в час и количество зубьев остальных колес и трибов.
Подставляя в приведенное уравнение число зубьев известных колес и трибов, можно найти количество зубьев недостающего триба или колес.
Поясним сказанное выше примерами.
Пример 1. В часах, баланс в которых делает 18 000 колебаний в час, zц = 80, zп = 75, zа = 15 зубьев; z'п = z'с =10, z'a = 8 зубьев. Необходимо определить количество зубьев недостающего секундного колеса. Для решения этой задачи подставим в формулу известные значения
(75·zс·2·15)/(10·10·8) = 18000,
откуда найдем количество зубьев секундного колеса:
225·zс = 18000; zс = 18000/225 = 80 зубьев
Пример 2. Предположим, что для этих же часов необходимо подобрать секундное колесо вместе с трибам. Для этого, как и в предыдущем случае, подставим в формулу все известные значения:
(70·75·zс·2·15)/(10·z'с·8) = 18000
Произведем сокращение, оставив в левой стороне неизвестные:
zс/z'с = 18000/225 = 8/1
Таким образом мы нашли отношение числа зубьев колеса к числу зубьев триба. Подставляя значение зубьев триба и отбирая наиболее вероятное их значение, найдем искомый результат.
zс/z'с = 64/8 = 80/10
последнее соотношение, судя по количеству зубьев триба спускового колеса, будет искомым.
Результат показывает, что секундное колесо должно иметь зубьев в 8 раз больше, чем триб.
В приведенной выше формуле число зубьев барабана и триба центрального колеса отсутствовало. Если требуется определить количество зубьев этой пары, то поступают следующим образом.
Количества
18000/(2·15) = 600 оборотов
Пример 3. Число зубьев барабана определяют, исходя из продолжительности хода часов; обычно оно составляет 36 час. Количество оборотов центрального колеса за час известно, поэтому можно определить его и за время хода от одной заводки, т. е. за 36 часов. Допустим, барабан за 36 часов делает 5 оборотов, тогда передаточное отношение
z'ц/zб = 36 оборотов/5 оборотов = zб/z'ц
Если триб имеет 10 зубьев, то zб/10 = 36/5; zб = 72 зуба
Пример 4. В стрелочной передаче передаточное отношение равно 1/12 или 1/42. Запишем его, вводя обозначения колес и трибов:
zм — число зубьев минутного триба;
zц — число зубьев часового колеса;
zв — число зубьев вексельного колеса;
z'в — число зубьев триба вексельного колеса;
i — передаточное отношение;
i = zмz'в/zвzц
По известной формуле можно определить число зубьев одного из колес, если известно число зубьев остальных.
Пример 5. В часах вексельное колесо имеет zв = 36 зубьев, его триб z'в = 10 зубьев. Часовое колесо zч = 30 зубьев. Найти число зубьев утерянного триба минутного колеса, т. е. z'м =?
В приведенную выше формулу подставим известные значения
1/12 = (z'м·10)/(36·30)
z'м = (36·30)/(10·12) = 9
Таким образом, определено, что утерянный триб должен иметь 9 зубьев.
К зубчатому зацеплению часов предъявляют следующие требования:
1) вращение колес должно быть плавным, т. е. передаточное число зацепляемой пары должно быть постоянным;
2) в зубчатой передаче должны быть сведены к минимуму потери на трение.
Таким требованиям больше всего отвечает так называемое циклоидальное зацепление.
Зуб как колеса, так и триба состоит из головки 1 (фиг. 91) и ножки 2. В циклоидальном зацеплении головка зуба очерчивается по циклоиде, а ножка по гипоциклоиде. Циклоидой называют кривую, которая описывается точкой окружности В, перекатываемой по дуге А начальной окружности колеса без проскальзывания.
Фиг. 91. Элементы зубчатого зацепления.
На фиг. 92 показано, как образуется циклоида, по которой описана одна из сторон головки зуба. Если окружность В перекатывать по дуге А с внутренней стороны, то точки этой окружности описывают кривую, называемую гипоциклоидой. По этой кривой описываются ножки зуба.
Фиг. 92. Принцип построения головки зуба.
Из-за сложности изготовления инструмента теоретический профиль зуба обычно заменяют более простым. Так, профиль головки и зуба описывается по дуге окружности. Зацепление с таким профилем называют часовым.
Для часов наручных и карманных существуют установившиеся соотношения количества зубьев колес и трибов главной передачи. В табл. 1 приведены данные о количестве зубьев колес главной передачи для часов, имеющих 18 000 колебаний баланса в час. Пользуясь таблицей, можно быстро определить количество зубьев подбираемого колеса и триба.
Как показано на фиг. 88, стрелочную передачу образуют минутный триб, часовое колесо, вексельное колесо и триб вексельного колеса.
Стрелочные передачи встречаются трех видов: правильные, обратные и неправильные.
В правильной передаче отношение числа зубьев вексельного колеса к числу зубьев минутного триба составляет как 3:1, а передаточное число триба вексельного колеса и часового как 4:1.
В обратной передаче передаточное число вексельного колеса и минутного триба находится в соотношении как 4:1, а передаточное отношение часового колеса и триба вексельного колеса как 3:1.