陀飛輪傳動原理

所謂“陀飛輪”，究其起源，須追溯到十八世紀末的一位瑞士籍鐘表大師寶璣(Breguet)。1795 年，他為了克服懷表的位差，設計和制造了他稱之為“Tourbillon”的旋轉擒縱機構。

表的位差主要來源于擺輪的不平衡以及游絲工作時的偏心，由于這兩個因素分別在其方位相差180度對走時快慢的影響正好相反。于是，他把擒縱機構和擺輪游絲系統一同配置在一個旋轉的支架上。這個支架就裝在秒軸上，以每分鐘一圈的速度轉動。因此，擺輪和游絲的重心方位每經歷30 秒即發生180度轉換，這樣，二者由于偏心引起的走時快慢正好得以相互補償。因此，更確切的說，寶氏“陀飛輪”是一個旋轉擒縱調速器。在布氏所處的年代，受技術條件限制，擺輪不能做到非常平衡。他采用變化方位的方法消除其影響，無疑是一種非常巧妙的構思。

寶氏“陀飛輪”在制造上要求非常精細，否則易出故障。由于它是裝在秒軸上的，比之普通的表要消耗更大的功率，成為一個先天性的缺點。1894 年，英國人邦尼克森(Bonniksen)制成了另一種旋轉擒縱機構“卡羅素”(Karrusel)。它與寶氏“陀飛輪”的不同之處主要在于，轉速比前者約慢40倍。因而可以大大降低了功率的消耗。在制造和調整上帶來了一些方便。但由于方位變換的周期加長了，所以在位差的補償上不如前者有效。

每當人們見到“陀飛輪”，無不為其復雜構造、奇妙動態，而百思不得其解。在此，我們一起為這一獨特的傳動機構，解開神秘面紗。“陀飛輪”的旋轉支架是固定在秒軸上的，旋轉支架中裝有擺輪、游絲以及擒縱輪擒縱叉。當發條動力通過三輪片傳遞到秒齒軸上時，就帶動旋轉支架轉動。秒輪片則是空套在秒軸上的，同時固定在夾板上，并與擒縱齒軸相互嚙合。因此當旋轉支架被秒軸帶動時，擒縱輪片就會做行星運動。在擒縱機構里通常采用叉瓦式或直接把沖量傳給擺輪。擺軸和秒軸配置在同一軸線上，秒軸裝有秒針。有人制造的“陀飛輪”有的不帶秒針，說明旋轉支架的轉速不一定保持每分鐘一圈。

與“陀飛輪”的傳動結構不同，“卡羅素”的旋轉支架的下端伸出一段空心軸，在其下端面連接一輪片。輪片與三齒軸嚙合。旋轉支架軸穿過夾板，并以后者為支撐，旋轉支架和輪片兩相對端面起到止推面的作用。四輪軸穿過旋轉支架下端的伸空心軸，四輪片在旋轉支架中與擒縱齒軸嚙合，四齒軸在支架外與三輪片嚙合，將三輪的沖量傳遞給擒縱輪。四齒軸通過四輪片把運動傳給擒縱齒軸，擺軸在旋轉支架中和四齒軸是不同心的。因為旋轉支架不是由四輪軸直接帶動，所以旋轉支架的轉速總比四輪軸低。因此“卡羅素”傳動設計，實際上是差動行星輪系。