擺鐘基礎(chǔ)知識(shí)與工作原理
擺鐘發(fā)明于1657年，是時(shí)鐘的一種，用擺錘控制其它機(jī)件，使鐘走的快慢均勻，一般能報(bào)點(diǎn)。它是根據(jù)單擺定律制造的。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于擺鐘基本知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
擺鐘的簡介
擺動(dòng)的鐘擺是靠重力勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化來擺動(dòng)的，簡單的說，如果你把鐘擺拉高，由于重力影響它會(huì)往下擺，而到達(dá)最低位置后它具有一個(gè)速度，不可能直接停在那(就好象剎車不能一下子停一樣)，它會(huì)繼續(xù)沖過最低位置，而擺至最高位置就往回?cái)[是因?yàn)橹亓κ顾鼫p速直到0，然后向回?cái)[(就象往天上仍東西，它會(huì)在上升中減速到0，然后落下)。如此往復(fù)，就不停的擺動(dòng)了。
按照上述，鐘擺可以永遠(yuǎn)擺下去，但由于阻力存在，它會(huì)擺動(dòng)逐漸減小，最后停止.所以要用發(fā)條來提供能量使其擺動(dòng)。
擺鐘的結(jié)構(gòu)
擺鐘的結(jié)構(gòu)大體上可分為走時(shí)部分、打點(diǎn)部分、指針部分以及打點(diǎn)控制部分。
1、走時(shí)部分
走時(shí)部分由頭輪(即條盒輪，內(nèi)裝發(fā)條)、二輪、三輪(中心輪)、四輪、擒縱輪、擒縱叉、擺錘等組成。
條盒輪是機(jī)芯中最大的輪子，發(fā)條裝在輪片下面的盒里(以前生產(chǎn)的擺鐘大多不帶條盒)，它是走時(shí)部分的能源。二輪、三輪、四輪都是傳動(dòng)輪，其結(jié)構(gòu)由輪軸、輪片，銷輪等組成。擒縱輪的結(jié)構(gòu)與上述各輪相同，但它的輪片齒形是斜三角形的尖齒。擒縱叉也叫卡子，它的作用就是把擒縱輪齒接過來，送出去。
擺錘組件包括擺錘、擺桿及掛擺裝置。擺錘中間有透孔，擺桿從中通過，下面旋有螺母固定。此裝置可以將擺錘升高或降低，從而調(diào)節(jié)鐘的快慢。
2、打點(diǎn)部分
打點(diǎn)部分由打點(diǎn)條盒輪、打點(diǎn)二輪、打點(diǎn)三輪、打點(diǎn)四輪，打點(diǎn)五輪及風(fēng)輪組成。在打點(diǎn)三輪上有一個(gè)星角輪，當(dāng)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它使打點(diǎn)軸上的抬止桿不斷地抬起落下，打點(diǎn)軸的一端固定著兩個(gè)打錘，錘頭敲擊一長一短兩根音簧，就發(fā)出悅耳的聲音。風(fēng)輪主要是起調(diào)節(jié)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)速度的作用，使打點(diǎn)聲音有一個(gè)合適的時(shí)間間隔。
3、指針部分
指針部分由分輪、跨輪和時(shí)輪組成。結(jié)構(gòu)原理與鬧鐘基本相同。
4、打點(diǎn)控制部分
擺鐘每隔半小時(shí)打點(diǎn)一次，整點(diǎn)敲擊的次數(shù)必須與時(shí)針指示的時(shí)刻相同，因此，它的打點(diǎn)必須由走時(shí)來控制。在走時(shí)和打點(diǎn)之間有一個(gè)具有控制打點(diǎn)次數(shù)的機(jī)構(gòu)，它由二角凸輪、十二角凸輪、扇形齒、抬閘杠桿、開關(guān)杠桿、撥齒凸輪等組成。
二角凸輪緊緊固定在走時(shí)部分的中心輪軸上，每小時(shí)隨中心輪轉(zhuǎn)一圈。二角凸輪齒尖半徑一長一短，長的打整點(diǎn)用，短的打半點(diǎn)用。十二角凸輪套在時(shí)輪管上，每十二個(gè)小時(shí)轉(zhuǎn)一圈，每小時(shí)轉(zhuǎn)過十二角凸輪的一個(gè)角。平時(shí)抬閘杠桿擋住打點(diǎn)五輪上止釘，使打點(diǎn)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)二角凸輪順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，慢慢將抬閘杠桿頂起，抬閘杠桿上端最后將止釘釋放(這個(gè)過程也叫抬閘)，但打點(diǎn)五輪的止釘轉(zhuǎn)過一個(gè)角度后，又被開關(guān)杠桿的折角擋住，打點(diǎn)機(jī)構(gòu)又停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由于抬閘杠桿抬起的同時(shí)，頂起了開關(guān)杠桿，開關(guān)杠桿原來末端托住扇形齒板現(xiàn)在釋放，扇形齒板落下，齒板中段折角落在十二角凸輪的一個(gè)角的中部。當(dāng)二角凸輪將抬閘杠桿推到最高點(diǎn)落下時(shí)，開關(guān)杠桿擋住打點(diǎn)五輪的止釘部位也同時(shí)脫離，打點(diǎn)機(jī)構(gòu)便開始轉(zhuǎn)動(dòng)。打點(diǎn)三輪上的星角輪撥動(dòng)抬止桿，帶動(dòng)打錘敲擊音簧。緊固在四輪軸上的撥齒凸輪也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪上的撥銷撥動(dòng)扇形齒板向上運(yùn)動(dòng)，直至開關(guān)杠桿末端重新托住扇形鹵板，抬閘杠桿擋住打點(diǎn)五輪上的止釘，打點(diǎn)工作完畢。
擺鐘的工作原理
擺鐘是利用擺錘的周期性振動(dòng)(擺動(dòng))過程來計(jì)量時(shí)間，時(shí)間=擺的振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù)。而擺的振動(dòng)周期 t=2π(L/g)^0、5
一般來說，擺的重量是確定的，調(diào)節(jié)擺的引用長度(l)即可調(diào)整擺的振動(dòng)周期。擺的引用長度減短，時(shí)鐘變快;反之則變慢。對精密擺鐘，也有用附加重物法來微調(diào)擺的振動(dòng)周期。擺鐘放置在不同的地理位置(不同的地球緯度和海拔高度)中，擺錘的重力加速度會(huì)發(fā)生變化從而影響其振動(dòng)周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環(huán)境中，也會(huì)引起振動(dòng)周期的變化。溫度變化會(huì)引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長度的變化。一般是溫度升高，擺脹長而鐘變慢;反之則擺縮短而鐘變快。因此，精密擺鐘常用不同的線脹系數(shù)的材料制成溫度補(bǔ)償管，以補(bǔ)償溫度影響。氣壓的變化會(huì)引起空氣阻力和空氣密度的變化，從而引起振動(dòng)周期的變化。因此，精密的擺鐘常將擺安裝在恒壓的殼體中，以消除氣壓影響。
擺的振動(dòng)幅度影響到鐘的等時(shí)性。振幅愈小，振幅變化所造成的日差(見鐘表日差)變化愈小，即等時(shí)性愈好，因而精密擺鐘常采用長擺桿小擺幅。但是，小擺幅對外界來的震動(dòng)和撞擊很敏感，因而對安裝環(huán)境要求很高。擺鐘的走時(shí)日差一般可以達(dá)到20秒/天以內(nèi)，精密擺鐘達(dá)千分之幾秒。
擺鐘是機(jī)械鐘。有的石英電子鐘雖然也裝有擺錘或扭擺，但只起裝飾作用。
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