一种机心日夜显示机构

摘 要：我们都知道一般的机械表都是由时针指示的12小时制，偶尔附加机构也会带有24小时机构或者星辰机构，而本文要谈论的日夜显示机构用了一种简单、直观的方式将12小时制改为24小时制，一种由太阳或月亮直接指示的24小时制。白天（6点到18点）由太阳指示时间而晚上（18点到第二天6点）则由月亮指示时间。本文的日夜显示结构配有两个表盘，下表盘包含时分数字，上表盘则只含分刻度，同时将分的刻度放在最外圈，数字更大，更能精确快速读出具体时间。

关键词：机械表；12小时制；24小时制；齿轮传动

中图分类号：TH714.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0207-02

1 绪 论

1.1 钟表是怎么来的

时间是什么？它是个抽象的名词，因为它既无法度量又无法捕捉，我们只能观察到它的变化，知道它的流逝。但是聪明的古人根据时间的变化规律来将虚拟的时间实物化。大约六千年前，巴比伦王国出现了第一个“时钟”，名为日晷。那时候人们根据太阳影子的长短和方位来掌握时间。但是太阳的影子会受气象的影响，相对来说不是很方便，于是聪明的古人又发明了一些受外界影响小的计时仪器，比方说漏沙计时的“沙钟”，燃香计时的“火钟”，滴水计时的“水钟”等。但是最早采用齿轮的机械计时仪还要属“水运仪象台”。随着人们要求的不断提高和钟表技术的不断发展，人们相继发明了时钟，怀表、手表等。在当时，钟表的制作似乎仅限于锁匠的副业，直到后来，人们对钟表精度的要求越来越高，钟表技艺也日益复杂，才出现了专业的钟表匠[1]。

1.2 中国机械表现况

近几年，虽然机械表产量大减，但是却仍在石英表盛行的今天保持着它第一无二的地位，这是为什么呢？因为如今的机械表已经不单单只是一种计时仪器，更是一种身份的象征，是一种奢侈品并且它的齿轮传动机械美让很多收藏家为之着迷。在中国，像海鸥、上海、丹东、杭州手表有限公司、飞亚达等钟表厂家，都仍坚持生产高档机械手表[4]。如今中国已成为世界钟表行业生产大国之一，钟表的产量也是位居世界前列，产品的品种也趋于多样化和系列化[2]，与之前比可谓发展速度惊人。虽然如今中国的技术和设计水平远远没有赶上瑞士等国家，但是如果中国的手表企业能有自己的工业设计理念，自己的自产机芯，减少对进口机芯的依赖，相信不久后也会有自己的一片天地。

1.3 12小时制和24小时制

一般我们所看见的钟表都是将大表盘划分为12等分即所谓的12小时制，而不是24小时制，这是为什么呢？我想可能主要原因是如果在钟表起源时将表盘划成24小时那么每一小时的刻度太小，当时的发明技术精度又不够，这样做成24小时制不仅不便于观察，而且完全没有必要，以至于延续至今一直使用的都是12小时制。

2 齿轮传动比

图1表示一对齿轮的啮合传动。满足正常传动的基本条件是两个齿轮的模数相等，也就是两个齿轮的齿距相等。假设图中，大齿轮为主动轮，齿数为Z1，转速为W1，输入力矩为M1；小齿轮为从动轮，齿数为Z2，转速为W2，输入力矩为M2。在机械表中，传动比i是指从动轮的转速W2与主动轮转速W1之比，他等于主动轮齿数与从动轮齿数之比，即：

i=W2/W1=Z1/Z2

i>1，表示从动轮的转速高于主动轮的转速，属于增速传动；i<1，表示从动轮的转速低于主动轮的转速，属于减速传动。这个规定与普通机械设计相反，其目的是让传动比的数值大于1，便于分析。

齿轮传动的力矩比是指从动轮输出力矩与主动轮输入力矩之比i力，在不考虑摩擦力矩的情况下，力矩比与传动比互为倒数。在升速传动中，从动轮的转速以传动比i为倍数增大，力矩却以1/i为倍数减少。

3 日夜显示机构

3.1 关于日夜显示机构的新的构想

在如今的技术条件下，机械表的精度已经可以达到很高了，那么有没有可以实现24小时制的呢？本文的日夜显示机构就是由此而来。本文讨论的日夜显示机构将一圈1h的60min划成60等分，便于分针的精确指示和准确读数。同时也将24小时制分为两个半圈分别代表白天和黑夜，分别用太阳月亮图案来指示小时。

3.2 日夜显示机构原理

该机构与一般的机心机构相差不大，区别就在于本文讨论的新型机构的时轮通过两个过轮（4）带24小时轮转（5），传动比为0.5，是一种减速运动。其中除分轮（3）和时轮部件（2）外其余涉及零部件均在基板（1）上（详见图2）。

时轮部件（2）12小时转一圈，通过两个过轮（4）带动24小时轮（5）转动。时轮部件（2）和24小时轮（5）模数相同，通过增加1倍的齿数使24小时轮（5）能24小时转1圈。在24小时轮（5）的两边分别对称装上太阳图案（6）和月亮图案（7），这样就能让太阳和月亮过12小时交替工作，达到24小时1d的指示目的（见图2、图3）。

本结构的表盘部分由上表盘（10）和下表盘（9）组成。其中下表盘（9）上印有3圈数字。最外圈是和上表盘（10）拼成一个整盘60min的数字，每格为1min。第二圈是太阳图案（6）指示的白天6点～18点数值，第三圈是由月亮图案（7）指示的晚上18点～6点数值。在图3的走时示意图中可以看见左边6刻度处是太阳图案（6）刚刚从半山升起，表示早上6点；太阳图案（6）在12刻度处表示正午12点，此时看不见月亮图案（7）；太阳图案（6）在右边6刻度处表示下午6点，太阳要下山了，月亮开始出现，此时月亮图案（7）在左边6刻度处；月亮图案（7）在24刻度处表示晚上24点，此时看不见太阳图案（6）。

本结构的24小时轮（5）、过轮（4）和时轮部件（2）都可通过盖片（8）来控制轴向间隙（详见图2）。

4 结 语

本日夜显示机构结构简单，新增零件少，样式新颖，不仅解决了12小时改24小时制不便观察、读数不精确的问题，也能让24小时直观得被读出，同时指示图案的多样性也为机心增添了趣味性。

参考文献

[1]CLOIE灵感无重感.cloie专题-手表的历史[A].2011，09.

[2]首席知识官.2010年国内钟表行业深度分析报告[DB/OL].2011，2.

收稿日期：2018-3-23

作者简介：吴焱萍，女，本科，研究方向为机械表。