擒纵轮俗称骑马轮。
擒纵机构的主要组成零件。工作时,擒纵轮通过卡瓦给振动系统补充能量,同时被卡瓦周期性的挡住和放开。每个振动周期中只能转过一个齿,以实现等时的间歇传动。擒纵轮是擒纵机构中的一个组成部分,整个擒纵机构由擒纵轮、擒纵叉及游丝摆轮组成,擒纵机构的典型应用为手表,它实现了动力的缓慢释放。
工作条件及材料选择
表机的擒纵机构由擒纵轮、擒纵叉和双图扭组成,如图《表机的擒纵机构》所示。擒纵轮工作时以一定的转速有节奏地间隙地冲击着叉瓦,把发条的恢复力矩传递给摆轮游丝系统,使摆轮在摆动时由于摩擦等阻力而散失的能量得到补充,保持机构正常工作;反过来擒纵轮又受摆轮游丝系统额定周期的控制,使它在每一周期中转过一齿,这样,传动系统中的齿轮也就相应地保持一定转速,从而达到准确地计量时间。
尽管擒纵轮所传递的力矩不大(约0.2克·毫米),但它是单向运动,传递力矩的方式是冲击,和叉瓦相碰时抟触州积小,运动的灵敏度和准确性要求很严格,因此擒纵轮在工作时应具有一定的硬度和耐磨性,较好的冲击韧性,较高的尺寸精度通常要求维氏硬度为HV 630±30,而且热处理后基本上不变形,无氧化和脱碳。
擒纵轮片的直径为5.46毫米,厚度仅有0.23毫米,周围均匀地分布着15个齿,常采用冷冲方法成型。因此,除要求有优良的使用性能外,还必须具有良好的冲压性能和切削性能。
根据擒纵轮的机械性能和工艺性能的要求,一般均选用高碳钢制造。国产的有T10A,进口的有14P,均以钢带供应。
加工工艺
擒纵轮和其他齿轮的热处理主要也是淬火和回火,但在冲压和滚齿过程中,可能产生较大的内应力,使零件在随后工序中的变形增大,因而应进行消除应力退火。
1、消除应力退火
如在滚齿前进行退火,退火温度可选在400~450℃左右,保温1~2小时。温度过高,则产生再结晶,降低硬度,使滚齿困难。如在滚齿后退火,退火温度可提高至650、700℃。为防止氧化和脱碳应在保护气体炉中进行加热。如米用复合模等办法减少冲压时的内应力,此类退火可省略。
2、淬火
目的是提高硬度和耐磨性。淬火温度控制在780—790℃,保温3分钟左右,在熔融状态(110~120℃)的石蜡中等温淬火,加热时通保护气体。淬火后得到
隐晶马氏体和未溶的渗碳体组织,零件表面光亮,无氧化和脱碳、无变形。
3、初次回火
按照擒纵轮的加工工艺流程安排,淬火后的轮片还需要反复几次地进行磨加工和串光,如果淬火后将零件直接回火到所规定的硬度(HV630±30),则串光时毛刺不易去掉;若淬火后不回火就直接进行磨加工,又会因韧性不足而发生断齿,因此在淬火后必须先进行一次约180℃45分钟的低温回火。其作用是既减少淬火脆性,使之便于磨加工,又不使硬度降低太多(约V770~780)以利于串光去毛刺,这种回火叫做初次回火。有的表厂除擒纵轮外,对过齿轴、秒齿轴、擒纵齿轴、快慢针,外桩环、立轮、离合轮,拨针轮等零件,为了同样的目的也进行初次回火。
4、终回火
根据硬度要求,回火温度应选270—280℃,保温30~45分钟后空冷。回火的加热和冷却均在通保护气体的罐中进行。
擒纵轮性能
擒纵轮部件简称擒纵轮,由擒纵轮片和擒纵齿轴铆合而成。擒纵轮片和擒纵齿轴都是钢质的。擒纵轮片有15个齿,齿形尖薄,硬而光滑。齿的突出端面叫离端,离端的内面叫齿背,离端的外面叫冲面,离端的反面是锁面,锁面与冲面相交处为锁端。擒纵轮的每个齿尖都作用在叉瓦光滑的斜面上,使叉瓦左右摆动,起着控制手表运行速度和保持摆的运转的作用。
擒纵轮的齿数
擒纵轮齿数增大,则轮齿的角节距减小。这样,当落角一定时,
擒纵机构的效率将降低。此外,增大擒纵轮齿数将使齿宽角和瓦宽角减小,这样。特别是对于小型的钟表机构。将使擒纵轮和擒纵叉的工艺性变坏。
在一般的钟表中,由秒轴到擒纵轮轴通常用一对齿轮。这样,当摆轮游丝系统的振动圈期一定时.擒纵轮齿数越小,则擒纵轮轴到秒轴的传动比较大。如果擒纵轮齿数过小,则当擒纵轮轴齿齿数一定时,秒轮片的齿数将很大。在秒轮片外廓尺寸受到限制的情况下,就需减小秒轮片齿的模数,这将增加轮齿加工上的困难。
对于摆轮游丝系统振动周期为0.4秒左右的钟表,擒纵轮齿数通常取为15。摆轮游丝系统振动周期较小的钟表,例如振动周期为0.25秒左右时,擒纵轮齿数有时取为20或21。