Перезаводити годинник кожні 20 хвилин дратує. Вам потрібний годинник, який працює тиждень, а не хвилину. Рішення у передавальних числах. Створивши коробку передач з високим передатним числом, ви можете сповільнити обертання барабана. Уявіть собі барабан, який обертається кожні шість чи дванадцять годин. Раптом виявляється, що годинник потрібно перезаводити лише раз на тиждень.
Розрахунок простий. Коли передатне відношення барабана з вантажем до колеса анкерного спуску становить близько 500:1, годинник точно відраховує час без постійного втручання. Розглянемо конкретну конструкцію: колесо спуску зі 120 зубами та маятник з періодом півсекунди. Секундна стрілка кріпиться безпосередньо до цього колеса. Передатне відношення кожного колеса у зубчастому стані вантажу складає 8:1. Якщо їх перемножити, вийде загальне передатне відношення 492:1. Для практичних цілей це досить близько до 500:1.
Виготовлення стрілок
Коли секунди починають цокати, потрібні хвилини та години. Нові механізми не потрібні, потрібні лише додаткові шестерні. Підключіть ще одну шестерню з передавальним числом 60:1 до спускового колеса. Прикріпіть хвилинну стрілку до останнього колеса цієї послідовності. Зробіть те саме для годинникової стрілки, але використовуйте передатне відношення 12:1.
Престо. У вас працює годинник. Вони цокають. Стрілки рухаються. Це виглядає складно, але насправді це просто геометрія та важелі.
Однак у цієї базової конструкції є два серйозні недоліки. По-перше, стрілки розташовані на різних осях. Секундна стрілка обертається навколо однієї осі, хвилинна навколо іншої, а годинникова навколо третьої. Це незручно. Годинники вирішують цю проблему, використовуючи трубчасті вали. Вони вибудовують шестірні так, щоб їх приводні вали мали одну центральну вісь. Одна трубка знаходиться усередині іншої. Подивіться будь-який традиційний циферблат. Ви побачите цю вкладену конструкцію. Вона виглядає обережно, бо фізично інтегрована.
Проблема заводки
Друга проблема ігнорувати складніше. Оскільки всі шестерні заблоковані разом, ви не можете завести або налаштувати годинник, не зупиняючи стрілки. Це серйозна проблема зручності використання. Рішення – фрикційна шестерня. Цей механізм дозволяє від’єднати частину зубчастого стану.
Згадайте наручний годинник. Коли ви витягуєте головку для встановлення часу, ви активуєте фрикційний механізм. Він поділяє шестерні заводного механізму та шестерні механізму відліку часу. На схемі вище уявіть, що ви тимчасово видалили маленьку чорну шестерню із зубчастого табору. Ви виймаєте її, щоб завести годинник. Ви повертаєте її на місце, щоб годинник працював. Ця проста процедура вирішує проблему встановлення часу, не впливаючи на точність ходу.
П’ять частин годин
Легко заплутатися в латуні та пружинах. Але якщо зняти корпус, маятниковий годинник виявляється дуже простим. Існує лише п’ять основних компонентів. Зрозумійте їх, і решта лише деталі.
- Вантаж або пружина : Це джерело енергії. Він забезпечує потужність для обертання стрілок. Без нього годинник «мертвий».
- Зубчастий стан вантажу : Це шестерні з високим передатним числом, які збільшують хід барабана з вантажем. Це гарантує, що вам не доведеться постійно перезаводити годинник.
- Анкерний спуск : Це серце керування. Він складається з маятника, якоря та колеса спуску. Він точно контролює звільнення енергії від вантажу. Немає спуску – немає відліку часу.
- Зубчастий стан стрілок : Він знижує швидкість. Він гарантує, що хвилинна та годинна стрілки обертаються з правильною швидкістю. Секунди за хвилину, хвилини за годину.
- Механізм регулювання : Він відключає, прослизає або блокує передачу. Це дозволяє перезаводити годинник та регулювати його, не зупиняючи внутрішню логіку відліку часу на невизначений термін.
Коли бачите ці деталі, складність зникає. Годинник простий. Принаймні так здається.
