王进龙

机械式钟表在历经一九七Ｏ年代石英革命的重大挫败之後又再度复苏，最大的因素应归於人们对於纯粹机械律动的美感所怀抱著一种诗意的情怀∶无形的机械能量在各式精巧的齿轮或零组件加以传输转换，成为人们能够以肉眼辨识、以逻辑理解的符码，无疑的，这正是机械钟表最扣人心弦之处。在介绍过提供机械式钟表正确频率的擒纵系统，以及负责转换能量的上链与发条机制之後，这次的钟表教室单元我们将要进入钟表运作原理的最後一个步骤，也就是将无形的机械能量转换成为可以读取的时间形式的重要媒介—齿轮系。

    这张示意图可以说明机械机芯动力的流向、传输顺序，可以发现发条盒、中心轮、第三车、秒针轮、擒纵轮是以轮齿接轮轴的连接方式依次升高齿轮转速，如此一来由发条释放所输出的动力便依次递减。当动力传输到擒纵机制时，平衡轮在平衡弹簧的控制下会规律地来回摆动，以控制时、分、秒针的运行速度。

齿轮系的运作原理—1∶传输与变速
     在机械原理中齿轮的主要作用为改变运动方向或运转速度，钟表机芯将齿轮的这项特性加以运用所设计出来的齿轮系，其最主要的功能有两项∶第一项是将发条所输出的力量传输至擒纵系统调速并将能量递减至可供利用的范围。由於发条释放所产生的能量相当大，直接传输至擒纵系统会造成过大的冲击而对机件产生耗损，根据质能守恒的原理，必须将这股能量经由转化、消耗以缩减至可供擒纵系统运转的范围之内。因此发条释放驱动发条盒後，透过中心轮、第三车、秒针轮、擒纵轮4个变速齿轮将发条释放的动能传输并转化为位能将能量依次递减，使擒纵杆产生推力驱动平衡轮、平衡弹簧规律地来回摆动（简谐运动）以达到调速的目的。

齿轮系的运作原理—2∶换算时间
    其次在发条提供稳定的动力以及擒纵系统提供机械运转正确频率的情况之下，由不同齿数排列组合的中心轮、第三轮、秒针轮是以由慢至快不同的速率运转，可用来呈现时、分、秒，甚至是日期┅┅等不同的时间型态。一般来说位於机芯中央的中心轮通常是用来驱动分针轮以带动分针运转，所以又称为「分针带动轮」，秒针轮则是用来带动秒针。

齿轮系的组成
    一般钟表机芯的发条提供运转所需的动力，经过齿轮组的变速与传输之後，到达擒纵系统进行调速，其中齿轮系所扮演的就是机械能量转换与传输的关键角色。这里所谓的齿轮系是由发条盒、中心轮、第三轮、秒针轮、擒纵轮所组成。此外，为了让指示时、分的指针轴心能够集中在面盘的中心，必须透过两个套筒状齿轮组成∶由中心轮带动连接分针的分针小齿轮「筒车」以及带动时针的时针轮「伞车」，而将分针轮转换至带动时针的时针轮，中间还必须经过分针轮的换算。