八音盒关键的动力部分,宁维则也是中规中矩地选择了发条。
占了八音盒内部大概三分之一大小的,是一个螺旋弹簧。这个弹簧对材料质量的要求很高,需要把锻造得当的钢片绕成卷后,盘在盒子里。弹簧片的最外端,有一个类似T型的结构,用来把弹簧固定在壳子上。弹簧的最里端则是一个狭窄的开缝,用来把弹簧悬挂到一个竖直的金属轴上。
这个金属轴,相当于与发条直接相连接。轴的中部,有一个一体式的斜角六齿棘轮。棘轮的外侧,是一个内部有棘爪的水平放置的大齿轮。齿轮的棘爪也是用钢片制成,柔韧而又富有弹性,刚好能够卡住里面的棘齿。
这样一来,斜角的棘轮在上弦时向一个方向旋转,会拨开棘爪,便不会带动齿轮。而在松开发条后,弹簧内储存的能量会带动棘轮向相反的方向旋转。这时的棘轮就会牢牢卡在棘爪之上,顶着齿轮使之开始转动。这便是八音盒获取和释放能量的过程。
接下来,就是动力如何传给发音部分的问题了。
在那个水平大齿轮的外圈,会制作出一排锥形齿。与大齿轮垂直的方向上,有另一个齿轮。垂直齿轮直接与带有凸起的滚筒相连接,齿轮的中心轴附近有一个齿数较少的锥齿轮。这个锥齿轮与水平大齿轮外圈的锥齿相互咬合,由大齿轮的旋转带动垂直齿轮,并最终使得钢桶也旋转起来。
当然,如果只有这个简单的装置,弹簧会迅速松开,导致乐曲播放无比迅速。宁维则仔细地思索了一下,这才回忆起了前世的工匠们是如何解决这个问题的。
他们使用的,是一种叫做调节器的东西,这是一种利用空气阻力来限制齿轮转速的装置。要知道,空气阻力的大小和物体速度的二次方成正比。当调节器旋转的速度达到某个较大的值时,空气阻力也会变得非常大,让调节器的转速保持在某个较高的水平上不再增加。利用这个原理,可以让滚筒在旋转到某个速度后不再变快,音乐就会变得稳定而且动听了。
因为这中间涉及到比较复杂的累乘齿轮组,宁维则计划用到好几个大大小小的齿轮,光计算齿数就算了一炷香的时间。
之前在韩氏工坊时,宁维则就在使用阿拉伯数字进行计算,韩经纶也跟着学了个七七八八。沈四公子画好了小像,正要拿出来给宁维则看。走到她背后时,看着纸上那一堆摸不着头脑的东西,沈斯年便没有打断她的计算。
宁维则感觉到背后有人走了过来,依然坚持着把几个齿轮的计算结果写好后,才扭