这处院落,门口挂着「机巧房」的牌子。
与铸铜坊的热火朝天不同,这里安静得能听到自己的心跳。院内是一座三层高的木楼,窗明几净。
楼内,十几名年纪各异的匠人,正各自伏在案前,借着从窗户透进来的明亮天光,专心致志地打磨着手中的零件。
严振放轻脚步,领着杨九狼走上二楼。
二楼中央,摆放着一个巨大的、半成品的机械装置。
它由众多青铜和熟铁打造的齿轮、连杆、轴承交错组成,结构之复杂,令人眼花缭乱。
“这是……观星之器?”徐燕跟在后面,忍不住低声惊叹。
“此乃「乾坤仪」,确有观星之用。”一个声音从旁边传来。
说话的是一名中年文士,他穿着工部的吏员服饰,但气质儒雅,手中正拿着一张图纸,在和旁边的老匠师讨论着什么。
他叫张何,是工部的主事,也是这架乾坤仪的总设计师。
他口中的乾坤仪应该是一种简化版的「浑天仪」。
“张主事。”严振与他打了声招呼,然后介绍道,“这位是杨九狼,杨县子。”
张何对杨九狼点了点头,算是打过招呼,随即又将注意力转回到眼前的难题上。
他指着乾坤仪上一组互相啮合的齿轮,对严振苦笑道:“尚书大人,又卡住了。”
严振走上前,拿起那组出了问题的齿轮。那是一大一小两个青铜齿轮,每一个轮齿,都是由匠人手工用锉刀一点点磨出来的。
“还是老问题?”严振问。
“是。”张何叹了口气:
“单个齿轮,看着都天衣无缝。但只要一联动,转不上三圈,就开始错位、卡顿。我们检查了数遍,轴心没有偏,尺寸也对得上。可它就是……不顺。”
说着,他亲自摇动旁边的一个手柄,试图驱动那组齿轮。
‘咯…咯吱…铛!’
大齿轮带动小齿轮,艰难地转动了不到半圈,两个齿轮的轮齿就死死地卡在了一起,发出一声刺耳的金属摩擦声,再也动弹不得。
这类问题,杨九狼在制造车床的时候便遇过。
主要原因在于齿形曲线不标准和加工精度过低。手工锉磨无法保证每个轮齿的曲面完全一致。
当多个齿轮联动时,微小的误差会累积放大,导致应力集中和运动干涉,最终卡死。
标准的传动齿轮需要采用渐开线齿形,才能保证传动比恒定,且对中心距误差不敏感。
上面的机械理论,对眼前的这群工匠来说、自然是没有概念。
杨九狼伸出手,轻轻抚过一个轮齿的侧面。他的指腹能清晰地感觉到上面细微、不规则的凹凸和锉痕。
“杨县子,可有高见?”张何见他看得认真,便忍不住问了一句。
他虽然性情高傲,但也是个纯粹的技术狂人。他听闻杨九狼打造出各种车床,于是不耻下问。
关于齿轮,那是一个极其庞大且复杂的学科,杨九狼没有直接给张何讲解其中的原理。
他收回手,目光在周围扫了一圈,最后落在张何手中的图纸上。
“借纸笔一用。”
“来人,取纸笔来!”张何立刻吩咐。
很快,一名小吏捧着一个木盘快步走来。盘中放着的,并非寻常的麻纸与毛笔,而是一张洁白的纸,和一支削尖了的铅笔。
严振在一旁解释道:“杨县子,这白纸是在京城买的,而铅笔是老夫上次向你讨要的。”
“京城有白纸卖啦?”杨九狼略感意外,看来萧霆的动作不慢。
“半个月前就有了,”旁边的张何接过话头,白纸对他这种老工匠的帮助非常之大:
“只是价钱不菲,我是用了三十二文一张的高价,从「黄牛」手中抢到的。听闻杨县子也能造此物,莫非……”
“京城的白纸并非我所造。”杨九狼摇头,没有多言。这是他与萧霆之间的商业机密。
说完,他接过纸笔,环顾四周,又道:“还需一把直尺,一个圆规。”
“圆规?”张何一愣,这是营造、绘图常用的工具,机巧房里自然不缺。他立刻让人取来一套铜制的绘图工具。
杨九狼将白纸铺在旁边一张平整的案几上,用镇纸压好。
周围的匠人们都围了过来,连严振和张何也屏息静气,想看看这个年轻人到底能弄出什么玄虚。
只见杨九狼先用直尺在纸上画出两条相互垂直的基准线。
接着,他拿起圆规,以两条线的交点为圆心,画了一个圆。这个圆,在001的辅助下,不大不小,正好是他脑中计算出的齿轮基圆。
基圆是形成渐开线的根本。所有渐开线都由一条直线沿其基圆作纯滚动时