机械发条的工作原理

游丝和摆轮组成一个有固定周期的摆，摆动的周期由摆轮的质量、游丝的弹性及长短而决定，调整快慢时实际是调节游丝参加摆动部分的有效长短（在机械钟里可以看得更清楚）。 


摆轮每摆动一次，推动棘叉摆动一次，同时，固定在棘叉上的两个圆销（擒纵器）释放棘轮转动一个齿的位置，这样，发条释放时带动的齿轮系转动因传递到棘轮时，棘轮的转动受到固定周期的摆轮摆动控制（一个一个齿的释放）而以恒定的转速转动，从而准确指示时间。 


但游丝和摆轮组成的摆因摩擦力的存在，同时还要推动棘叉摆动，其能量如不能补充，将很快停下，这能量补充的关键在擒纵器上：棘轮上每个齿的顶端是一个斜面，当擒从器一个圆销释放棘齿，从棘齿上将离开时，发条传递到棘轮上的力量利用棘齿顶端的斜面，将圆销推动，一方面将擒从器另一圆销推向锁定棘轮继续转动的位置，同时推动棘叉，推动摆轮继续向同一方向转动，这样就补充了摆轮的能量，使钟表机构不断工作下去。 


游丝的作用如物理课上地球引力对单摆摆动的作用：当静止摆轮受一力矩作用向某一方向转动时，假定带动游丝收紧，收紧的游丝对摆轮产生一个反向的扩张的力矩，抵抗摆轮转动，当两力矩相等时，摆轮停下并在游丝力矩的作用下反向转动，回到静止点时游丝的力矩为0，但摆轮在惯性作用下继续回转，同时带动游丝继续扩张，并使游丝产生不断增大的反向收紧的力矩，终带动摆轮又回到静止点，并又再带动游丝再次收紧，如此，摆轮的动能转变为游丝的势能，游丝的势能又再转变为摆轮反向转动的动能，这过程不断持续，摆轮如同单摆，不断往复转动。