从陕北到星辰大海

第107章 齿轮咬合的时代

学堂那间宽敞而略显陈旧的大教室,今夜第一次被如此稠密而温暖的光晕所充满。数十盏陶碟油灯沿着粗糙的木桌次第排开,跳跃的橘黄色火苗连缀成一片氤氲的光海,柔和地舔舐着墙壁,将人影拉得悠长而模糊。

光晕的核心,是那块用灶底烟灰混着胶水涂刷而成的漆黑“黑板”,上面用白色石笔勾勒出的图案,此刻显得分外清晰而怪异——那些饱满的圆、压扁的椭圆、边缘带着细密锯齿的轮盘、以及连接彼此的笔直或弯曲的连杆,构成了一种沉默而充满暗示的语言。

韩师傅,这位往日里只与刨花和墨线打交道的木匠班头,此刻挺直了有些佝偻的脊背,站在由两张方桌拼成的简易讲台后。

他手中那根充当教鞭的物件,不过是他用了多年、边缘已被磨得溜光的硬木直尺。尺尖此刻正点着黑板上最为繁复的那幅图示,微微颤动,仿佛在传递着某种无声的急切。

“都把眼珠子瞪圆了,瞧仔细喽,”

他的嗓音因连日讲解而略带沙哑,却有一种穿透嘈杂的力量,“大齿轮咬着小的,小的就转得飞起;反过来,小的推着大的,那股子劲儿就变得沉甸甸的。这道理,就叫‘变速传动’!”

台下挤挤挨挨坐着的,并非寻常学子,而是新家峁各个工坊里顶梁立柱的人物,人人手上都带着洗不掉的行业印记。

孙铁匠,膀大腰圆,蒲扇般的大手无意识地相互搓揉着,掌心里铁砧与锤柄磨出的老茧发出轻微的沙沙声,他眉头紧锁,仿佛那些线条和圆圈是某种需要锤打的顽铁。

周小福,年轻的篾匠,眼睛瞪得溜圆,一眨不眨地盯着那层层咬合的齿轮图,清秀的脸上写满了困惑与好奇,手指在膝上不自觉地下意识比划着编织的动作。

角落里,须发花白的老石匠胡,干脆抱着胳膊,阖上了眼皮,鼻腔里发出轻微的鼾声的变调——在他看来,这些纸上谈兵的弯弯绕,远不如他手中那柄钢钎对着青石实实在在的一凿来得通透明白。

“韩师傅,”

老胡终究是耐不住这份他认为是故弄玄虚的寂静,猛地睁开眼,粗声打破了课堂的沉闷,“您老唾沫星子飞了这半晌,俺们耳朵都快听出茧子来了。您就撂句实在话,这鬼画符似的玩意儿,到底能顶啥用?是能让石头自己开花,还是能让铁水自己成器?”

所有的目光,包括那些飘忽走神的,此刻都像被绳子牵住一般,唰地投向了讲台。韩师傅没有立刻回答,而是将目光转向了窗边那个一直沉默的身影。

李健就坐在那里,半张脸隐在油灯光影的边界,显得平静而深邃。感受到众人的注视,他缓缓起身,步履沉稳地走到黑板前。

他没有言语,只是拿起半块粗糙的毡布,擦掉了图示中最为复杂纠缠的那一半,留出一片空旷的漆黑。

然后,他捡起一截白色石笔,手腕稳定地移动,重新画下两个简洁的圆,一大一小,紧密相依,小圆延伸出一根线条,末端是一个敦实的锤头形状。

“就拿咱们河边那台水力锤来说。”

李健的声音不高,甚至有些平淡,却像一块投入潭水的石子,瞬间让整个教室的窃窃私语平息下去。

他指尖点着那个大圆,“锤头重,要的是沉甸甸的力气,而不是轻飘飘的快。所以,水轮机转起来,先带动这个大齿轮,”

他的指尖滑向小圆,“大齿轮再推动这个小齿轮,小齿轮连着凸轮——这么几道转下来,速度一阶一阶慢下去,那股子劲儿却一节一节涨起来,最后传到锤头上,才能‘咚’地一声,结结实实砸下去,力透铁胚。”

他停顿了一下,让这意象在工匠们的脑海中沉淀。

接着,他在旁边又画了一组:同样是水轮起始,却连接了大小迥异的齿轮组合,最终延伸向一个轻盈飞旋的纺轮轮廓。

“那要是纺纱呢?”

李健的目光扫过台下几个负责纺织的妇人,“要的是麻线抽得飞快,而不是多大的力气。同样一股水,流过同样的轮子,只要中间换上一套不同的齿轮咬合,最后出来的,就是能让纺轮呜呜转成一片白影的巧劲。”

“啪!”

一声清脆的拍击声炸响,孙铁匠猛地一掌拍在自己厚实的大腿上,震得旁边人一哆嗦。

他铜铃般的眼睛瞪得滚圆,脸上因为恍然大悟而泛起红光:“闹了半天,是这么个调调!就是……就是给那股水劲儿拧上个龙头,想让它慢点出憨力就拧紧点,想让它快点使巧劲就松快点!是这理儿不?”

仿佛一块坚冰被铁锤砸开,满屋子工匠的眼睛骤然被点燃了。困惑的迷雾迅速消散,取而代之的是一种炽热的明悟。

原来那些沉默的木疙瘩、铁坨坨,它们咬在一起嘎吱转动,并非杂乱无章,其底下竟藏着如此分明的道理!交头接耳的声浪轰然腾起,夹杂着兴奋的比划和粗豪的笑骂。

老胡也不瞾眼了,摸着下巴上的硬茬,盯着黑板上的简图,喃喃道:“有点意思……这劲儿,还能像分家当似的,你多我少地安排?”

这场深夜里的“技术研讨会”,绝非一时兴起的空谈。它的种子,早在春耕过后那忙碌得喘不过气的日子里就已埋下。

河边的水力锤日夜不息,沉重的夯击声成了新家峁新的脉搏,工匠们在最初的狂喜过后,却渐渐品出一丝不足:砸铁胚、碎矿石这类重活,它干得虎虎生风;可到了需要精细拿捏的轻巧活计,它那笨拙而单一的巨力就显得格格不入,人们还是得挽起袖子,依靠自己灵巧但易疲的双手。

李健看在眼里,心中盘算:如果能教会这股水力“看菜下碟”,让它既能重锤轰击,也能巧指拨捻,那么新家峁众多宝贵的人力,便能从重复的体力消耗中解脱出来,去从事更需要智慧与经验的精细劳作。

于是,“传动研究组”应运而生。

韩师傅以其木工之首的威望和对结构的天然理解被推为领衔;

孙铁匠掌管“力”的范畴,一切与强度、锻造相关的难题归他琢磨;

心思活络、对材料敏感的周小福负责“料”,寻找合适的木、铁、绳、胶;

而最出人意料的,是少年李定国的加入——这个在学堂课上展露出惊人天赋的年轻面孔,平时沉静少言,可一旦面对那些齿轮啮合的图谱,眼神便亮得惊人,仿佛那不是机械图,而是蕴含天地至理的阵法兵书,让他沉迷其中,难以自拔。

头一桩事:拆。

拆的是河边那台最老的水力锤。工匠们围着它,像郎中解剖尸体。韩师傅量齿轮齿数,孙铁匠测轴粗,李定国拿沙漏计转速。周小福摸着齿轮上磨平的齿牙,嘀咕:“这得浪费多少劲儿。”

数据记了满满三页纸。夜里,李健在油灯下教他们算:“这叫传动比,齿数多的转得慢;这叫效率,传过去的劲儿总要打折扣。”

孙铁匠盯着算出来的数皱眉:“这么说,水轮机出一百斤的力,到锤头只剩五十斤?那一半哪儿去了?”

“摩擦吃了,振动散了,齿轮咬不紧漏了。”李健说,“所以得改。”

改就从齿轮开始。韩师傅带着木工队,用新打的钢刻刀雕齿轮。齿形从直愣愣的方齿,改成带弧度的“渐开线齿”——那是李健凭着前世记忆画的,像花瓣边缘的曲线。新齿轮咬上时,声音从“咔哒咔哒”变成“嗡嗡”轻吟。

孙铁匠打了铁轴套,套在木轴上。又熬了锅怪味的油——牛油混硫磺,臭是臭,抹上后轴转起来轻快多了。

改完再试,同样一股水,锤头起落快了两成。老胡摸着被锤得更平整的铁坯,喃喃:“这学问……真管用。”

李健又抛出新点子:“能不能用皮带传力?或者铁链?”

韩师傅试了牛皮带,滑;试了麻绳,抻。最后用三股麻绳编成辫子,浸透鱼鳔胶,晾干后硬中带韧。这“绳带”连上水轮和远处的磨盘,居然成了。虽然隔三差五得紧一紧,可毕竟能把力传到十步外。

铁链的尝试则艰难得多。

孙铁匠带着徒弟,光着膀子在炉前忙活了整整三天,打出数百个椭圆形铁环,再一个个铆接起来,做成一条五尺来长的粗重铁链。

然而,当它被满怀期待地套上齿轮尝试传动时,发出的却是“哗啦啦——哐啷哐啷”的巨大噪音,沉重而不灵活,活像拖曳囚犯的冰冷镣铐,不仅效率低下,对齿轮的磨损也异常剧烈。

李健观察后摇了摇头:“链条传动,对链环的强度、铰接的精度要求太高。我们现在的铁料和工艺还差得远。这个念头,先记下,等咱们有了更好的钢再说。”

最让所有工匠感到匪夷所思、甚至有些目眩神迷的,是李健提出的“变速箱”概念。当他在黑板上画出一个方匣子的剖视图,里面嵌套着几组不同大小的齿轮,外部则伸出一根可以拨动的杆子时,教室里一片寂静。

“有了这个东西,”李健的教鞭点在那个神奇的匣子上,“一台水轮机,就能在不同的时辰,干不同的活计。上午需要重锤锻铁,就拨到慢挡,让力量沉下去;下午需要纺纱捻线,就换到快挡,让速度提起来;傍晚需要碾磨谷物,或许还有个中速挡可用。就像驾驭马车,平路用快马,上坡换壮马,根据需要,随时调换。”

工匠们面面相觑,消化着这个近乎天方夜谭的想法。韩师傅喉结上下滚动了好几次,才艰难地发出声音:“这……这匣子真能做得出来?里面的齿轮自己会跳槽换位?”

“不做,怎么知道不行?”李健的回答只有简单的两个字,却重若千钧。

试验场选在了河滩边临时搭建的工棚里。

首先进行的是模型验证。木匠们选用硬木,精心制作了一个只有巴掌大小的微型变速箱模型,用手摇动输入轴,然后拨动外部的木质拨杆——里面的小齿轮确实能在巧妙的滑槽设计下,与不同的齿轮组啮合或分离,从而实现“换挡”。

然而,问题也随之暴露:在有力矩负载的情况下换挡,模型内部会发出令人牙酸的“嘎嘣”声,甚至有两次,小巧的木齿轮承受不住切换时的冲击,崩飞了出去,在工棚的泥地上滴溜溜打转。

“力没断开,硬碰硬,肯定不行。”李健蹲在散架的模型前,手指无意识地拨弄着那些精巧的小零件,陷入了沉思。突然,他眼睛一亮,如同星火划过夜空:“得在换挡之前,先让两边的连接‘脱开’!我们需要一个‘离合器’!”

他立刻用两个扁平的木圆盘进行试验:一个木盘固定在水力输入轴的末端,另一个木盘则通过滑键安装在同一根轴上,可以沿轴向前后滑动。

一条经过鱼鳔胶处理的麻绳,以一种特殊的方式缠绕在两个木盘的边缘。

当需要传递动力时,拉紧麻绳,两个木盘被紧紧压合在一起,摩擦力使之共同旋转;当需要断开动力以换挡时,松开麻绳,两个木盘自然分离,输入的动力便不再传递到后面的齿轮组。这个装置土得掉渣,原理简单到近乎原始,但它确实有效地解决了“动力切断”这个关键问题。

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