高級(jí)機(jī)械原理——全動(dòng)畫圖解

（2011年1月27日從秦華云的QQ空間轉(zhuǎn)載到本人QQ空間）

    當(dāng)時(shí)看到原來我公司的一位總編轉(zhuǎn)載了一篇很有意思的多幅機(jī)械動(dòng)畫，源自作者秦華云的QQ空間，到目前為止的轉(zhuǎn)載量已經(jīng)達(dá)7.37萬人次，的確很有特色，其內(nèi)容深深吸引了我這個(gè)學(xué)工科、曾經(jīng)在首鋼搞了16年電氣傳動(dòng)的人。

    咱也把它轉(zhuǎn)載到自己的空間或博客里保留欣賞。不過我把各個(gè)標(biāo)題換到了動(dòng)畫的上面，對(duì)部分文字做了修改和增添，個(gè)別動(dòng)畫出現(xiàn)的順序也作了調(diào)整，最后游泳的動(dòng)畫與此“機(jī)械原理”的主題不算貼切，就給刪去了——所以此文現(xiàn)與原作略有區(qū)別，特此聲明在先。

    一、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)原理

    原作者在這里基本上引用了“百度百科”的名片內(nèi)容，全文是——

    斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（Stirling engine）是英國(guó)倫敦的牧師羅巴特·斯特林（Robert Stirling）于1816年發(fā)明的，并以此命名。

    斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是一種獨(dú)特的熱機(jī)，因?yàn)樗碚撋系男蕩缀醯扔诶碚撟畲笮?，稱為“卡諾循環(huán)效率”。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。

    它是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣（或氦）作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹后的氣體又在冷氣室里被冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過程。

    二、下面這個(gè)也是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，左面在加熱，右面在冷卻
　　

    三、下面的動(dòng)畫也是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)原理
　　　　　

    四、下面這個(gè)是二沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)

    五、這個(gè)也是二沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)

    六、這臺(tái)大家伙還是二沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)

    七、下面的內(nèi)燃機(jī)就是四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)了，看看它與二沖程內(nèi)燃機(jī)有什么不同

    八、又是一臺(tái)四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，數(shù)字顯示四個(gè)沖程：1吸氣，2壓縮，3作功，4排氣

    九、下面也是四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，清晰顯示了控制氣門的凸輪結(jié)構(gòu)

    十、活塞汽缸水平對(duì)置式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，動(dòng)畫里是四個(gè)汽缸，俗稱四缸發(fā)動(dòng)機(jī)

　　十一、活塞汽缸直列形式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，也是四缸
 　　　　

    十二、下面這臺(tái)就是所謂“V型排列”活塞汽缸的六缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)

    十三、螺旋槳飛機(jī)的活塞式星形發(fā)動(dòng)機(jī)，這里是五個(gè)汽缸（汽缸最多可達(dá)15-24個(gè)），迎風(fēng)冷卻效果很好

    十四、上面的十三張圖都是“活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)”，運(yùn)行中有比教大的震動(dòng)，因此人們發(fā)明了一種取消活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)，直接驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，下面是“奎西發(fā)動(dòng)機(jī)”的單缸示意圖

    十五、已經(jīng)很常見的“三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”，在小型汽車中有的采用這種類型的動(dòng)力裝置

　  
　  十六、下面也是三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，細(xì)節(jié)看得更清楚

    十七、雙涵道渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)，推力非常大，民航飛機(jī)和運(yùn)輸機(jī)都采用這種動(dòng)力

    十八、普通的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，早期的二代作戰(zhàn)飛機(jī)上幾乎都用它
　　

　　
 十九、下面是所謂“馬耳他十字機(jī)芯”，它不是發(fā)動(dòng)機(jī)，但屬于經(jīng)典的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
　　
　

    二十、下面畫的是工業(yè)革命的鼻祖——瓦特的蒸氣機(jī)，蒸汽機(jī)屬于“外燃式”發(fā)動(dòng)機(jī)，這張動(dòng)畫是典型的蒸汽機(jī)車偏心連桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

    二十一、下面是蒸氣活塞泵（直線運(yùn)動(dòng)）的工作原理

    二十二、下面是蒸汽活塞泵（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）的工作原理，二沖程內(nèi)燃機(jī)的汽缸就是模仿它而發(fā)明出來的

    二十三、汽車手動(dòng)變檔器，標(biāo)準(zhǔn)的一停四進(jìn)一倒

    二十四、汽車萬向節(jié)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以按照一定的斜角度改變傳動(dòng)軸所傳遞動(dòng)力的方向

    原作者下面又跟了一些其它的動(dòng)畫，也很有意思

    二十五、1835年美國(guó)人繆爾?柯爾特發(fā)明的左輪手槍，每擊發(fā)一彈，轉(zhuǎn)鼓要轉(zhuǎn)動(dòng)一次，獲得英國(guó)專利

    二十六、奧地利發(fā)明的“槍管短后坐式”格洛克手槍

　　二十七、下面一張是槍機(jī)撞針擊發(fā)子彈的原理

    二十八、這個(gè)也是槍機(jī)撞針擊發(fā)子彈的原理

　　
　  二十九、下面這個(gè)動(dòng)畫里的馬克沁重機(jī)槍子彈穿過飛機(jī)螺旋槳的發(fā)明，叫做“射擊協(xié)調(diào)器”，它的發(fā)明有一段很好玩的故事。

    早期戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)頭前方同時(shí)安裝著螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)槍，駕駛員要靠機(jī)頭瞄準(zhǔn)具對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，所以子彈必須穿越螺旋槳的空襠射擊，否則就會(huì)打壞自己的木制螺旋槳。

    首先是瑞士人開始在螺旋槳上直接包裹裝甲，但是這種做法十分危險(xiǎn)，一些子彈會(huì)被槳葉打得四處亂蹦。1914年12月，法國(guó)飛行員羅蘭德·加洛斯（Roland Garros）在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，在包裹裝甲的螺旋槳葉上加裝了鋼制的楔形導(dǎo)板，稱為“偏轉(zhuǎn)片系統(tǒng)”。在一部分機(jī)槍子彈擊中槳葉時(shí)，導(dǎo)板可以擋開子彈使其偏轉(zhuǎn)方向，不至于損壞槳葉，也不會(huì)危及駕駛員安全；而另一部分子彈就穿過螺旋槳打出去了。不過這樣有近一半的子彈被自己的螺旋槳打偏而浪費(fèi)掉。

    對(duì)手德國(guó)人最初摸不著頭腦，他們無法想象法國(guó)人如何讓子彈穿過高速旋轉(zhuǎn)的槳葉。可巧1915年4月18日，加洛斯自己的莫拉納·索爾尼埃L型戰(zhàn)斗機(jī)不幸被地面火力擊中，迫降在德國(guó)占領(lǐng)區(qū)。為德國(guó)工作的荷蘭著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師安東尼·福克（Anthony Fokker），根據(jù)俘獲的偏轉(zhuǎn)片系統(tǒng)，從而獲得靈感，把機(jī)槍與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)起來，發(fā)明了在槳葉與機(jī)槍之間使用凸輪連桿機(jī)構(gòu)的“射擊協(xié)調(diào)器”。它的原理很簡(jiǎn)單，就是確保在螺旋槳轉(zhuǎn)到空襠的一瞬間把機(jī)槍子彈射出去，“見縫插針”，子彈有足夠的速度和精準(zhǔn)度穿過飛快旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，這真是個(gè)天才的發(fā)明！

    射擊協(xié)調(diào)器被安裝在德軍的“福克E型”戰(zhàn)斗機(jī)上，給協(xié)約國(guó)制造了一場(chǎng)在一戰(zhàn)空戰(zhàn)期間著名的“?？藶?zāi)難”。曾經(jīng)有一篇文章《穿過螺旋槳的火焰》專門介紹過這玩意兒。

    三十、海軍大口徑艦炮彈藥裝填系統(tǒng)，這可是目前沒有彈殼的“彈頭與藥包分離”式大型火炮的通常原理哦

    三十一、縫紉機(jī)雙面縫合的原理，可以清晰地看到縫紉針與梭床是如何配合運(yùn)動(dòng)的

　　三十二、這張也是縫紉機(jī)的縫合過程，知道兩層布是怎么被機(jī)器縫到一起了吧

    三十三、電動(dòng)機(jī)三相定子繞組的勵(lì)磁、繞組、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是這樣對(duì)應(yīng)的

    三十四、橢圓規(guī)，這是畫橢圓的專用工具，它通過兩個(gè)滑塊的水平運(yùn)動(dòng)形成了一條橢圓形的軌跡

    三十五、下面是幾例繩扣的結(jié)法，其實(shí)在起重搬運(yùn)以及航海（海軍）中應(yīng)用的各種繩扣有幾百種呢