一 : 复杂的机械 简单的原理(动画演示)

复杂的机械 简单的原理
射钉枪原理：按下扳机可看动画

二 : 高级机械原理——全动画图解

高级机械原理——全动画图解

当时看到原来我公司的一位总编转载了一篇很有意思的多幅机械动画，源自作者秦华云的QQ空间，到目前为止的转载量已经达7.37万人次，的确很有特色，其内容深深吸引了我这个学工科、曾经在首钢搞了16年电气传动的人。

咱也把它转载到自己的空间或博客里保留欣赏。不过我把各个标题换到了动画的上面，对部分文字做了修改和增添，个别动画出现的顺序也作了调整，最后游泳的动画与此“机械原理”的主题不算贴切，就给删去了——所以此文现与原作略有区别，特此声明在先。

一、斯特林发动机原理

原作者在这里基本上引用了“百度百科”的名片内容，全文是——

斯特林发动机（Stirlingengine）是英国伦敦的牧师罗巴特·斯特林（RobertStirling）于1816年发明的，并以此命名。

斯特林发动机是一种独特的热机，因为它理论上的效率几乎等于理论最大效率，称为“卡诺循环效率”。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。

它是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动，膨胀后的气体又在冷气室里被冷却，反复地进行这样的循环过程。

　

二、下面这个也是斯特林发动机，左面在加热，右面在冷却
　　

三、下面的动画也是斯特林发动机原理
　　　　　

四、下面这个是二冲程内燃发动机

五、这个也是二冲程内燃发动机

六、这台大家伙还是二冲程内燃发动机

七、下面的内燃机就是四冲程内燃发动机了，看看它与二冲程内燃机有什么不同

八、又是一台四冲程内燃发动机，数字显示四个冲程：1吸气，2压缩，3作功，4排气

九、下面也是四冲程内燃发动机，清晰显示了控制气门的凸轮结构

十、活塞汽缸水平对置式的内燃发动机结构，动画里是四个汽缸，俗称四缸发动机

　　十一、活塞汽缸直列形式的内燃发动机结构，也是四缸
　　　　

十二、下面这台就是所谓“V型排列”活塞汽缸的六缸内燃发动机

　

十三、螺旋桨飞机的活塞式星形发动机，这里是五个汽缸（汽缸最多可达15-24个），迎风冷却效果很好

　

十四、上面的十三张图都是“活塞往复式发动机”，运行中有比教大的震动，因此人们发明了一种取消活塞的发动机，直接驱动发动机转子，下面是“奎西发动机”的单缸示意图

十五、已经很常见的“三角转子发动机”，在小型汽车中有的采用这种类型的动力装置

　
　十六、下面也是三角转子发动机，细节看得更清楚

　

十七、双涵道涡轮风扇航空发动机，推力非常大，民航飞机和运输机都采用这种动力

十八、普通的涡轮喷气发动机，早期的二代作战飞机上几乎都用它
　　

　　
十九、下面是所谓“马耳他十字机芯”，它不是发动机，但属于经典的机械传动结构
　　
　

二十、下面画的是工业革命的鼻祖——瓦特的蒸气机，蒸汽机属于“外燃式”发动机，这张动画是典型的蒸汽机车偏心连杆传动结构

二十一、下面是蒸气活塞泵（直线运动）的工作原理

二十二、下面是蒸汽活塞泵（旋转运动）的工作原理，二冲程内燃机的汽缸就是模仿它而发明出来的

二十三、汽车手动变档器，标准的一停四进一倒

二十四、汽车万向节传动结构，可以按照一定的斜角度改变传动轴所传递动力的方向

原作者下面又跟了一些其它的动画，也很有意思

二十五、1835年美国人缪尔•柯尔特发明的左轮手枪，每击发一弹，转鼓要转动一次，获得英国专利

二十六、奥地利发明的“枪管短后坐式”格洛克手枪

　　二十七、下面一张是枪机撞针击发子弹的原理

二十八、这个也是枪机撞针击发子弹的原理

　　
　二十九、下面这个动画里的马克沁重机枪子弹穿过飞机螺旋桨的发明，叫做“射击协调器”，它的发明有一段很好玩的故事。

早期战斗机的机头前方同时安装着螺旋桨发动机和机枪，驾驶员要靠机头瞄准具对准目标，所以子弹必须穿越螺旋桨的空裆射击，否则就会打坏自己的木制螺旋桨。

首先是瑞士人开始在螺旋桨上直接包裹装甲，但是这种做法十分危险，一些子弹会被桨叶打得四处乱蹦。1914年12月，法国飞行员罗兰德·加洛斯（RolandGarros）在此基础上进行了改进，在包裹装甲的螺旋桨叶上加装了钢制的楔形导板，称为“偏转片系统”。在一部分机枪子弹击中桨叶时，导板可以挡开子弹使其偏转方向，不至于损坏桨叶，也不会危及驾驶员安全；而另一部分子弹就穿过螺旋桨打出去了。不过这样有近一半的子弹被自己的螺旋桨打偏而浪费掉。

对手德国人最初摸不着头脑，他们无法想象法国人如何让子弹穿过高速旋转的桨叶。可巧1915年4月18日，加洛斯自己的莫拉纳·索尔尼埃L型战斗机不幸被地面火力击中，迫降在德国占领区。为德国工作的荷兰著名飞机设计师安东尼·福克（AnthonyFokker），根据俘获的偏转片系统，从而获得灵感，把机枪与发动机联动起来，发明了在桨叶与机枪之间使用凸轮连杆机构的“射击协调器”。它的原理很简单，就是确保在螺旋桨转到空裆的一瞬间把机枪子弹射出去，“见缝插针”，子弹有足够的速度和精准度穿过飞快［www.61k.com）旋转的螺旋桨，这真是个天才的发明！

射击协调器被安装在德军的“福克E型”战斗机上，给协约国制造了一场在一战空战期间著名的“福克灾难”。曾经有一篇文章《穿过螺旋桨的火焰》专门介绍过这玩意儿。

三十、海军大口径舰炮弹药装填系统，这可是目前没有弹壳的“弹头与药包分离”式大型火炮的通常原理哦

三十一、缝纫机双面缝合的原理，可以清晰地看到缝纫针与梭床是如何配合运动的

　　三十二、这张也是缝纫机的缝合过程，知道两层布是怎么被机器缝到一起了吧

三十三、电动机三相定子绕组的励磁、绕组、旋转磁场是这样对应的

三十四、椭圆规，这是画椭圆的专用工具，它通过两个滑块的水平运动形成了一条椭圆形的轨迹

三十五、下面是几例绳扣的结法，其实在起重搬运以及航海（海军）中应用的各种绳扣有几百种呢

　　

三 : 开关磁阻电机原理动画演示_说明81

开关磁阻电动机原理

资料来源：

开关磁阻电动机（SR）是近些年发展的新型调速电机，结构简单结实、调速范围宽且性能好，现已广泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。

下面通过一个开关磁阻电动机原理模型来介绍工作原理。

双凸极结构

磁阻电机的定子铁芯有六个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。

磁阻电机定子铁芯

磁阻电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。

磁阻电机转子铁芯

与普通电机一样，转子与定子直接有很小缝隙，转子可在定子内自由转动，见下图。

双凸极结构的定子铁芯与转子铁芯

由于定子与转子都有凸起的齿极，这种形式也称为双凸极结构。在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），是向电机提供工作磁场的励磁绕组。

定子铁芯上有励磁绕组

在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特点。在讲电动机工作原理时常用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理，但磁阻电机转子上没有线圈，也无“鼠笼”，那是靠什么力推动转子转动呢？磁阻电动机则是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。

三相6/4结构工作原理

下面通过图示来说明转子的工作原理，下面是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈连接在一起（标有紫色圆点的线端连接在一起），组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。在下图标注的A相、B相、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接普通的三相交流电。

磁阻电机励磁绕组分布图

在下面有一组磁阻电动机运转原理动画的截图，从中我们将看到磁阻电动机是如何转动起来的。A相、B相、C相线圈由开关控制电流通断，图中红色的线圈是通电线圈，黄色的线圈没有电流通过；通过定子与转子的深蓝色线是磁力线；约定转子启动前的转角为0度。

从左面图起，A相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；中间图是转子转了10度的图，右面图是转到20度的图，磁力一直牵引转子转到30度为止，到了30度转子不再转动，此时磁路最短。

磁阻电机工作原理示意图-1

为了使转子继续转动，在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图，于是转子继续转动。中间图是转子转到40度的图，右面图是转到50度的图，磁力一直牵引转子转到60度为止。

磁阻电机工作原理示意图-2

在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图。转子继续转动，中间图是转子转到70度的图，右面图是转到80度的图，磁力一直牵引转子转到90度为止。

磁阻电机工作原理示意图-3

当转子转到90度前切断C相电源，转子在90度的状态与前面0度开始时一样，重复前面过程，接通A相电源，转子继续转动，这样不停的重复下去，转子就会不停的旋转。这就是磁阻电动机的工作原理。由于是运用了利用磁阻最小原理，故称为磁阻电动机；又由于电机磁场并非由正弦波交流电产生，其线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电动机。

功率变换器

功率变换器是开关磁阻电动机的电源接口，通过开关晶体管向线圈供电，下面就是三相线圈与开关晶体管的连接示意图，BG1、BG2、BG3是三个开关晶体管，分别控制三相线圈A、B、C的电流通断，三极管旁边并联的二极管是用来续流的。

功率变换器与三相线圈连接示意图

由于电机靠磁阻工作，跟磁通方向无关，即跟电流方向无关，故在上面运行图中没有标明磁力线的方向。

A、B、C各相线圈轮流通电视乎简单，实际情况要复杂些，线圈切断电源后产生的自感电流不会立即消失，要提前关断电源进行续流；为加大力矩相邻相线圈有电流的时间会有部分重合；调节电动机的转速、转矩也要调整开关时间，各相线圈开通与关断时间与转子定子间的相对位置直接相关，故电机还装有转子位置检测装置为准时开关各相线圈电流提供依据，何相线圈何时通断必须根据转子转到的位置与控制参数决定，这些都需要控制器对功率变换器进行控制，控制器由微处理器（单片机）与接口电路组成。

本文标题：机械原理动画演示-复杂的机械 简单的原理(动画演示)
本文地址： http://www.61k.com/1089639.html