机械动画图解

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一、斯特林发动机原理

斯特林发动机（Stirling engine）是英国伦敦的牧师罗巴特·斯特林（Robert Stirling）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。

　

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二、下面这个也是斯特林发动机，左面在加热，右面在冷却
　　

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三、下面的动画也是斯特林发动机原理
　　　　　

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四、下面这个是二冲程内燃发动机

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五、这个也是二冲程内燃发动机

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六、这台大家伙还是二冲程内燃发动机

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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

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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

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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

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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

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十一、活塞汽缸直列形式的内燃发动机结构，也是四缸
　　　　

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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

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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

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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

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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

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十六、下面也是三角转子发动机，细节看得更清楚

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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

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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
　　

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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
　　

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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

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二十一、下面是蒸气活塞泵（直线运动）的工作原理

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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

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二十三、汽车手动变档器，标准的一停四进一倒

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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

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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

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二十六、奥地利发明的“枪管短后坐式”格洛克手枪

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二十七、下面一张是枪机撞针击发子弹的原理

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二十八、这个也是枪机撞针击发子弹的原理

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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（Roland Garros）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（Anthony Fokker），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。

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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

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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

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　　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

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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

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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

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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

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End

来源：庶吉士