20张动态图揭秘机械的神奇原理

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1.手枪的机械原理

什么是现代手枪？为什么如今全世界军队和警察仍然在使用这种由金属和硬塑料组成的枪械？答案是：小，轻，足够的火力，适用性强。现代手枪基本可以分为：半自动，左轮旋转，非自动(单管或多管，单次击发或多次击发)。手枪是最为人们所熟知的武器，即使现实生活中没见过，在电视电影频幕上算是出镜率最高的武器了。但是它的基本原理是什么呢？恐怕知道的人不多。下面就通过动态图的演示了解一下吧。

2.飞机的星形发动机

星型发动机是一种气缸环绕曲轴呈星型排列的一种活塞式发动机，气缸数多位奇数。在喷气发动机出现之前，活塞式飞机发动机大多采用星型设计，因其曲轴短战场生存性强，再因其结构紧凑占用飞机空间小而被舰载机广泛使用；其余发动机则采用V型设计。现代的一些轻型飞机则采用直列或水平对置型发动机。星型发动机可靠性高，重量轻，功率提升潜力大，维修性和生存性也不错，一般星型发动机的汽缸组数是奇数个，有5缸，7缸，9缸，上图就是5缸的一组汽缸组。为了增加功率还可以将其多排叠加，将多个汽缸组排成好几排，最多竟然能到4排×7缸(普·惠公司的巨黄蜂R-4360)，达到28个汽缸。

3.缝纫机

缝纫机的使用是会的，缝纫机的基本故障排除和简单维修也是会的。但是上下两根线却能缠结缝纫到底是怎么一回事呢？看到下面的演示图，是不是恍然大悟。

4.飞机螺旋桨同步射击器

机枪射击协调器：能够使飞机在开枪时与飞机螺旋桨协调动作，不至于把子弹射到螺旋桨叶上，而使子弹从旋转的桨叶的空隙中射出。枪射击协调器的诀窍在于，当桨叶与枪管形成一条直线时，机枪自动停止射击，这就避免撞击桨叶了。

注意看图了：不受油门影响的。在任何转速下，只要叶片快即将转到枪口下，齿轮的凸位会顶起，机枪板机会松开，松开即停止射击。叶片刚离开后，齿轮连带的杆又回重复压住板机，射击又重新开始。这个原理不是以射速来决定的，而是以叶片的转动位置来决定的.所以任何时速都可以射击，这也是其巧妙之处。

5.火车的推进原理

6.汽车变档机制

顺便说说为什么要设计档位。汽车发动机固然有一定转速，但要把发动机的转速提得太高，在技术上有难度，而且会加剧发动机的磨损和发热，影响发动机安全性，于是就引入了档位，实际上就是通过一些齿轮组使得发动机在不高的转速情况下获得更快的速度，这一点的原理在中学物理中相信已经学过。档位越高，变速器齿比越大，传动装置所获得的转速成倍地高于发动机转速，发动机低转速还可以获得燃油经济性，这就是汽车或其它交通工具要设计档位的原因。

7.圆锥齿轮的啮合图

圆锥齿轮传动是用来传递两相交轴之间的运动和动力的。特点是可用于两个轴之间不是平行的，是可以有一定角度（通常是垂直的）的传动。

8.转子发动机——内燃机的一种，把热能转为旋转运动而非活塞运动

转子发动机与传统往复式发动机的比较往复式发动机和转子发动机都依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中，产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。转子发动机对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面。从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。这一运动在两个分力的力作用下进行。一个是指向输出轴中心的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力（Ft）。

9.转子发动机

10.还是转子发动机

11.椭圆规

椭圆规是一种古老的绘画椭圆的简易工具。常见的椭圆规由有十字形滑槽的底板和旋杆组成。在十字形滑槽上各装有一个活动滑表标。滑标下面有一根旋杆。此旋杆与纵横两个滑标连成一体。移动滑标，其下面的旋杆能作360°的旋动画出符合椭圆方程的椭圆。

工作原理：动杆联接两回转副，固定导杆联接两移动副，导杆呈十字形，动杆上各点轨迹为长短径不同的椭圆。

相关定理——范施古登定理：在一个三角板中，如果两个角的顶点沿着一个固定的两边滑动，则第三个角顶的轨迹是一个椭圆。

12.舰炮弹药装填系统，原来推进药跟战斗部是分着的啊

13.马耳他十字机芯——用于控制时钟的秒针运动

马耳他十字机芯是一种造型类似马耳他十字的一种用于时钟的机械结构，主要用于控制时钟的秒针运动，一般加装在机械表发条盒上部，该结构的基本形态被江诗丹顿于1880年注册成为其注册商标并沿用至今。基本原理见下图。

马耳他十字机芯是一种间歇性凸轮传动机构，可以应用到替代凸轮分割器。

14.汽车等速万向节，我终于明白为啥前轮驱动的汽车的轮子还能转

等速万向节是把两个轴线不重合的轴连接起来，并使两轴以相同的角速度传递运动的机构。是轿车传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到汽车的驱动轮，满足轿车传动轴外端转角的要求；将发动机的动力平稳、可靠的传递给车轮；补偿轿车内端悬架的跳动。驱动轿车高速行驶。

15.直列式发动机——它的汽缸肩并肩地排成一排，一般的车都用

它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛。其缺点是功率较低。“直列”可用L代表，后面加上汽缸数就是发动机代号，现代汽车上主要有L3、L4、L5、L6型发动机。

16.V型发动机——汽缸排列在成一定角度的两个平面上

V型发动机就是将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形的发动机。V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便。它便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。目前国产的中高档车型中，不少采用V型6缸发动机，比如君威，帕萨特及奥迪A6等等。

17.水平对置式发动机——汽缸排列在发动机相对的两个平面上，保时捷911用的是这种的6缸

水平对置发动机，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳，发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，使发动机转速得到很大提升，减少噪音。

18.奎西发动机

奎西发动机是一种基于转子发动机的改进型发动机，与一般转子发动机的三叶片不同，奎西发动机使用了四部分组成的链条式转子，使得其具有四个冲程，兼顾了四冲程发动机和转子发动机的优点。是一种体积小、马力大、低转速、大扭矩，可使用多种新型能源的新型发动机。

目前，奎西发动机尚未有任何实际应用，还处于原型开发阶段。但在未来，你将有可能看到奎西发动机应用于汽车之外的其他设备。因为这种发动机的中心区域庞大，且无需使用中心轴，因此它可以容下发电机、推进器和其他输出设备，从而使其成为能够驱动链锯、航空动力伞、雪地车、空气压缩机、舰船推进系统和发电厂的理想发动机。

19.斯特林发动机

这种发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林（RobertStirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirlingengine）。斯特林发动机是独特的热机，因为他们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。这是一种外燃发动机，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，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。

斯特林发动机广泛应用于水下动力、太阳能动力、空间站动力、热泵空调动力、车用混合推进动力等方面。

20.喷气发动机

喷气发动机（Jet engine）是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。大部分的喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。不同类型的喷气发动机，无论冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机、涡轮/冲压喷气或者涡轮—火箭，其差别仅在于“推力提供者”，即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式。