炫酷的机械动图,直观解释其工作原理!

01 特斯拉涡轮机

特斯拉涡轮机:是一种无叶片,由流体剪切力驱动的涡轮机,传奇科学家尼古拉·特斯拉的发明,于1913年取得专利。它被称为无叶片涡轮 ,因为它应用了边界层效应 ,而非传统的用流体直接冲击涡轮叶片。

特斯拉涡轮由一组光滑圆盘组成,盘上有喷嘴向盘边缘持续吹出气流。这种气流会由于流体粘度和气体在表面层的粘滞性而吸附在圆盘上。当气流速度放慢,同时给圆盘施加以能量,气体会作螺旋向心运动并排出。由于转子的表面光滑没有隆起,这个设计极其坚固(普通有叶片的涡轮就可想而知了)。

特斯拉涡轮机的原理是流体的边界层效应,流体受黏滞力影响,会在管壁或者其它物体边缘形成一层很薄的边界层,在边界层内,固定表面的流速为0,离表面越远速度越大。利用这个效应就可以让高速运动的液体带动一组圆盘转动。因此它的效率比普通的叶片涡轮机高得多。

特斯拉泵用来输送具有腐蚀性,高粘度,高剪切力敏感性,含有固体,或是其他泵难以处理的流体。

特斯拉涡轮机的设计特点使得它通常由蒸汽和燃气燃烧的混合物驱动,排出的废气则可以继续提供可供涡轮机工作蒸汽,通过阀门对上面提到的循环蒸汽进行调节,使得涡轮机的工作温度和压力处在最佳状态。

特斯拉认为这是一个高效的自启动式原动机,可作为蒸汽涡轮机或混流式涡轮机工作,而无需对其构造进行改动,因此十分方便。

02 激光切割

激光切割是利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。

利用激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢,在激光束中加氧气可切割20mm厚的碳钢,但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。

由于没有刀具加工成本,所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。

激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置,采用该装置后,就可以利用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。

激光切割的原理:是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。

03 压制成型

▲拿来一块圆形薄板材,放在机器上固定

▲启动机器,圆形薄板材跟随机器加速旋转

▲使用压杠多次对薄板材进行碾压

▲使用压杠多次对薄板材进行碾压

▲用砂纸打磨侧面

▲最后圆形薄板材竟然变成了一个大锅!

04 移动椅子

▲可以移动的椅子

▲它的前面放个平衡车,椅子再装两轮子,秒变炫酷的移动椅子!

▲椅子后面还能放一个旅行箱

▲多种类型的椅子,拆卸也很方便,拆后能直接放汽车后备箱

05 另类射钉枪

▲射钉子的小设备

▲不需要弯腰将钉子射到板材里,向下按压就可以了

▲板材边缘时,装一些小配件,更加便捷的安装

06 打鸡蛋机器

▲摆放整齐的鸡蛋进入传送带

▲传送带上的鸡蛋排成一行

▲一个个的进入打鸡蛋的机器,机器机构一个个敲开鸡蛋

▲而且将鸡蛋的蛋黄和蛋清分开存放!

07 板材冲压成型

冲压成型是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的加工成型方法。

汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包,容器的壳体,电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。

08 连杆机构

连杆机构又称低副机构,是机械的组成部分中的一类,指由若干(两个以上)有确定相对运动的构件用低副(转动副或移动副)联接组成的机构。由于机构中的多数构件呈杆状,所以常称杆状构件为杆。低副是面接触,耐磨损;加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面,制造简便,易于获得较高的制造精度。

最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的,称为平面四杆机构。它的应用非常广泛,而且是组成多杆机构的基础。连杆机构的缺点是:低副中存在间隙,数目较多的低副会引起运动累积误差;而且它的设计比较复杂,不易精确地实现复杂地运动规律。

09 曲柄滑块机构

用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构,也称曲柄连杆机构。曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块,通过转动副A、B联接曲柄和滑块的构件为连杆。

曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的主机构中,把往复移动转换为不整周或整周的回转运动;压缩机、冲床以曲柄为主动件,把整周转动转换为往复移动。偏置曲柄滑块机构的滑块具有急回特性,锯床就是利用这一特性来达到锯条的慢进和空程急回的目的。

10 棘轮机构

由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。它主要由摇杆、棘爪和外棘轮所组成。摇杆为运动输入构件,棘轮为运动输出构件。当摇杆顺时针摆动时,铰接在杆上的棘爪插入棘轮的齿内,使棘轮同时转过一定角度。当摇杆逆时针摆动时,棘爪在棘轮的齿上滑过,棘轮静止不动。这样,当摇杆作连续的往复摆动时,棘轮便得到单向的间歇转动。

棘轮机构工作时常伴有噪声和振动,因此它的工作频率不能过高。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上,也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动,在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。

大家知道这个是什么吗?

上一期加拿大安省3D视觉设计师盖瑞斯·福勒制作的枪械动图大家说没看够,这期我们再来一些他的其它作品,真是件件精品。

11 凸轮式间歇运动机构

凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸轮的圆柱面上有一条两端开口、不闭合的曲线沟槽或凸脊,从动转盘端面上有均匀分布的圆柱销。当凸轮转动时,曲线沟槽或凸脊拨动从动盘上的圆柱销,使从动转盘做间歇运动。

12 齿轮齿条传动

齿轮齿条工作原理是将齿轮的回转运动转变为齿条的往复直线运动,或将齿条的往复直线运动转变为齿轮的回转运动。

齿轮齿条机构是由齿轮和齿条构成的,齿轮前面我们有很详细的讲解。齿条分直齿齿条和斜齿齿条, 齿条的齿廓为直线而非渐开线(对齿面而言则为平面),相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。

齿条的主要特点:

(1) 由于齿条齿廓为直线,所以齿廓上各点具有相同的压力角,且等于齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20°。

(2) 与齿顶线平行的任一条直线上具有相同的齿距和模数。

(3) 与齿顶线平行且齿厚等于齿槽宽的直线称为分度线(中线),它是计算齿条尺寸的基准线。

13 带传动

带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同,有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动,也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。

14 齿轮传动


此结构类似于汽车差速器,主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。


发动机的动力经传动轴进入差速器,直接驱动行星轮架,再由行星轮带动左、右两条半轴,分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足:(左半轴转速)+(右半轴转速)=2(行星轮架转速)。当汽车直行时,左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态,而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏,导致内侧轮转速减小,外侧轮转速增加。


▲这个是什么,有大神知道的吗?

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