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出生于八一建军节和军人家庭的我,与杰出的人民军队有着特殊情结:父子两代军人,名字是杰出的人民军队的缩写,人生中有过无怨无悔的军旅生涯。我幸运、我自豪、我奋进!

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【转载】看着超爽的机械动图(附原理解释),涨姿势!  

2017-06-04 14:49:56|  分类: 奇思妙想 |  标签: |举报 |字号 订阅

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看着超爽的机械动图(附原理解释),涨姿势!

【机械cax360第231期】机械动图更加直观的表达机构运动过程及其原理,这期我们就通过机械动图来解释一些机构的工作原理。

01 飞机的星型发动机

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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,气缸数多为奇数。它可靠性高,重量轻,功率提升潜力大,维修性和生存性也不错。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。

02 四冲程发动机

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四冲程汽油机的工作循环由4个活塞行程组成,即进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。

四冲程汽油机工作原理是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在进气行程被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生热能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。

03 斯特林发动机

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斯特林发动机是伦敦的牧师罗巴特 斯特林于1816年发明的,所以命名为"斯特林发动机"。斯特林发动机是独特的热机,因为他们实际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。

斯特林发动机工作原理:它是一种外燃的、闭式循环往复活塞式热力发动机,热气机可用氢、氮、氦或空气等作为工质,按斯特林循环工作。在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔,另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀作功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。

04 水平对置发动机

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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。

水平对置发动机优点: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。

水平对置发动机缺点:除了因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。显然保时捷和斯巴鲁都很好的解决了众多技术难题,但高精度的制造要求也带来了更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。

05 凸轮式间歇运动机构

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凸轮式间歇运动机构主要是由凸轮和装有滚子的分度盘组成,通过凸轮推动分度盘步进运动。该机构把凸轮的连续转动转换为分度盘的间歇运动,分度盘时转时停,且按最佳运动规律转动,因此具有良好的运动性能和动力性能。

06 带传动

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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。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力,且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点,在近代机械传动中应用十分广泛。

摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低,但传动比不准确(滑动率在2%以下);同步带传动可保证传动同步,但对载荷变动的吸收能力稍差,高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外,有时也用来输送物料、进行零件的整列等。

07 齿轮传动

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齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。在所有的机械传动中,齿轮传动应用最广,可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。

齿轮传动的特点是:齿轮传动平稳,传动比精确,工作可靠、效率高、寿命长,使用的功率、速度和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦;速度最高可达300m/s;齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备,啮合传动会产生噪声。


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 高压压气机、燃烧室和高压涡轮三部分统称为涡扇的核心机,而涡扇叶片是组成这些核心机的核心部件之一。制造一个合格的军用涡扇发动机的叶片难度之高,绝对超出一般人想象,材料技术和加工工艺的欠缺是卡住了我国航空发动机制造能力的脖子。当西方国家1948年开始研究涡扇发动机的时候,我国大陆还处在统一战争的中期。三十年后的七八十年代人家涡扇发动机基本上成熟的时候,我国才把十亿人民的肚子基本上吃饱。这是历史进程的原因,虽然扼腕叹息但是时间是追不回的。我国从九十年代才开始能初步制造简单的汽轮机叶片来代替进口,进步很快,但是这仅仅是缩小了一点点差距。
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 九十年代以后直到现在我军装备的先进战机一直都是采用俄罗斯生产制造的发动机,虽然毛子的发动机比欧美差一些,但是当时我国面对全面的军品封锁能买到的只有毛子货。如果当时俄罗斯人不卖给我们发动机,说难听点,我们空军能不能履行国土防空任务都是问题。中国的科研和军工单位真正开始追赶先进涡扇发动机技术是2000年以后,陆续出现了涡扇-8,涡扇-10,涡扇-15和涡扇-20等公开型号。
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 涡扇-15据说是将来用在歼-20隐身战斗机上的,但是从一些资料刊物获得的信息分析,推出来放在前台展示的都是不成熟的政治作品,说白了是为了迎合面子上的需要,中国歼20如果2017年服役,要么是推力小一点的2台涡扇10,要么直接使用俄罗斯的117S矢量发动机。

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