我的机械网

搜索
查看: 3618|回复: 32

有哪些极具美感的机械设计?

  [复制链接]

2

主题

9

回帖

35

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
35
发表于 2018-8-15 18:33:04 | |阅读模式
各位网友请注意:我的机械网所有附件、百度网盘提取码、机械资料、PDF资料、压缩包文件均需要回帖后才能下载!
机械时代是否也有艺术品?
发表于 2018-8-15 18:10:55 |

这个可以有。

我觉得各式发动机就是人类历史上的极具美感的设计。

比如星型发动机。
















星型发动机(radial engine)是一种气缸环绕曲轴排列的一种往复式内燃机,其活塞通过一根主连杆连接到曲轴上,最上方的活塞连接的连杆即为主连杆,其它活塞的连杆则被称为活节式连杆,它们通过梢孔连接在主连杆中央位置的环上。


转子发动机




没有传统的气缸,很迷人对不对










转子发动机(Wankel Engine、Rotary Engine)是由德国人菲加士·汪克尔(Felix Wankel,1902-1988)所发明,他在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功了第一台转子发动机。

一般发动机是往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄滑块机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
但是它确实不耐用,技术维护难度大,马自达公司RX8不得不提,它可以说是转子发动机最广泛的应用。




有了转子发动机那也少不了后来的奎西发动机
这玩意图好难找,这是百度百科的封面动图,








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。







有了内燃机就得有外燃机
斯特林发动机值得纪念








外燃机指燃料在汽缸外燃烧的的发动机。燃料连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换。
放两张好理解的图






看到这张图其实我第一个反应是,这简直是学习卡诺循环的噩梦…
斯特林发动机功率密度低,噪音小,主要用作潜艇发动机。不过加热方式好像还没有用核燃料的,用核燃料的潜艇一般用的也是蒸汽轮机。


艺术是要以每个人的审美水平和现有知识为基础的,发动机是机械工业力量的象征,所以我很喜欢看各种发动机。



以上图文部分摘自百度百科



如果你欣赏不了这些发动机的机构带来的美感,还有个其他的视频,与发动机无关,这就是很直白的艺术品了。
我曾经还把它扒下来做手机铃声来着。(*≧ω≦)

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 一键登录:

x

0

主题

11

回帖

69

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
69
发表于 2018-8-15 18:13:28 |

来一发我的课设大作业仿真视频,八杆步行机构,本机械狗原创。

https://www.zhihu.com/video/1009538896723505152

附加成品机照片一张(小组制作)。成品比起没加任何渲染的视频漂亮。


本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 一键登录:

x

0

主题

11

回帖

69

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
69
发表于 2018-8-15 18:16:21 |

看到有说这个音乐盒的了(瑞典音乐家,用14个月精心设计制作而成,里面存放了2000颗弹珠用以敲击颤音琴、鼓和吉他,可以演奏出不同风格的音乐。),,,但是,,,




https://www.zhihu.com/video/976052417590263808


我感觉这个更美感一些!!!(美感指设计,音乐 为背景音乐) https://www.zhihu.com/video/976052718436057088
发表于 2018-8-15 18:19:39 |

分享一个在 B 站看到的视频,记录了西班牙一位退休海军机械师 Motores Patelo,花费 1850 个小时,把自己年轻时曾参与设计的布加迪 1998 年推出的EB118 概念车的 W18 发动机靠记忆和资料画出图纸,并亲手用车床和浇注机打造出所有零件,耐心细致的组装在一起。

https://www.zhihu.com/video/975702325608796160

视频来源:

youtube.com/watch?

瑞士手表工业在某种程度上,好像一直是高精度机械设计的代名词,分享一个油管上劳力士手表拆解全程。

https://www.zhihu.com/video/975703027089317888

视频来源:

youtube.com/watch?

1

主题

15

回帖

84

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
84
发表于 2018-8-15 18:22:57 |

看了大家的回答,每一篇都很精彩,大家所列举出的每一个机械结构也都极富美感。但是,如此多的回答中居然没人提到悬架系统(确切的讲应该是独立悬架系统),这着实让本小编感觉有些诧异啊。这么美丽动人的结构居然无人问津吗?(认真脸)

PS:几根杆子加上减震器,这就是悬架系统的基本结构。左右两侧车轮被连接在一起的叫非独立悬架;左右两侧车轮从中间断开,可以单独活动的叫独立悬架。非独立悬架系统由于两侧车轮相互干涉十分严重,故在行驶性能方面具有很大劣势,小编实在不喜欢,所以本文只针对独立悬架系统。

要不是因为还要上班,上面这个gif小编能这么不错眼珠的看半天。当然,除了上面的gif之外,机械控致命诱惑系列套图也是诱惑力max,比如:

这种机械结构独有的美感,在机械控的眼中都是美到窒息。

当然,还有很多种独立悬架结构,篇幅有限,小编就不在这里进行一一举例。

独立悬架系统虽然只有简单的几根连杆,但却可以通过这几根杆子的几何关系,对车辆行驶性能起到至关重要的调节作用,这也正是独立悬架系统奇妙之处。

对此,小编只想说,“因缺斯烃”。


悬架结构的工作原理

前面说了,悬架系统其实是通过多种连杆组合后的几何关系来实现约束车轮运动的。一般来说,车轮会通过螺栓固定在一个叫转向节的部件上,悬架的连杆、控制臂则会通过轴承连接在转向节上,这样悬架结构就可以通过控制转向节的运动轨迹来实现对车轮运动状态的约束了。


为什么要对车轮进行约束?

汽车之所以能够行驶,其根本正是车轮与路面的接触。

汽车并不只沿直线行驶,路面也并非完全平整,所以汽车在行驶过程中,车轮与路面的接触状态始终都在发生着改变,而其中的任何一次改变都将直接影响车辆的行驶性能。所以工程师们希望可以通过对车轮的运动进行适当约束,使得无论车辆处于何种运动状态下,车轮都能与路面保持最佳接触,从而为车辆行驶性能提供保障。

优秀的悬架可以在车辆经历这种运动状态改变时,最大程度保证车轮与路面的有效接触;相比之下,那些设计不太优秀的悬架则因能力有限,只能注视着轮胎的摩擦极限被突破而表示无能为力。有时候,同样的轮胎装在不同的车上,性能表现也会有着天壤之别:有些车时速80km/h还能在弯道贴地飞行,而有些车时速才50km/h就已经缴械投降。


独立悬架系统的巧妙之处

独立悬架系统的巧妙之处就在于,只通过简单的几何关系便实现了对车辆行驶性能的调节。


一、在有限空间内为性能提供更多可能

在控制臂的作用下,车轮的运动其实可以简化为以控制臂为半径的圆弧运动。结合我们前面提到的车轮与路面的最佳接触来看,半径越长,就越能保证车轮的运动姿态。

如上图所示,半径越短车轮跳动时角度变化越大,反之则越小。这个现象也将导致两种截然不同的轮距变化规律。如果我们希望尽可能提高直线上的抓地力利用效率,就需要尽可能满足增大运动半径的条件。

而现实情况是,每辆汽车的车轮间距离都不可能无限制增长,每辆汽车的宽度也十分有限。但是只要通过多组控制臂之间的相互运动,就可以实现在空间有限的前提下,提升车轮等效运动半径的效果。以上下不等长双横臂悬架为例,我们沿两杆间的延长线方向取交点,这个交点在工程上我们习惯称之为侧倾中心。

写到这里的时候有点开小差,没写完整,所以特别又补充了一下,感谢 @小人物 的提醒。

麦弗逊悬架的侧倾中心应该是这个样子。沿着减震器轴线方向做垂线,与下部控制臂延长线取交点P。将P点与轮胎接触点N连线,与汽车轴线相交得到W,W就是侧倾中心。

上下平行设计的双横臂悬架的侧倾中心长这个样子,因为没有交点,所以趋于无穷远的位置。所以与还是跟上面一样,找到接触点N,做平行线,然后与汽车轴线交点W,就是侧倾中心。

那么这些图说明了什么呢?说明相当于用两根半米长的横杆实现了一米五半径的运动效果,从而很好地控制了车轮的运动角度变化。


二、让人拍案叫绝的悬架参数

任何运动物体都可以通过六个自由度来进行定义:XYZ三个方向的直线运动&围绕三个轴向的旋转运动。任何的独立悬架系统都只允许转向节相对于车身上下运动,而对其余的五个运动方向进行约束(转向时转向节的旋转动作由驾驶员通过方向盘对其进行约束),就像下图这样。

这些约束点的组合也就形成了一系列定位参数:主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、车轮束角。而这些定位角度又都分有正、负。


先说说“主销后倾角+主销后倾拖距+主销偏距”

我们开车时在打完方向后,只要保持车辆持续行驶,方向盘就会自动回正。造成这种现象的主要因素就是主销后倾角+主销后倾拖距的作用(主销偏距)。因为车轮与路面接触位置受到的横向力会推动车轮绕主销轴线旋转,形成回正力矩。

而如果没有主销后倾角,主销轴线就会与车轮和路面接触位置受到的横向力作用点重合,这样就不会形成回正力矩,车轮也就不会产生自回正效应。


接下来说说“主销后倾角+车轮外倾角”

当然,主销后倾角的存在还会促使另一种弯道性能利好的现象出现:主销后倾角会对车轮外倾角产生有利影响,从而在一定程度上增强车辆的转向性能。

由于主销后倾角与外倾角同时存在,所以在车辆转向时,车轮会在两个角度的共同作用下转动(实际上不止于这两个角度,还有束角),这会使转向车轮向弯心的一侧发生倾斜。

PS:如果不理解的话,各位可以回去拿自己车做一个试验:将方向盘向任意一侧“打死”,并保持这样的状态,下车观察一下,朝向弯道内侧的那个车轮会有明显的倾斜姿势,弯心外侧车轮则会处于直立或稍稍向弯心方向倾斜的状态。

与此同时,车辆的高度也会出现一定降低(数值非常小)。

而车辆转向轮出现如此姿态显然是有利于车辆的转向性能的。


然后是“主销内倾角”

这个参数与上面提到的主销后倾角有着相似的功能:使方向盘具有自回正性能,降低车辆操控难度。

由于主销内倾角的存在,当车辆转向时,车轮会围绕这个主销轴线旋转,而这会使车轮的最低点低于地平面(但是实际的情况是不可能允许车轮低于地平面的),所以在车辆转向的时候,车轮就会与路面出现“较劲”的现象,而这种现象便会产生车轮回正力矩。


再说说“车轮外倾角”

车轮外倾角对于悬架系统而言可以算是一个重量级参数。它的出现同时也伴随着将车身向顶部倾斜方向拉动作用力。车轮顶部朝向也是区分车轮外倾角正负的依据。

由于车轮外倾角的存在,车轮上端倾斜的方向会存在受力,这个力最终会作用到车身上。如果还不是特别理解,可以参考篮球运动员运球单打时的脚部动作,为了更好的完成转弯,球员们通常都会做出如下动作:

这个作用力带来的效果对于车辆直线行驶或弯道行驶都是十分有利的(直线上可以进一步提升行驶稳定性,弯道上则可以直接提升弯道抓地力)。关于这点,有一个最直接的例子就是漂移赛车。

漂移赛车由于用途比较极端,所以通常会采取加大前轮负外倾角的方法来增加前轮在弯道中的抓地力,从而使后轮更易于失控,以完成漂移。


最后是“车轮束角”

为什么会有束角这个定位数值呢?主要基于以下几方面原因:

  • 车轮有了外倾角后,在滚动时就类似于滚锥,从而导致两侧车轮向外滚开,这也会造成车轮磨损异常情况的发生。通过束角的引入,则刚好可以平衡这一现象;
  • 对阿克曼转向(反阿克曼or平行转向)等转向结合关系进行一定补偿,以减少轮胎的异常磨损。
  • 对车辆动态特性进行一定弥补。关于这点,可能大家修车时听到最多的一个词就是“前轮前束”,但是束角这个数值是不局限于前轮的,只是现在很多乘用车的后轮束角调不了而已。而通过前后轮之间的束角配合,可以使车辆出现过度转向or中性转向的趋势,以达到更好的弯道性能。

关于减震器阻尼参数

关于这点,我们在之前的内容《男人至死是少年,所以我们很认真的玩了一款游戏》中提到过。阻尼对于车辆的操控性与稳定性有着很直接的影响,因为它直接影响着车轮与路面的接触情况。阻尼结构用于吸收并分散悬挂在受到压缩和回弹时所产生的能量,确保车辆在驶过颠簸路面和路肩时不会弹跳得过于剧烈。一般来说,我们会将阻尼分成压缩和回弹两种,二者分别控制压缩与回弹两阶段性能。无论压缩阻尼还是回弹阻尼,它们都在对车轮跳动行为进行制约(没有阻尼的汽车会像弹簧人一样蹦蹦跳跳,摇摆不停)。

三、独立悬架系统高度的不可复制性

最后的这一点并不属于独立悬架系统的性能表现,但却是独立悬架结构迷人的重要因素之一——高度的不可复制性。前面我们提到了不少悬架结构上奇妙的性能参数,但有一点没有提到的是这些参数的由来。没有任何悬架参数可以凭空产生,也没有任何悬架参数可以单独存在,因为每一个参数都是紧密相连的,可谓牵一发而动全身。轴距、轮距、驱动形式、车辆的载重都会对悬架性能参数产生重大影响。所以从这个角度来看,每一辆汽车的悬架系统都存在极高的不可复制性。同一种形式的悬架结构经过不同的调校也可以有着截然不同的性能表现,上至超跑,下至买菜车,可能都用着同一种悬架形式。而这无疑也使得调校出色的悬架系统更富神秘色彩。


不知不觉中字数已经3K+,然而这却还只是悬架系统的冰山一角。所以回到问题,无论从结构上、还是从性能表现上、再到实际意义上,我们认为独立悬架系统可以回答在这一问题下,它完全算得上极富美感的机械设计之一。它的存在让汽车动态性能研究有了无穷无尽的乐趣,同时也开拓着汽车性能的极限。

最后补充一句:可能评判一辆车好坏的标准有很多,但悬架设计绝对可以反映出厂商的内在实力。

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 一键登录:

x

2

主题

9

回帖

35

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
35
 楼主| 发表于 2018-8-15 18:25:46 |

https://www.zhihu.com/video/976245200448868352


https://www.zhihu.com/video/976245287714553856

当时高三的时候老师给我们放的,记得我们一节课很安静。

1

主题

15

回帖

84

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
84
发表于 2018-8-15 18:29:47 |

Honda 的经典广告,切题

https://www.zhihu.com/video/976631436904656896
发表于 2018-8-15 18:33:05 |

1.确认就这样悄悄的进村吗


2.简直是脑洞大开,打火机和火柴结婚后。。。

3.这只手确认一直动下去,大拇指表示不满

4.这就是传说中的锻炼身体吗


5.划了又擦掉,嘚瑟吧


国外也有一位工程师,把机械动图做到了极致,简直美艳到没朋友啊

1.内啮合的齿轮原来可以这么快乐


2.中间三个圆环你们是干什么的


3.齿轮疯狂起来简直可以成为发动机


4.好偏心


5.模拟走路是一种乐趣,关节真的少不了

6.小编都没有看出来这复杂的原理

7.这是几级传动,亲


云智图-工业设计服务交易平台

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 一键登录:

x

0

主题

11

回帖

69

积分

VIP年费会员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
69
发表于 2018-8-15 18:36:15 |
https://www.zhihu.com/video/975008393278324736

这个算不算。。。强迫症的福音,单位大领导分享的。

快速回复 返回顶部 返回列表