工程机械设备工作原理（各种常见机械设备的工作原理）

01 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。

02 齿轮齿条传动

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。

03 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。

04 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。

05 缝纫机原理

大多数缝纫机的基本原理都是相同的。汽车的核心是内燃机引擎，缝纫机的核心是线圈缝合系统。缝纫机只需将针部分穿过织物。在机针上，针眼就在尖头的后面，而不是在针的尾端。针固定在针杆上，针杆由电机通过一系列的齿轮和凸轮牵引做上下运动。当针的尖端穿过织物时，它在一面向另一面拉出一个小线圈。织物下面的一个装置会抓住这个线圈，然后将其包住另一根线或者同一根线的另一个线圈。

06 机械手

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制

07 斯特林发动机

斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为热气机。

利用这种循环的"斯特林热机"，具有很多特点，如采用外燃，或外热源供热等。由于这种循环是封闭式循环，能够采用远远大于大气压力的高压气体工作，这样可以提高发动机的单位重量的功率，减小发动机的体积和重量。

斯特林热机在逆向运转时，可以作为制冷机或热泵机，这种设想在现代已进入了实用研究阶段。

08 洗衣机

普通洗衣机工作原理：依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。

滚筒洗衣机工作原理：这种发源于欧洲的洗衣机是模仿棒锤击打衣物原理设计，利用电动机的机械 做功使滚筒旋转，衣物在滚筒中不断地被提升摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗涤干净。

09 电风扇

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电风扇头部后面一般都有一个控制转头的装置，按下去就可以让风扇转头，拔起来就可以固定风扇的方向。

这套小装置实际上是蜗轮蜗杆传动、齿轮啮合传动以及曲柄摇杆机构的共同作用。当按下控制轴之后，位于电机后方的涡轮与蜗杆接触，在蜗杆的带动下转动：

而下方带动电扇转头的部件则可以看成是一个曲柄摇杆机构。在蜗轮蜗杆传动的带动下，下方的齿轮随之旋转，而与之相连的摇杆又可以在它的带动下在一定角度内进行摆动，由此达到让风扇来回摆头的目的。

下面是一个曲柄摇杆的简单示意图，右边摆动的绿色杆就对应着电扇的摆动。

10 工件冲压弯折

冲压是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）的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分经过冲压制成成品。

冲压工序可分为四个基本工序：

• 冲裁：使板料实现分离的冲压工序（包括冲孔、落料、修边、剖切等）；

• 将板料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的冲压工序。

• 拉深：将平面板料变成各种开口空心零件，或把空心件的形状、尺寸作进一步改变的冲压工序；

• 局部成形：用各种不同性质的局部变形来改变毛坯或冲压件形状的冲压工序（包括翻边、胀形、校平和整形工序等）；

11 锁杆运动过程

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