達芬奇曠世機械發明大揭秘及再設計

尹鵬澄

達芬奇機械發明是創意、智慧與工程的結晶，其產品功能的實現方式仍具有現實意義，有必要用現代科技進行再設計。其發明在日常生活中也具有廣泛的應用空間。并且國家大力支持機械工程等相關的高科技產業的發展，提出“中國制造2025”實現制造強國的目標。這說明國家需要相關高科技人才，機械工程專業前景相當廣闊。

達芬奇機械可用現代機械中的某些理論和結構加以解釋和說明，無不體現著達芬奇機械的精妙，物理學的美。

傳動機構定義是把動力從機器的一部分傳遞到另一部分，使機器或機器部件運轉的構件或機構，其功用范圍廣闊。典型機構有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、凸輪傳動等，各種傳動結構又可以從各種方面有更詳細的分類。齒輪傳動具有傳動效率高，傳動比恒定，結構緊湊，工作可靠壽命長等優點。帶傳動的優點是能緩沖吸震，具有過載保護等優點。鏈傳動與帶傳動相比能保持準確的平均傳動比，壓軸力較小;與齒輪傳動相比制造、安裝精度要求低，能遠距離傳動。各種傳動機構各有優缺點，各自適用于不同的情況。

機構由一系列人造的構件組成的，而機械是指機器與機構的總稱。

運動副是兩個構件之間直接接觸所形成的可動聯接，構成條件是兩個相鄰的構件直接接觸，兩者之間允許一定的相對運動。運動副又可更精細的劃分類別。特別指出：自由度是指構件所具有的獨立運動的數目，或確定構件位置所需的獨立變量的數目。約束是指運動副對構件獨立運動所加的限制。運動副每引入一個約束，構件就失去一個自由度。一個運動副引入多少約束決定著運動副類型。

機構運動簡圖——用國標規定的簡單符號和線條代表運動副和構件，并按一定比例尺表示機構的運動尺寸，繪制出表示機構的簡明圖形。機構運動簡圖與原機械具有完全相同的運動特性。

機構設計、選型的原則。

原則一是機構盡可能簡單，

原則二是盡量縮小機構尺寸，

原則三是使機構具有較好的動力學特性。

移動副中的摩擦有

（1）平面摩擦

（2）斜面摩擦

（3）槽面摩擦 螺旋副中的摩擦（1）矩形螺紋螺旋副中的摩擦

（2）三角形螺紋螺旋副中的摩擦 轉動副中的摩擦（1）徑向軸徑的摩擦（2）止推軸徑的摩擦

力學效應的應用：膠丸整列機;自動礦車

光電效應的應用：光電動機

振動及慣性效應：慣性激振蛙式夯土機

燈籠齒輪是由一對齒輪，底座，立桿，支撐桿，曲柄，軸，套筒所組成。功能是可以改變轉動軸線90°，改變轉速。

交替旋轉機是由不完全齒輪，大齒輪，轉軸，底座，立桿，支撐桿，橫桿，套筒，角鐵所組成。 往復運動裝置是由一對內有棘齒的齒輪，一對內轉子，籠型齒輪轉軸，方向軸，底座，立桿，轉軸，搖桿，套筒所組成。鏡面打磨機是由研磨輪、方形安裝片、鏡面安轉輪、小齒輪、籠形齒輪、橫轉軸、立轉軸、立轉軸支撐桿、底座、立桿支撐桿、懸壁桿、橫梁、轉軸、曲柄、曲柄固定片、套筒所組成的。

起重機整個機構通過齒輪系和絲杠螺母機構起到省力的作用。

（作者單位：東營市勝利第二中學（16級））