教学课件:《机械基础(多学时)》(中职).ppt
- 文档编号:30838113
- 上传时间:2024-01-30
- 格式:PPT
- 页数:693
- 大小:38.73MB
教学课件:《机械基础(多学时)》(中职).ppt
《教学课件:《机械基础(多学时)》(中职).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教学课件:《机械基础(多学时)》(中职).ppt(693页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
绪论,人类生活的不断改善与机械工业的发展紧密相连。
机械是机器和机构的统称。
机械零件的承载能力包含强度、刚度、耐磨性等各个方面。
机械零件最常用的材料为金属材料。
机械零件的加工工艺性对其结构设计影响很大。
机械零件在相对运动中会产生摩擦、磨损的情况,润滑是减少摩擦、磨损最有效的方法。
第1节机械发展的历史回顾,第2节机器的组成,第3节机械零件的承载能力与强度,第4节机械零件材料与结构工艺性,第5节摩擦、磨损及润滑概述,第6节课程的性质、任务及学习要求,第1节机械发展的历史回顾人类通过长期生产实践创造和发明了各种机械,用以减轻人类的体力劳动,提高劳动生产率,完成各种复杂的工作。
人们很早以前就开始使用简单的纺织机械;西汉时应用轮系传动原理制成了指南车和记里鼓车(图0-1);东汉张衡发明的候风地动仪(图0-2)是世界上第一台地震仪。
图0-1记里鼓车图0-2候风地动仪,18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次工业革命,人们开始设计制造各种各样的机械,例如纺织机、蒸汽动力车(图0-3)、火车。
哈格里沃斯发明的“珍妮纺纱机”,图0-3法国古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车,19世纪到20世纪初的第二次产业革命,随着内燃机的出现,促进了汽车(图0-4)、飞机等运输工具的出现和发展。
图0-41898年问世的“雷诺”牌汽车,现代汽车,圣路易斯“精神”号飞机,美国西科斯基公司生产的“黑鹰”直升机,20世纪中后期,以机电一体化技术为代表,在机器人(图0-5),航空航天海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品,如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等。
图0-5利用机械臂维修“哈勃”空间望远镜,国际太空站航天飞机,随着智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展,将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合,进一步丰富和发展机械基础学科知识。
用光刻技术做成的微米尺寸的微机械,用光刻技术做成的微米尺寸的微机械,机械科学与技术发展或许是我们限定思维所难以展望的,但人们在机械创新的漫漫征程中所积累的机械设计基础知识为我们提供了认识和改造客观世界的基础。
从早年的记里鼓车、候风地动仪,近代的汽车、轮船,到现代的机器人、航天器,机械不断更新换代,发展日新月异,在生产力发展中一直扮演着重要角色。
不论传统产业还是新兴产业,其进步与发展都离不开机械技术的支持。
机械是国民经济发展的基础技术,是衡量国家经济实力和科技水平的重要标志。
第2节机器的组成,2.1机器、机构,在人们的生产和生活中,广泛使用着各种机器。
如图所示0-6示的颚式破碎机,在电动机的轴上安装V带轮,通过V带驱动大轮,偏心轴随之转动,使动颚板(动颚板连在肘板上)产生摆动,从而破碎置于动颚板与定颚板间的物料。
大带轮,电动机,V带,小带轮,定颚板,动颚板,偏心轴,肘板,工作过程如下:
电动机,带传动,偏心轴转动,动颚板摆动,与定颚板一起压碎物料,机器是由机构组成的,它用来转换能量,改变或传递物料和处理信息,以代替和减轻人的体力和脑力劳动。
上例中的颚式破碎机就是机器。
机构是实现传递机械运动和动力或改变机械运动形式的构件组合体。
例如我们在工程上或生活中常见的齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构、带传动和链传动机构等。
机构是机器的重要组成部分,用以实现机器的动作要求。
一部机器可能只包含有一个机构,也可由若干个机构所组成。
机器与机构的根本区别在于:
机构的主要职能是传递运动和动力,而机器的主要职能除传递运动和动力外,还能转换机械能或完成有用的机械功。
机械是机器和机构的统称。
2.2构件、零件组成机械的相对运动的单元体称为构件,构件可以是一个独立的零件,如曲轴(图0-7),也可以是由几个零件刚性地连接组成的,如内燃机连杆(图0-8),由连杆体1、轴套2、螺母3、连杆头4、轴瓦5等组成。
图0-7曲轴,图0-8内燃机连杆,从制造的角度看,机器是由若干零件组成的,零件是最小的制造单元。
较复杂的机器是先由零件组装成部件,再由零件和部件组装成机器。
零件分为通用零件和专用零件。
在各种机械中普遍使用的零件称为通用零件。
通用零件分为:
连接零件螺栓、键、花键、销;传动零件齿轮、蜗杆、带、链;轴系零件轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器;其他零件弹簧、机架。
只在某种机器中使用的零件称为专用零件,如活塞、曲轴、风扇叶片等。
构件与零件的根本区别在于:
构件是运动的单元体,而零件是制造的单元体。
这些自由分散的零件,一旦按照一定的方式和规则组合到一部机器中,它们就成为机器上不可或缺的一部分,发挥着各自的作用。
特别是一些关键零部件,决定着整个机器的性能。
2.3现代机器从大的方面看,机器由三个部分所组成,即原动机部分、传动部分和执行部分。
伴随着科技的发展,一个重要的趋势就是各个学科领域之间的相互渗透和融合。
如今在机械工程领域,自动控制、电子技术和计算机技术等地应用日益广泛和深入,因此从某种意义上来说:
现代的机械系统应该是机电一体化的系统。
一个现代化的机器包括五个方面,即:
原动机部分、传动部分、执行部分、控制部分和辅助系统。
轿车就是一个典型的现代机器,如图0-9所示。
电动机内燃机,机、电、液、气、计算机综合控制,传递运动和动力,机箱、润滑、照明等,直接完成工作任务,图0-9现代机器的组成,第3节机械零件的承载能力与强度3.1机械零件的承载能力机械零件由于某种原因不能正常工作时,称为失效。
在不发生失效的条件下,规定期限内零件所能工作的限度,称为零件的工作能力。
通常这个限度是对载荷而言的,所以又称承载能力。
引起零件失效的原因可能有:
(1)强度不够,发生断裂,如齿轮轮齿断裂。
(2)刚度不够,发生过度的弹性变形,如轴的挠度和转角过大;(3)磨损严重,使零件损坏或丧失精度,如齿轮轮齿过度磨损;(4)摩擦力不够,如带传动打滑;(5)强烈的共振,如轴所受干扰频率接近自振频率时将引起共振等。
根据零件失效的原因,可建立相应的零件工作能力的判定条件。
它们是:
强度判定条件:
应力许用应力;刚度判定条件:
变形量许用变形量;耐磨性判定条件:
压强许用压强。
判定条件可概括为:
计算量许用量。
3.2机械零件的强度强度准则是设计机械零件的最基本准则。
1.载荷和应力机械零件所受的载荷包括力、转矩、弯矩和功率等。
载荷按其大小和方向是否随时间发生变化,可分为:
(1)静载荷:
不随时间变化(或变化缓慢)的载荷;
(2)变载荷:
随时间变化的载荷。
变载荷分为循环变载荷和随机变载荷。
在计算中,常把载荷分为名义载荷和计算载荷:
(1)名义载荷:
在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为名义载荷。
(2)计算载荷:
机械在运转时,还会受到各种附加载荷,用引入载荷系数(有时只考虑工作情况的影响,则用工作情况系数)来估计这些因素的影响。
载荷系数与名义载荷的乘积称为计算载荷。
2.应力的分类
(1)静应力:
大小和方向不随时间变化或变化缓慢的应力。
静应力只能在静载荷作用下产生。
(2)变应力:
大小和方向随时间显著变化的应力。
变应力由变载荷产生,也可由静载荷作用下产生。
3.机械零件的强度静应力作用下的零件,其失效形式是塑性变形或断裂。
绝大多数机械零件是在变应力下工作的,其主要失效形式为疲劳断裂。
变应力的极限应力称为疲劳强度,即在一定的循环特性下,应力循环N次,材料不发生疲劳破坏的最大应力。
第4节机械零件材料与结构工艺性4.1机械零件常用材料机械零件所用的材料是多种多样的,有钢、铸铁、有色合金和非金属材料等。
但是金属材料,尤其是钢铁材料,应用最为广泛。
有关机械零件材料的详细内容请参阅第3章。
4.2机械零件的结构工艺性对于零件机械加工结构工艺性,主要从零件加工的难易性和加工成本两方面考虑。
在满足使用要求的前提下,一般对零件的技术要求应尽量降低,同时对零件每一个加工表面的设计,应充分考虑其可加工性和加工的经济性,使其加工工艺路线简单,有利于提高生产效率,并尽可能使用标准刀具和通用工装等,以降低加工成本。
此外零件机械加工结构工艺性还要考虑以下要求:
(1)设计的结构要有足够的加工空间,以保证刀具能够接近加工部位,留有必要的退刀槽和越程槽等;
(2)设计的结构应便于加工,如应尽量避免使钻头在斜面上钻孔;(3)尽量减少加工面积,如对大平面或长孔合理加设空刀等;(4)从提高生产率的角度考虑,在结构设计中应尽量使零件上相似的结构要素(如退刀槽、键槽等)规格相同,并应使类似的加工面(如凸台面、键槽等)位于同一平面上或同一轴截面上,以减少换刀或安装次数及调整时间;(5)零件结构设计应便于加工时的安装与夹紧。
第5节摩擦、磨损及润滑概述各类机器在工作时,其各零件相对运动的接触部分都存在着摩擦,摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。
摩擦不仅消耗能量,而且使零件发生磨损,甚至导致零件失效。
磨损是摩擦的结果,润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施,这三者是相互联系不可分割的。
5.1摩擦两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象,称为摩擦。
有些情况下却要利用摩擦工作,如带传动,摩擦制动器等。
根据摩擦副表面问的润滑状态将摩擦状态分为四种:
干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦(如图0-10所示)。
(a)干摩擦(b)液体摩擦(c)边界摩擦(d)混合摩擦0-10摩擦状态,
(1)干摩擦摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯净金属接触时的摩擦,称为干摩擦。
(2)液体摩擦两摩擦表面完全被液体层隔开、表面凸峰不直接接触的摩擦称为液体摩擦。
(3)边界摩擦两摩擦表面各附有一层极薄的边界膜,两表面仍是凸峰接触的摩擦状态称为边界摩擦。
(4)混合摩擦两表面间同时存在干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的状态称为混合摩擦。
5.2磨损及其过程运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失,这种现象称为磨损。
单位时间内材料的磨损量称为磨损率。
工程上常利用磨损的原理来减小零件表面的粗糙度,如磨削、研磨、抛光、跑合等。
磨损过程大致可分为三个阶段,如图0-11所示。
0-11磨损过程,
(1)跑合(磨合)磨损阶段(段)由于机械加工的表面具有一定的不平度存在;运转初期,摩擦副的实际接触面积较小,单位面积上的实际载荷较大,因此,磨损速度较快。
(2)稳定磨损阶段(段)机件以平稳缓慢的速度磨损,这个阶段的长短就代表机件使用寿命的长短。
(3)剧烈磨损阶段(段)经稳定磨损阶段后,使精度降低、间隙增大,从而产生冲击、振动和噪声,磨损加剧,温度升高,短时间内使零件迅速报废。
上述磨损过程中的三个阶段,是一般机械设备运转过程中都存在的。
必须指出的是,在跑合阶段结束后应清洗零件,更换润滑油,这样才能正常地进入稳定磨损阶段。
5.3磨损分类按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同,一般工况下把磨损分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。
(1)磨粒磨损也称磨料磨损,是外界的硬颗粒或粗糙的硬表面在相对运动中,对摩擦表面的擦伤所引起的磨损。
(2)粘着磨损也称胶合摩擦表面的微观凸峰粘在一起后,在相对运动中,材料从一个表面迁移到另一个表面,便形成粘着磨损。
(3)疲劳磨损(点蚀)即疲劳点蚀两个相互滚动或滚动兼滑动的磨擦表面,在循环接触应力作用下,由于材料疲劳剥落而形成凹坑,是高副(点、线接触)机械零件的常件磨损形式。
(4)腐蚀磨损摩擦表面在摩擦过程中,伴随有表面材料被腐蚀的现象,这种情况下产生的磨损即为腐蚀磨损。
应该指出的是,实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复合形式出现的。
除了上述四种基本磨损类型以外,还有侵蚀磨损等。
5.4润滑和密封在摩擦副间加入润滑剂,以降低摩擦、减轻磨损,这种措施称为润滑。
润滑的主要作用是:
(1)减小摩擦系数,提高机械效率;
(2)减轻磨损,延长机械的使用寿命。
同时润滑还可起到冷却、防尘以及吸振等作用。
常用的润滑剂有润滑油、润滑脂、固体润滑剂(如石墨等)、气体润滑剂(如空气等)。
机器的润滑有分散润滑和集中润滑两大类。
密封装置从总体上可分为两大类:
静密封和动密封。
有关润滑及密封的详细介绍请参阅第6章。
第6节课程的性质、任务及学习要求,本课程是中等职业学校机械类及工程技术类相关专业的一门基础课程。
其任务是:
(1)掌握必备的机械基本知识和基本技能,懂得机械工作原理,了解机械工程材料性能,准确表达机械技术要求,正确操作和维护机械设备;
(2)培养分析问题和解决问题的能力,使其形成良好的学习习惯,具备继续学习专业技术的能力;(3)进行职业意识培养和职业道德教育,使其形成严谨、敬业的工作作风,为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。
通过本课程的学习,应达到以下要求:
(1)具备对构件进行受力分析的基本知识,会判断直杆的基本变形;
(2)具备机械工程常用材料的种类、牌号、性能的基本知识,会正确选用材料;(3)熟悉常用机构的结构和特性,掌握主要机械零部件的工作原理、结构和特点,初步掌握其选用的方法;(4)了解机械零件几何精度的国家标准,理解极限与配合、形状和位置公差标注的标注;(5)了解气压传动和液压传动的原理、特点及应用,会正确使用常用气压和液压元件,并会搭建简单常用回路;(6)能够分析和处理一般机械运行中发生的问题,具备维护一般机械的能力。
(7)具备获取、处理和表达技术信息,执行国家标准,使用技术资料的能力;(8)能够运用所学知识和技能参加机械小发明、小制作等实践活动,尝试对简单机械进行维修和改进;(9)了解机械的节能环保与安全防护知识,具备改善润滑、降低能耗、减小噪声等方面的基本能力;(10)养成自主学习的习惯,具备良好的职业道德和职业情感,提高适应职业变化的能力,第1章构件静力分析,在工程实践中什么地方用到力的相关知识?
第1节力学基本概念,第2节平面汇交力系,第3节力矩和力偶,第4节平面一般力系,1.1.1力的定义,1.1力的概念,1定义:
力是物体间的相互作用,这种作用使物体的运动状态发生变化或使物体发生变形。
2.力的效应:
外效应(运动效应)内效应(变形效应)。
1.1.2力的三要素,力的三要素:
大小,方向,作用点,第1节力学基本概念,1.1.3力的表示方法及单位,1.1力的概念,2力的单位国际单位:
牛顿(N),1力的表示方法,1.1.4刚体的概念,刚体是指在外力作用下大小和形状保持不变的物体。
静力学中研究的物体均可视为刚体。
1.2.1二力平衡定理,1.2力学的基本定理,作用在刚体上的两个力,使刚体平衡的必要和充分条件是:
这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
如左图所示,物体放置在水平地面上,受到重力G和水平面的支承力FN的作用处于平衡状态,这两个力必等值、反向、共线。
说明:
对刚体来说,上面的条件是充要的,二力构件:
凡只受二力的作用而保持平衡的构件,又称为二力杆。
对变形体(或多体)来说,上面的条件只是必要条件,1.2.2平衡力系定理(力的可传性原理),1.2力学的基本定理,作用在刚体上某点的力,可沿其作用线任意移动其作用点而保持它原来对刚体的作用效果。
如上图所示,小车在A点作用力F和在B点作用力F对小车的作用效果是相同的。
1.2.3力的平行四边形法则,1.2力学的基本定理,作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力,此合力也作用于该点,合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。
如左图所示,FR是F1、F2的合力,符合矢量加法法则,即:
1.2.4作用与反作用定理(牛顿第三定理),1.2力学的基本定理,两物体间相互作用的力总是同时存在的,且两力大小相等、方向相反、沿同一条直线,分别作用于两个不同的物体上。
这两个力分别称为作用力与反作用力。
例吊灯,1.3.1自由体与非自由体,1.3约束与约束力,1自由体能在空间任意运动不受任何限制的物体称为自由体。
2非自由体在空间的运动受到某些限制的物体称为非自由体。
1约束(这里,约束是名词,而不是动词的约束。
)限制物体运动的周围物体称为约束物,简称约束。
2约束力约束作用于被约束物体的力,称为约束力。
1.3.2约束与约束力,1.3.3常见的约束类型,1.3约束与约束力,1柔性约束由柔软的绳索、链条、皮带等构成的约束称为柔性约束。
其约束力为拉力,作用在接触点,方向背离受力物体,用符号FT表示。
1.3约束与约束力,1.3.3常见的约束类型,2光滑接触面约束(光滑指摩擦可忽略不计)约束力作用在接触点,方向沿接触表面的公法线并指向受力物体,用符号FN表示。
1.3.3常见的约束类型,1.3约束与约束力,3光滑圆柱铰链约束
(1)固定铰链和中间铰链,中间铰链和固定铰链的约束力沿圆柱面接触点的公法线通过圆柱销的中心,方向不能确定。
通常用两个正交分量FNX、FNY表示。
1.3.3常见的约束类型,1.3约束与约束力,3光滑圆柱铰链约束
(2)活动铰链,活动铰链支座的约束力作用线过铰链中心并垂直于支承面,方向不定。
常用符号FN表示。
1.受力分析解决力学问题时,首先要选定需要进行研究的物体,即选择研究对象;然后根据已知条件,约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况,这个过程称为构件的受力分析。
作用在构件上的力有:
一类是:
主动力,如重力,风力,气体压力等。
二类是:
被动力,即约束反力。
1.4构件的受力分析,2.受力图画受力图的具体步骤:
(1)明确研究对象,画出分离体;
(2)在分离体上画出全部主动力;(3)在分离体上画出全部约束反力;(4)检查受力图是否完整正确。
1.4构件的受力分析,例,画受力图应注意的问题,除重力、电磁力外,物体之间只有通过接触才有相互机械作用力,要分清研究对象(受力体)都与周围哪些物体(施力体)相接触,接触处必有力,力的方向由约束类型而定。
2、不要多画力,要注意力是物体之间的相互机械作用。
因此对于受力体所受的每一个力,都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。
1、不要漏画力,约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画,不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。
在分析两物体之间的作用力与反作用力时,要注意,作用力的方向一旦确定,反作用力的方向一定要与之相反,不要把箭头方向画错。
即受力图一定要画在分离体上。
一个力,属于外力还是内力,因研究对象的不同,有可能不同。
当物体系统拆开来分析时,原系统的部分内力,就成为新研究对象的外力。
对于某一处的约束反力的方向一旦设定,在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。
第2节平面汇交力系,平面汇交力系是一种基本力系,是研究一般力系的基础。
平面汇交力系中分力可以是两个、三个或更多,由两个汇交力组成的力系是最简单的平面汇交力系。
2.1.1平面汇交力系合成的几何法,2.1平面汇交力系的合成,两个汇交力的合成平行四边形法则:
矢量式为:
FR=F1+F2,2.1.1平面汇交力系合成的几何法,2.1平面汇交力系的合成,力三角形法则:
平边四边形法则可以简化,用一个力三角形表示;画力三角形方法:
先作力F1,在F1的末端接画力F2,即将分力按其方向及大小首尾相连,再连接由F1始端指向F2末端的矢量,即为合力FR。
由F1、F2、FR组成的三角形称为力三角形。
2.1.2平面汇交力系的解析法,2.1平面汇交力系的合成,力在坐标轴上的投影1.定义:
力在坐标轴上分力的大小的度量设力F作用在物体A点,在力F的作用线所在平面内取一直角坐标系oxy,过力F的始点A和终点B分别向x轴引垂线,得到垂足a、b,则线段ab称为力F在x轴的投影,用Fx表示。
同理过A、B两点分别向y轴引垂线得到垂足a、b。
线段ab称为力在y轴上的投影,用y表示。
2.1.2平面汇交力系的解析法,力在平面直角坐标轴上的投影,2.1.2平面汇交力系的解析法,力在平面直角坐标轴上的投影2.投影的正负规定:
投影是代数量,若投影的指向与坐标轴正方向一致,则投影为正,反之为负。
图中Fx、Fy均为正值。
3.大小计算若已知力的大小以及力与x轴的夹角,则力在坐标轴上的投影大小为:
若已知力F在直角坐标轴上的投影Fx、Fy,则该力的大小和方向为:
2.2.1平面汇交力系合成解析法,2.2平面汇交力系的平衡条件,合力投影定理:
合力在某一轴的投影,等于各分力在同一轴上投影的代数和。
若刚体上n个力F1、F2、F3、Fn组成平面汇交力系,则各力在坐标轴上的投影为:
2.2.1平面汇交力系合成解析法,合力的大小和方向分别为:
2.2.2平面汇交力系平衡条件,2.2平面汇交力系的平衡条件,要使构件处于平衡状态,需满足构件所受合力为零。
即:
亦即:
平面汇交力系平衡的必要与充分条件:
力系中各力在力系所在平面内两个相交轴上投影的代数和同时为零。
2.2.3应用举例,2.2平面汇交力系的平衡条件,例如下图(a)所示,重量为G=10N的重物,放置在倾角为=30的光滑斜面上,试求保持重物成平衡时需沿斜面方向所加的力F和斜面对重物的支承力FN。
(a)(b),第3节力矩和力偶,3.1.1力矩,3.1力矩和合力矩定理,3.1.1力矩,力F使物体绕O点转动效应的物理量称为力F对O点之矩,简称力矩,用符号MO(F)表示,即:
通常规定:
力使物体绕矩心逆时针方向转动时,力矩为正,反之为负。
力矩的单位是牛顿米(Nm)。
结论:
(1)若将力F沿其作用线移动,则因为力的大小、方向和力臂都没有改变,所以不会改变该力对某一矩心的力矩。
(2)力的大小等于零或其作用线通过矩心时,力矩等于零。
3.1.2合力矩定理,合力矩定理:
平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩,等于其所有各分力对同一点力矩的代数和。
即:
3.2力偶及其基本性质,3.2.1力偶和力偶矩,力偶:
一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系,作用效果:
引起物体的转动。
力和力偶是静力学的二基本要素。
3.2.1力偶和力偶矩,力偶臂力偶中两个力的作用线之间的距离,用d表示。
力偶矩力偶中任何一个力的大小与力偶臂d的乘积,加上适当的正负号。
力偶矩正负规定:
若力偶有使物体逆时针旋转的趋势,力偶矩取正号;反之,取负号。
力偶矩的单位:
牛顿米(Nm),力偶的三要素:
力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用平面。
3.2.2力偶的性质,
(1)力偶对其作用平面内任意点取矩都恒等于力偶矩本身,不因矩心的改变而改变。
(2)力偶没有合力,在任意坐标轴上的投影等于零。
力偶只能由力偶来平衡。
(3)力偶的等效性作用在同一平面的两个力偶,若它们的力偶矩大小相等、转向相同,则这两个力偶是等效的,可以相互替换。
3.3平面力偶系的合成与平衡条件,3.3.1平面力偶系的合成,平面力偶系:
平面力系中的各力两两组成力偶,叫平面力偶系,设有两个力偶,d,d,3.3.1平面力偶系的合成,设在刚体的同一平面内有n个力偶M1、M2、M3、Mn的作用,现求其合力偶的力偶矩。
根据力偶的性质,力偶对刚体只产生转动效应,其合力偶的力偶矩等于各分力偶矩的代数和,即:
结论:
平面力偶系合成结果还是一个力偶,其力偶矩为各力偶矩的代数和。
3.3.2平面力偶系的平衡条件,平面力偶系平衡的充分必要条件:
平面力偶系中所有各力偶的力偶矩的代数和等于零。
即:
平面力偶系有一个平衡方程,可以求解一个未知量。
第4节平面一般力系,作用在构件上的各力作用线都在同一平面内,既不相交于一点又不完全平行的力系称为平面一般力系。
4.1平面一般力系的简化,4.1.1力的平移定理,力的可传性:
作用于刚体上力可沿其作用线在刚体内移动,而不改变其对刚体的作用效应。
4.1.1力的平移定理,力的平移定理:
作用于刚体上的力,可平移到刚体上的任意一点,但必须附加一力偶,其附加力偶矩等于原力对平移点的力矩。
思考:
为什么打乒乓球的时候会有上、下、侧旋球呢?
4.1.1力的平移定理,几点说明:
力的平移定理揭示了力与力偶的关系:
力力+力偶力平移的条件是附加一个力偶M,且M与d有关,M=Fd力的平移定理是力系简化的理论基础。
4.1.2平面一般力系的简化,4.1.2平面一般力系的简化,简化中心(与简化中心位置无关)(因主矢等于各力的矢量和),4.1.2平面一般力系的简化,大小:
方向:
规定逆时针为正,顺
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械基础多学时 教学 课件 机械 基础 学时