汽车机械基础 教学课件 作者陈红 第一章.ppt

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1、第一章第一节　静力分析的基本概念和定理第二节　受力分析与受力图第三节　平面力系的简化与合成第四节　平面力系的平衡第五节　物系的平衡第六节　考虑摩擦时的平衡问题第七节　空间力系第一节　静力分析的基本概念和定理一、静力分析的基本概念二、静力学公理一、静力分析的基本概念1.力图1-1　力的效应一、静力分析的基本概念图1-2　力的表示法2.刚体一、静力分析的基本概念图1-3　齿轮轴3.平衡二、静力学公理1.二力平衡条件(公理一)图1-4　二力平衡图1-5　支架二、静力学公理图1-6　二力构件2.加减平衡力系公理(公理二)二、静力学公理

2、图1-7　力的可传性原理二、静力学公理图1-8　力的可传性图1-9　拉杆和压杆二、静力学公理图1-10　作用力与反作用力二、静力学公理图1-11　平行四边形公理3.力的平行四边形法则(公理四)二、静力学公理图1-12　三力平衡汇交定理第二节　受力分析与受力图一、约束与约束反力二、常见约束类型及约束反力的确定三、物体的受力分析及受力图一、约束与约束反力二、常见约束类型及约束反力的确定1.柔体约束图1-13　带传动二、常见约束类型及约束反力的确定图1-14　柔体约束2.光滑接触约束二、常见约束类型及约束反力的确定图1-15　光滑接

3、触面约束二、常见约束类型及约束反力的确定图1-16　凸轮和齿轮a)凸轮　b)齿轮3.光滑铰链约束二、常见约束类型及约束反力的确定(1)中间铰链　中间铰链结构如图1-17a所示，是用销钉穿过两个可动零件的圆柱孔，将它们连接起来，使两个零件可绕销钉轴线相对转动。图1-17　光滑铰链二、常见约束类型及约束反力的确定图1-18　曲柄滑块机构1—活塞销　2—气缸　3—活塞4—轴承　5—曲轴　6—连杆二、常见约束类型及约束反力的确定(2)固定铰链支座　这是一种工程中常见的约束形式，如图1-19a、b所示。(3)活动铰链支座　工程上有时为了

4、适应某些构件变形的需要，在铰链支座下面安装辊轴，成为活动铰链支座，如图1-20a所示。图1-19　固定铰链支座二、常见约束类型及约束反力的确定图1-20　活动铰链支座二、常见约束类型及约束反力的确定图1-21　铰链支座的配合使用三、物体的受力分析及受力图1)哪个是我们的研究对象。2)研究对象上受哪些力作用。1)根据题意，确定研究对象，取分离体并单独画出。2)在分离体上画出所有主动力。3)根据约束类型正确画出相应的约束反力。例1-1　图1-22a所示定滑轮系中，定滑轮在轮心处受到平面铰链约束，在绳子的一端施加力F，将重力为G的物

5、体匀速吊起。设滑轮本身重力不计，滑轮与轴之间的摩擦亦不计，试分别画出重物与滑轮的受力图。三、物体的受力分析及受力图图1-22　定滑轮系解：①将滑轮约束解除画出分离体，作用于其上的力有主动力F和绳子的拉力FT，以及铰链O的约束反力Fx和Fy，三、物体的受力分析及受力图其中FT和FT′为作用力与反作用力关系，如图1-22b所示。②将重物约束解除并画出分离体，它受到的主动力是重力G、约束反力是绳子的拉力FT的作用，如图1-22c所示。例1-2　如图1-23a所示，重力为G的均质球O，由杆件AB、绳子BC和墙壁支持。设各处的摩擦及各杆

6、的重力忽略不计，试分别画出球O、杆件AB的受力图。图1-23　均质球支架三、物体的受力分析及受力图解：①以球O为研究对象画出其分离体。②受力分析。球受到主动力为重力G，方向垂直向下；杆AB、墙壁支持力FD、FE分别过球与两者的接触点D、E，并沿接触点处公法线指向球心，如图1-23b所示。③以杆AB为研究对象画出分离体，如图1-23c所示。④对杆AB进行受力分析。杆AB上主动力为球对它的压力FD′(和FD是作用力与反作用力关系)，方向沿D点处公法线指向杆AB。同时，B点受到绳子对AB杆的拉力FT，方向自B指向C点。A点为固定铰链

7、约束，约束反力的方向可根据三力平衡汇交定理判定，FA经过FD与FT的交点P。三、物体的受力分析及受力图例1-3　折梯的AB、AC两部分在A处用中间铰链连接，并在D、E两点用水平绳子相连，梯子一边作用有铅垂载荷FP，如图1-24a所示。不计梯子自重和接触面的摩擦，试画AB、AC的受力图。图1-24　折梯三、物体的受力分析及受力图解：①取AB为研究对象，画分离体。其上作用有主动力FP，B点处光滑面约束反力FNB垂直于支承面指向AB，D点处绳子的拉力FTD，方向水平向右，A点中间铰链的约束反力用正交的FAx、FAy表示，如图1-24

8、b所示。②取AC为研究对象，画出分离体受力图。其上所受各力分别为绳子约束反力FTE，方向水平向左，C点光滑面约束反力FNC垂直支承面指向AC，A处中间铰链约束反力为正交的F、F，与FAx、FAy分别为作用力与反作用力关系，如图1-24c所示。例1-4　汽车发动机中的活塞连杆组