机械基础教学课件作者黄东第2章.ppt

下载文档

1
0
约7.68千字
约 45页
2019-10-13 发布于广东
举报
版权申诉
保障服务

机械基础教学课件作者黄东第2章.ppt

1、本文档共45页，可阅读全部内容。
2、原创力文档（book118）网站文档一经付费（服务费），不意味着购买了该文档的版权，仅供个人/单位学习、研究之用，不得用于商业用途，未经授权，严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等，侵权必究。
3、本站所有内容均由合作方或网友上传，本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺！文档内容仅供研究参考，付费前请自行鉴别。如您付费，意味着您自己接受本站规则且自行承担风险，本站不退款、不进行额外附加服务；查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档，您可以点击这里二次下载。
4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等，请点击“版权申诉”（推荐），也可以打举报电话：400-050-0827(电话支持时间：9:00-18:30)。

图 2.7 返回图 2.9 返回图 2.10 返回图 2.11 返回图 2.12 返回图 2.13 返回图 2.14 返回图 2.15 返回图 2.21 返回图 2.23 返回图 2.24 返回图 2.25 返回图 2.26 返回图 2.27 返回图 2.30 返回 * 第2章　平面力系 2.1　力的投影　力矩与力偶 2.2　平面力系的简化与合成及平衡问题 2.3　物系的平衡问题返回 2.1　力的投影　力矩与力偶 2.1.1　力的投影一、力在平面上的投影如图2.2所示，Ｆｘｙ是Ｆ在平面Ｏｘｙ上的投影，记作Ｆｘｙ＝［Ｆ］ｘＯｙ，其模（即Ｆｘｙ的大小）为Ｆｘｙ。Ｆｘｙ＝Ｆｃｏｓφ（2－1）式中，φ为力Ｆ与平面Ｏｘｙ的夹角。很显然，力在平面上的投影是一个矢量。二、力在坐标轴上的投影如图2.2所示，将平面力Ｆｘｙ向ｘ轴投影，由矢量在坐标轴上投影的定义可知，从力矢Ｆｘｙ的两端点，向坐标ｘ轴做垂线，可以得ｘ轴上介于两垂足之间的有向线段Ｆｘ，Ｆｘ为力Ｆ在ｘ轴上的投影。下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶有向线段Ｆｘ的长短表示的是力Ｆｘｙ在ｘ轴上投影的大小，表示为Ｆｘ＝Ｆｘ。并规定当力Ｆｘｙ在ｘ轴上的始端投影到末端投影的方向与ｘ轴正方向一致时，力在ｘ轴上的投影Ｆｘ为正；若力Ｆｘｙ在ｘ轴上的始端投影到末端投影的方向与ｘ轴正方向相反时，力在ｘ轴上的投影Ｆｘ为负。有了这个方向的规定，则可以说：力在坐标轴上的投影是代数量。力在坐标轴上的投影，有两种方式：直接投影法和两次投影法。三、合力投影定理将力多边形置于直角坐标系Ｏｘｙｚ中，根据式（2－5）可得：上一页下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶ＦＲ＝ＦＲｘｉ＋ＦＲｙｊ＋ＦＲｚｋ（2－6）将上式代入ＦＲ＝∑Ｆｉ（ｉ＝1，2，，ｎ），可以得到力的解析式Ｆｘ＝∑ＦｉｘＦｙ＝∑ＦｉｙＦｚ＝∑Ｆｉｚ若某汇交力系由ｎ个力组成，则合力ＦＲ可以表示为：ＦＲ＝∑Ｆｉ＝(∑Ｆｉｘ)ｉ＋(∑Ｆｉｙ)ｊ＋(∑Ｆｉｚ)ｋ＝Ｆｘｉ＋Ｆｙｊ＋Ｆｚｋ（2－8）合力在任一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和，称为合力投影定理。上一页下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶 2.1.2　力矩力对物体的作用效应，除移动外还有转动。其移动效应取决于力的大小和方向，可用力在坐标轴上的投影来描述。那么力对物体的转动效应与哪些因素有关，又如何描述呢？一、力对点之矩当我们用扳手拧螺母时，力Ｆ使螺母绕Ｏ点转动的效应不仅与力Ｆ的大小有关，而且还与转动中心Ｏ到Ｆ的作用线的距离ｄ（力臂）有关。实践表明，转动效应随Ｆ或ｄ的大小变化而变化，此外，转动方向不同，转动效应也不同。上一页下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶在力学中为度量力使物体绕矩心Ｏ转动的效应，将力的大小Ｆ与矩心Ｏ到力的作用线的距离（力臂ｄ）的乘积Ｆ·ｄ，冠以适当的正负号所得的物理量称为力Ｆ对Ｏ点之矩，简称力矩，记作ＭＯ（Ｆ），即：ＭＯ（Ｆ）＝±Ｆ·ｄ（2－10）力对点之矩是一个矢量。式（2－10）所表明的是：在力矩作用平面内，力对点之矩可以用一个代数量表示，它的绝对值等于力的大小与力臂的乘积。正负规定为：力使物体绕矩心逆时针转向时为正，反之为负。力矩的单位为牛顿·米（Ｎ·ｍ）或千牛顿·米（ｋＮ·ｍ）。上一页下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶二、力对轴之矩力对点之矩度量了力使刚体绕某点的转动效应。工程中常遇到刚体绕定轴转动的情形，因而引入力对轴之矩度量力使刚体绕某轴转动的效应。在力矩作用平面内物体绕Ｏ点转动，从空间的角度看，就是物体绕通过Ｏ点且垂直于力的作用面的轴的转动。实际上，在平面内所讲的力对点之矩，对空间而言就是力对通过矩心且垂直于力的作用面的轴之矩。由经验可知，如图2.7（ａ），（ｂ），（ｃ）所示的力Ｆ均无法使门绕轴转动，只有如图2.7（ｄ）所示施加力Ｆ，门才会绕轴转动。上一页下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶设作用在门上的力Ｆ的作用点为Ａ，将力Ｆ分解为两个力，其中Ｆｚ／／Ｏｚ，另一分力Ｆｘｙ在过Ａ且垂直于Ｏｚ轴的平面Ｏｘｙ内。分力Ｆｚ不会使刚体绕Ｏｚ轴转动，正如作用在门上的重力不会使它绕铅垂的门轴转动一样，力Ｆ使刚体绕Ｏｚ轴的转动完全决定于分力Ｆｘｙ对Ｏ点之矩，于是力对轴之矩为力在垂直于该轴的平面上的分力对该轴与平面交点之矩Ｍｚ（Ｆ）＝ＭＯ（Ｆｘｙ）＝±Ｆｘｙｄ（2－12）力与轴相交或与轴平行（力与轴在同一平面内）时，力对该轴的矩为零。上一页下一页返回 2.1　力的投影　力矩与力偶如图2.7（ｅ）所示，力对轴之矩是代数量，它的正负号由右手螺旋法则确定。单位与力对点之矩相同。根据力的投影和力矩的