【课件】任务3.1.4平面任意力系 (2).pptx

机械设计基础机构力学分析

3.1.4平面任意力系任务描述相关知识任务实施任务目标

平面任意力系主要内容CONTENS01【任务描述】02【任务目标】03【相关知识】1.平面任意力系2.平面任意力系的简化3.平面任意力系的简化结果分析4.平面任意力系的平衡方程04【任务实施】

平面任意力系任务描述如图所示内燃机中的活塞连杆机构，各构件的质量忽略不计。已知F=6kN，求在图示位置，各构件平衡时的力偶矩M和支座O处的约束反力。连杆曲轴活塞

平面任意力系任务目标1掌握平面任意力系的简化2掌握平面任意力系的平衡3掌握力的平移定理

平面任意力系相关知识1、平面任意力系力系中各力的作用线都在同一平面内，它们既不完全汇交于一点，也不全都平行，此力系称为平面任意力系。

平面任意力系相关知识2、平面任意力系的简化力的平移定理：作用于刚体上的力，可等效地平移至任一指定点，但必须附加一力偶，附加力偶的矩就等于原力对指定点的矩。d

平面任意力系相关知识2、平面任意力系的简化平面任意力系向作用面内一点O的简化

平面任意力系相关知识2、平面任意力系的简化平面任意力系向作用面内一点O的简化，结果一般为一个力和一个力偶。该力矢等于原力系中各力的矢量和，称为原力系的主矢；该力偶的矩等于原力系中各力对简化中心O的矩的代数和，称为原力系的主矩。注：主矢与简化中心的位置无关主矩与简化中心的位置有关

平面任意力系相关知识3、平面任意力系的简化结果分析，原力系合成为一个合力偶。

平面任意力系相关知识3、平面任意力系的简化结果分析，原力系合成为一个作用线通过简化中心O的合力。

平面任意力系相关知识3、平面任意力系的简化结果分析，原力系合成为一个作用线不通过简化中心O的合力。

平面任意力系相关知识3、平面任意力系的简化结果分析。

平面任意力系相关知识3、平面任意力系的简化结果分析总结：对某个力系而言，若选取不同的简化中心，主矩的值将不同，但最终简化结果却是唯一的。平面任意力系在合成时可以找方便的点作为简化中心。。

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程平面任意力系平衡的充分与必要条件：该力系的主矢和主矩都等于零。即平面任意力系的平衡方程为（基本形式：两投影一矩式）两个投影方程和一个力矩方程，可求解三个未知量。投影轴与矩心位置均可任意选择。

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程平面任意力系的平衡方程为（一投影两矩式）应用二矩式时，所选坐标轴不能与矩心AB的连线垂直。平面任意力系的平衡方程为（三矩式）应用三矩式方程时，所选矩心A、B、C三点不能在一条直线上。

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程平衡方程的工程运用图示为高炉加料小车。小车由钢索牵引沿倾角为α=30°的轨道匀速上升，已知小车重G=10kN，绳与斜面平行，a=0.5m，b=0.2m，不计摩擦。求钢丝绳的拉力及轨道对车轮的约束反力。

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程平衡方程的工程运用

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程平衡方程的工程运用

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程平衡方程的工程运用

平面任意力系相关知识4、平面任意力系的平衡方程总结：合理选取坐标系应选取与尽可能多的力处于平行或垂直的方向作为坐标系将大大简化计算。合理选用平衡方程原则是尽可能做到列一个方程解一个未知数，并尽量避免利用中间值计算。

平面任意力系任务实施如图所示内燃机中的曲柄滑块机构，各构件的质量忽略不计。已知F=6kN，求在图示位置，各构件平衡时的力偶矩M和支座O处的约束反力。连杆曲轴活塞

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