零件的受力分析和计算课件.ppt

机械工程基础;第三篇零件的受力分析、失效分析和材料选择;概述;第一节静力学的基本概念;第一节静力学基本概念;一、力;分布力可合成为一个力，如重力。;等效力系：若作用在物体上的一个力系与另一个力系的

作用效果相同，称这两个力系为～。;结论：二力体所受的两力必需等值、反向、共线，并且作用线沿两力作用点的连线。;F2;F2;?三力平衡汇交定理

刚体受三个不平行的力F1、F2和F3作用而平衡时，这三个力的作用线必汇交于一点。;注意：该定律与二力平衡公理的区别。;第三节物体的受力分析和受力图; 工程上钢丝绳、皮带、链条等都可以看作柔索。;约束力特点：作用在接触点上，沿接触点的

公法线指向被约束物。;;滚珠轴承座;X;受力分析和画受力图(重点);F;C;A;A;综合实例：

重量为W1的匀质圆盘放置在粗糙的斜面上，并用柔绳系在中心，绳的另一端绕过滑轮系一重量为W2的重物，滑轮重量为W3。绳子的重量可略去不计。试作出圆盘、重物和滑轮的受力图。;34;画受力图时必须注意：;第四节平面汇交力系;平面汇交

力系;平面汇交力系的平衡条件：力系的合力为零。即Ｒ＝0或力多边形自行封闭。;力F的大小、方向：;合力R在某轴上的投影等于各分力在同轴上的投影的代数和。;3、平面汇交力系合成的解析法与平衡条件;具体步骤：;应用举例：;例2：如图所示的液压压榨机中，连杆ＡＢ和BC的长度相等。A、B、C处为铰链连接，各杆自重和摩擦忽略不计。已知活塞１上受到的液压推力Ｆ＝3000Ｎ，要求压块２对工件３的压榨力Ｑ等于11.15ＫＮ，图中l＝1486.3㎜。试求增力比Ｑ/Ｆ的计算式和Ｈ的大小。;解：1、选压块２为研究对象

1)画受力图；

由于不计杆重、摩擦，杆BC为二力杆。

2）建立合适坐标系，列平衡方程；

坐标系的建立有利于减少计算量。尽量使坐标轴垂直或平行于大多数力。;2、选活塞杆DB为研究对象

1）受力分析，画受力图；

2）建立如图所示坐标系，由静力平衡条件知：;而，故;总体注意事项：;作业：

P186习题7－4，7－5

;第五节力矩和平面力偶系;?力矩性质：;合力R对O点???矩等于各分力对O点之矩的代数和。;?根据合力矩定理;d;正负号规定：

力偶使物体逆时针转动时取正，反之取负。;力偶性质

力偶不能与一力等效或平衡，它只能与力偶等效或平衡。

平面力偶等效的条件：力偶矩相等。

只要保持力偶矩不变，力偶可以在其作用平面内任意转移而不改变它对刚体的作用效果。

只要保持力偶矩不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短而不改变它对刚体的作用效果。;F;F;3、平面力偶系的合成和平衡;?平面力偶系的平衡分析;解：选取梁AB为研究对象。对梁AB进行受力分析，受力图如图所示。

梁AB受已知力偶M的作用，同时在A、B处受到约束力作用。

梁AB在A、B处的约束反力构成一对力偶（FA，FB）。;作业：

P186习题7－6;第六节平面一般力系;力的平移定理的内容：

作用在刚体上的力可以在附加一个力偶的条件下，平移到刚体上任一点而不改变对刚体的作用效果。附加的力偶矩等于原力对指定点的矩。;;（主矢）;?平面一般力系简化结果的讨论;固定端约束（既不能转动也不能移动）;三、平面一般力系平衡方程及其应用;二力矩形式;3、平面一般力系平衡问题的求解;解：取梁AB为研究对象，对梁AB进行受力分析，画受力图如图。

由二力杆BC可确定梁AB在B处的约束力。由受力图可判断梁AB受到平面一般力系的作用。;选择平面一般力系平衡方程的基本形式。建立如图所示的坐标系，选A点为矩心。;作业：

P187习题7-9;第七节平面平行力系;平衡方程：（两种形式）;例题：塔式起重机的机架重P1，作用线通过塔架的中心。最大起重量P2，最大悬臂长为12m，轨道AB的间距为4m。平衡重P3到机身中心线距离为6m。;1、满载时，若平衡重较小，起重机可能绕B点翻倒，此时FA=0。;第八节物体系统的平衡;例1:如图所示的曲柄压力机由飞轮1、连杆2和滑块3组成。O、A、B均为铰接，飞轮在驱动力矩M作用下，通过连杆推动滑块在水平导轨中移动。已知滑块受到工件的阻力为F，连杆长为l，曲柄半径OB＝r，飞轮重为Q，连杆和滑块的重量及各处摩擦均不计。求在图示位置（∠AOB＝90°）时，应当作用于飞轮的驱动力矩M以及连杆2、轴承O和滑块3的导轨所受的力。;Noy;联立上面的方程组可得; 由作用力