机械设计基础part1力学基础部分.ppt

解 ：（1）取梁AB为研究对象。 （2）画受力图。主动力W、F，拉杆的拉力FBC和支座在A处的约束反力FAx、FAy。 （3）取图示坐标系，列平衡方程 解方程得FBC=17.33 kN， FAx =15.01kN， FAy =5.33kN 第六节 摩 擦 1.6.1 滑动摩擦 1.静滑动摩擦 实验证明，最大静摩檫力的 方向与两物体相对滑动趋势的 方向相反，其大小与物体接触面 间的正压力成正比。即 静摩擦力Ff和一般约束反力有共同的特点随主动力的变化而变化，但对不同一般约束反力的特点，当Ff随F增加到某一临界最大值F fmax 2.动滑动摩擦 动摩擦力的大小也与两物体间正压力FN成正比，即 式中为f’动摩擦因数，它与材料和表面情况有关，一般f’＜f。 1.6.2. 摩擦角与自锁现象 1.摩擦角 物体受到的约束反力为：法向反力FN和切向反力Ff（即静摩擦力），两者的合力称为全约束反力或全反力以FR表示。它与接触面法线的夹角为φ，如图所示由此得 当静摩擦力达到最大值时，夹角φ也达到最大值φm， φm称为摩擦角。如图b所示，由此可知 由于静摩擦力是一个范围值，所以夹角φ也是范围值。即 0≤φ≤ φm 2.自锁 则不论这个力多大，物体总是平衡的，这种现象称为自锁 。 1.6.3 考虑摩擦时构件的平衡问题 关键是：画受力图时摩擦力要正确画出，并要注意摩擦力的方向与滑动趋势相反；分析物体处于何种状态。 例 如图所示一重为G物体放在倾角为α的固定斜面上。已知物块与斜面间的静摩擦因数为f，试求维持物块平衡的水平推力F的取值范围。 0.1机械概述 0.1. 1机械的特征 1、? 都是一种人为的实物组合； 2、?各部分之间形成各个运动单元并且各单元之间具有确定的相对运动； 3、能完成有用的机械功（如机床、水泵等）或转换机械能（如内燃机、电动机等）。 0.1.2构件与零件 组成机械的各个相对运动的实物称为构件---构件是机械中运动的单元 机械中不可拆的制造单元称为零件 ---零件是机械中制造的单元 0.2本课程的内容、性质和任务 内容如下： １力学基础 ２常用机构 ３机械设计基础知识 任务是： １初步掌握分析解决简单力学问题的方法。 ２了解常用机构及通用零件、部件的工作原理、运动特性、结构特点及应用等基本知识。 ３掌握通用零部件的受力分析、失效分析、设计准则以及设计方法。 ４能够运用机械设计手册、图册、标准规范等有关技术资料设计简单机械及传动装置的能力。 第一章 物体的受力及其力学分析 第一节 力的基本概念 1.1.1? 力的概念 1.力的定义 力是物体间的相互机械作用。 2 力的三要素 （1）力的大小；（2）力的方向；（3）力的作用点。 3.??力的单位 力的单位用国际单位制，N (牛)或kN (千牛)表示。 4. 平衡 5. 刚体的概念 1.1.2 静力学的基本公理 1. 公理一 力的平行四边形法则 如图所示，FR是F1、F2的合力， 则有 FR=F!+F2 2. 公理二 二力平衡公理 本原理只适用于刚体。对于变形体，这个条件是不充分的。 二力构件 在结构中凡只受二力作用，而处于平衡状态的构件. 如图所示的拉杆（或压杆）AB不计自重，A、B两点所受力FA、FB必定在二力作用点的连线上。 3. 公理三 加减平衡力系公理 在已知刚体上加上或减去一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。 推论1 力的可传性原理 推论2 三力平衡定理 4. 公理四 作用与反作用公理 1.2.1约束与约束反力 1.柔性约束 由柔绳、链条、皮带等柔性物形成的约束称为柔性约束。 约束反力作用在接触点，方向沿柔索而背离受力物体， 用符号FT表示。 约束反力的作用力通过接触点，方向沿接触面法线 而指向受力体。用符号FN表示。 2. 光滑面约束 两直接接触物体，忽略摩擦，把物体的接触面看成是完全 光滑的刚性接触面，简称为光滑面约束。 3. 光滑铰链约束 （1）固定铰链和中间铰链 约束反力沿圆柱面接触点的公法线通过圆销中心，方向不确定。通常用两个正交分力FNx、FNy来表示， （２）活动铰支座 约束反力通过铰链中心，并垂直支承面，其方向随载荷的情况而定。 4 . 固定端约束 固定端的约束就有两个约束反力FAx、FAy和一个约束力偶矩MA。 1.2.2. 物体的受力分析 分离体 把所研究的构件从周围的物体中分离出来，解除约束后的自由物体。 受力图 在分离体上画出全部（包括主动