机械设计基础第2版教学课件作者周玉丰第2章课件.ppt

塔式起重机如图所示。机架重G1=700 kN，作用线通过塔架的中心。最大起重量G2=200 kN，最大悬臂长为12 m，轨道AB的间距为4 m。平衡荷重G3到机身中心线距离为6 m。试问： (1)保证起重机在满载和空载时都不翻倒，求平衡荷重G3应为多少? (2)当平衡荷重G3=180 kN时，求满载时轨道A，B给起重机轮子的约束力？ 例 题 14 A B 2 m 2 m 6 m 12 m G1 G2 G3 平面平行力系的平衡方程 1. 起重机不翻倒 满载时不绕B点翻倒，临界情况下FA=0，可得 取塔式起重机为研究对象，受力分析如图所示。 解： A B 2 m 2 m 6 m 12 m G1 G2 G3 例 题 14 平面平行力系的平衡方程 空载时，G2 = 0，不绕A点翻倒，临界情况下FB = 0， 可得 75 kN＜G3＜350 kN 则有 A B 2 m 2 m 6 m 12 m G1 G2 G3 例 题 14 平面平行力系的平衡方程 2. 取G3=180 kN，求满载时轨道A ， B给起重机轮子的约束力。 列平衡方程 解方程得 A B 2 m 2 m 6 m 12 m G1 G2 G3 例 题 14 平面平行力系的平衡方程 G2 FA G1 G3 G FB A B 3.0 m 2.5 m 1.8 m 2.0 m 例 题 15 平面平行力系的平衡方程 一种车载式起重机，车重G1= 26 kN，起重机伸臂重G2 = 4.5 kN，起重机的旋转与固定部分共重G3 = 31 kN。尺寸如图所示。设伸臂在起重机对称面内，且放在图示位置，试求车子不致翻倒的最大起吊重量Gmax。 1.取汽车及起重机为研究对象，受力分析如图。 2.列平衡方程。 解： G G2 FA G1 G3 FB A B 3.0 m 2.5 m 1.8 m 2.0 m 例 题 15 平面平行力系的平衡方程 4.不翻倒的条件是： FA≥0， 所以由上式可得 3.联立求解。 G2 FA G1 G3 FB A B 3.0 m 2.5 m 1.8 m 2.0 m G 例 题 15 平面平行力系的平衡方程 故最大起吊重量为 Gmax= 7.5 kN 物体系统（物系） 由若干物体通过一定形式的约束组合在一起的机械或结构。 2.7 物体系统的平衡 物体系统（物系）的平衡 n个物体组成的物系的独立方程≤ 3n个 物体系统平衡则组成系统中的每一个物体均平衡。 求解物系平衡问题的步骤 （1）选择研究对象，画受力图 （2）分析受力图，确定求解顺序 （3）根据受力图列平衡方程 物体系统的平衡 注意事项 （1）二力构件的分析 （2）已知力作用的构件分析 （4）矩心的选取 （3）内力与外力的关系 物体系统的平衡 三铰拱桥如图所示，由左右两段借铰链C连接起来，又用铰链A，B与基础相连接。已知每段重G = 40 kN，重心分别在D，E处，且桥面受一集中载荷F =10 kN。设各铰链都是光滑的，试求平衡时，各铰链中的力。尺寸如图所示。 例 题 16 A B C D E G F 3 m G 1 m 6 m 6 m 6 m 物体系统的平衡 平面一般力系的简化与平衡方程 平面一般力系的简化与平衡方程 2.5.2 平面一般力系的简化 FR=∑F =∑F MO = M1 + M2 +… Mn =∑MO (F) 平面一般力系的简化与平衡方程 平面一般力系的简化与平衡方程 结论： 平面一般力系向平面内任一点简化可以得到一个力和一个力偶，这个力等于力系中各力的矢量和，作用于简化中心，称为原力系的主矢；这个力偶的矩等于原力系中各力对简化中心之矩的代数和，称为原力系的主矩。 平面一般力系的简化与平衡方程 主矢、主矩 原力系 平面一般力系的简化与平衡方程 应用实例 平面一般力系的简化与平衡方程 应用实例 平面一般力系的简化与平衡方程 应用实例 平面一般力系的简化与平衡方程 应用实例 平面一般力系的简化与平衡方程 应用实例 平面一般力系的简化与平衡方程 平面一般力系 力系合成的结果分析 （1）FR=0，Mo≠0 （2）FR ≠ 0，Mo =0 （3）FR ≠ 0，Mo≠0 （4）FR=0，Mo = 0 Mo FR = FR FR 平衡 平面一般力系的简化与平衡方程 （3）FR ≠ 0，Mo≠0 FR 平面一般力系的简化与平衡方程 FR = F