任务二平面汇交、力偶系.ppt

力偶的性质3：平面力偶等效定理 作用在同一平面内的两个力偶，只要它们的力偶矩的大小相等，转向相同，则这两个力偶彼此等效。 由上述性质可得下列两个推论： ①力偶可以在其作用面内任意移动，而不影响它对刚体的转动效应。 ②只要保持力偶矩大小和转向不变，可以任意改变力偶中力 的大小和相应力偶臂的长短，而不改变它对刚体的转动效应。即：决定力偶对刚体转动效应的唯一特征量是力偶矩，因此力偶可以直接用力偶矩（带箭头的弧线 ）来表示。 — + 等效于 等效于 20N 20N d=0.1m 10N 10N d=0.2m M=2N.m = = 模块4 平面力偶系的合成与平衡 平面力偶系:作用在刚体同一平面的多个力偶称为平面力偶系。 平面力偶系的合成结果：必为一个合力偶,其合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 平面力偶系平衡的充要条件是:所有各力偶矩的代数和等于零。 [例] 在一钻床上水平放置工件,在工件上同时钻三个等直径 的孔, 钻头的力偶矩分别为M1=M2=10N.m，M3=20N.m。固定螺栓A和B的距离l＝200?mm。求工件的总切削力偶矩和A和B端水平约束力? 解: 各力偶的合力偶距为 由力偶只能与力偶平衡的性质 例：下图所示机构中的曲柄OA和O1B上各作用一个已知力偶，使机构处于 平衡状态。已知O1B=r，求支座O1的约束力和曲柄OA的长度。 M1 M2 O A O1 B 30° M1 FO1 FB B O1 （1）选O1B为研究对象进行受力分析，列平衡方程 O A FA FO M2 （2）选OA为研究对象进行受力分析，列平衡方程 M1 M2 O A O1 B 30° 有关移动效应和转动效应的一些概念的区别：(平面内） 1、力和力偶 力是滑动矢量，它用来衡量物体间的相互机械作用； 力偶是自由代数量，它是由等值、反向、作用线平行的一对力组成的力系。 这两个概念分别代表使刚体产生移动效应和转动效应的最基本的两个物理量。 2、力矩、力偶矩 力矩：指力使刚体绕某点转动效应的量，转动中心改变，则会改变力矩的大小和转向。是定位代数量。 力偶矩：用来度量力偶对刚体作用的转动效应，和矩心的选择无关。是 自由代数量。 平面汇交力系的合成 几何法：画力多边形求合力 解析法求解合力，可求解合力的大小和方向 平面汇交力系的平衡 几何条件：力多边形首尾相接，自行封闭 解析条件： 力对点之矩的概念 合力矩定理 力偶的基本性质及推论 平面力偶系的合成 平面力偶系的平衡 合力偶 课堂思考题：判断题。 1、因为构成力偶的两个力满足F＝F′，所以力偶的合力等于零。 2、因为构成力偶的两个力满足F＝F′，所以力偶在某轴上的投影不为零。 3、力偶对其作用面内任一点之矩都等于力偶矩。 5、力矩为零时表示力作用线通过矩心或力为零。 4、力F在x轴方向的分力为零，则力F对坐标原点的力矩为零。 错 对 错 错 对 1、题图所示四个力偶中，（ ）是等效的。 A.(a)与(b)、 (d) B.(b) 与(c) C.(c)与(d) D.(a)与(b)、(c)与(d) A 课堂思考题：选择题。 2、将题图a所示的力偶m移至题图b的位置，则（ ）。 A： A、B、C处约束反力都不变 B： A处反力改变，B、C处反力不变 C： A 、C 处反力不变， B处反力改变 D： A、B、C处约束反力都要改变 D 4、一刚体上只有两个力偶MA、MB作用,且MA+MB=0,则此刚体（ 　）。 一定平衡。 B. 一定不平衡。 C. 平衡与否不能判定。 A 1、在刚体上A、B、C、D四点作用了四个大小相等的力，此四 力沿四个边恰好组成封闭的力多变形，此刚体平衡么？如F1和 F1′都改变方向，此刚体平衡么？为什么？ 答：刚体不平衡，如果F1和F1′同时改变方向，则刚体平衡。 课堂思考题：图形题。 2、 力偶不能单独与力平衡，为什么图中均质轮能平衡？图中作用于均质轮上力偶的力偶矩M=GR。 答：图中均质轮能保持平衡，因为 O处固定圆柱铰链带给均质轮的力 与重物带给均质轮的拉力组成一对 力偶，与M共同作用使刚体平衡。 G M O * * * * * 成都纺专 工程力学（项目一：任务二 平面汇交力系和力偶系） 知识要点： 1、平面汇交力系的合成与平衡条件。 2、力对点之矩的概念和力偶的概念。 3、平面力偶系的合成与平衡条件。 技能要求： 具有对涉及到平面汇交力系（或者平面力偶系）的机械零部件 进行受力分析以及运算的基本能力。 简易起