精密机械设计基础2-静力学平衡.ppt

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精密机械设计基础2-静力学平衡

4、活动铰链约束(圆柱铰链) 限制物体沿支撑面的法向方向运动 约束反力:通过铰链中心,垂直于支承面。 二、常见约束及其约束反力 4、活动铰链约束 限制物体沿支撑面的法向方向运动 约束反力:通过铰链中心,垂直于支承面。 二、常见约束及其约束反力 5、球铰链约束 约束反力:通过铰链中心,方向和大小未知(3个未知数)。 用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件 二、常见约束及其约束反力 6、固定端约束 约束反力:用一个力偶和两个相互垂直的分力表示。 二、常见约束及其约束反力 MA A FX FY F 画图步骤: 1、提取受力分离体 2、画出主动力 3、用约束反力代替约束 一、受力分析与受力图 A B F M A B F M FRAY FRAX FRBY 二、平面一般力系平衡的充要条件 A、B、C三点不共线 或 主矢量F 和主矩M 都为零 注: 平面一般力系最多列出3个独立方程 平面汇交力系和平行力系最多列出列出2个独立方程 例:两梯子AB和AC在A铰接,在D、E用水平绳连接,求绳索拉力Fs,梯子自重不计,摩擦不计,求平衡时支座反力和绳子DE的张力。 C A B D Fw FB E h l a α FS FA A B FB FC 解:(1)以两梯子整体为分析对象 (2)以杆AB为分析对象 摩擦力 两个表面接触的物体作相对运动时互相施加的一种物理力。 摩擦力的有害方面 消耗部分功,降低效率;发热影响精度;磨损影响寿命。 摩擦力的有利方面 摩擦传动、人行走;制动器;锁紧装置和螺纹紧固(自锁性)。 静摩擦力:物体保持相对静止,彼此阻碍相对滑动的力。 它随主动力的大小而变,且 0 ? Ff ? Ffmax 一、滑动摩擦基本规律 FW FN F Ff 静摩擦定律: Ffmax = fFN f 为静摩擦系数 1. 摩擦角:全约束反力(FN和Ff的合力) 和法向间夹角的最大值 φ。 二、摩擦角与自锁 FR A FN Ff Ffmax ? ? 2. 自锁:主动力的合力F在摩擦角φ之内,无论这个力怎样大,物体都保持静止。 ? ? F ? 反之,如果主动力的合力F在摩擦角之外,则无论这个力多么小,物体也不可能保持平衡。 三、自锁原理应用 FW FN Ff 自锁条件:θ ≤ 摩擦角φ 吊钳 θ θ 扳手 α 例:曲杆 ACB 与 CED 在 C 点铰接,设砖重Fw=120N,提砖力 Fs 作用在中心线的B上,砖夹和砖之间的摩擦系数 f=0.5,试求距离 b 多大时才能把砖夹起。 A C B E D Fw Fs b 30 250 Fw FN FN Ff Ff FR FR FR’ FR θ θ 杆CED是二力杆 夹起条件:θ ≤ actan(f) 铰链又称合页是用来连接两个固体并允许两者之间做转动的机械装置。铰链可能由可移动的组件构成,或者由可折叠的材料构成 合页主要安装于门窗上,而铰链更多安装于橱柜上,按材质分类主要分为不锈钢铰链和铁铰链;为让人们得到更好的享受又出现了液压铰链(又称阻尼铰链),其特点是在柜门关闭时带来缓冲功能,最大程度的减小了柜门关闭时与柜体碰撞发出的噪音。 按底座类型分为脱卸式和固定式两种 按臂身的类型又分为:滑入式和卡式两种 * * * * 因为活动铰能平移,且发生温度变化,支座位移不会引起桁架内力 * 因为活动铰能平移,且发生温度变化,支座位移不会引起桁架内力 * 如果作用于物块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角 之内,则无论这个力怎样大,物块必保持静止。称这种现象为 自锁现象 。因为在这种情况下,主动力的合力 的作用线必在摩擦角之内,而全约束力的作用线也在此摩擦角之内,主动力的合力 和全约束力 必能满足二力平衡条件, 如果全部主动力的合力 的作用线在摩擦角 之外,则无论这个力怎样小,物块一定会滑动。因为在这种情况下,全部主动力的合力 的作用线已在摩擦角之外,全约束力的作用线不可能出现在摩擦角之外,不能满足二力平衡条件,如图所示,所以物块不会静止。应用这个道理,可以设法避免发生自锁现象。 * 如果作用于物块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角 之内,则无论这个力怎样大,物块必保持静止。称这种现象为 自锁现象 。因为在这种情况下,主动力的合力 的作用线必在摩擦角之内,而全约束力的作用线也在此摩擦角之内,主动力的合力 和全约束力 必能满足二力平衡条件, 如果全部主动力的合力 的作用线在摩擦角 之外,则无论这个力怎样小,物块一定会滑动。因为在这种情况下,全部主动力的合力 的作用

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