第一章　构件的受力分析与计算.ppt

第三节　平面力系平衡方程及其应用 例1-4　悬臂起重机简图如图1-24a所示，横梁AB长=2.5m，自重G1=1.2kN。拉杆CB倾斜角α=30°，自重不计。电葫芦连同重物共重G2=7.5kN。当电葫芦在图示位置a=2m，匀速起吊重物时，求拉杆的拉力和支座A的约束反力。解　(1)AB梁　选横梁AB为研究对象，绘制受力图，如图1-24b所示。(2)平衡方程(3)分析讨论　可选B点为矩心，列方程(c)，对上述结果进行验算。四、平面力系平衡的特殊情况1.平面汇交力系2.平面平行力系 第三节　平面力系平衡方程及其应用 3.平面力偶系 第四节　空间力系简介 图1-25　齿轮轴的受力分析 一、力在空间坐标轴上的投影 第四节　空间力系简介 力在空间坐标轴上的投影如图1?26所示，已知力F与三个坐标轴x、y、z之间的夹角分别为α、β和γ，根据力的投影定义，可直接将力F向三个坐标轴上投影（图1?26a），得到 图1-26　力在空间坐标轴上的投影a)直接法求力的投影　b)二次投影法求力的投影 第四节　空间力系简介 二、力对轴之矩 图1-27　力对轴之矩 第四节　空间力系简介 三、空间力系平衡问题的平面解法——轮轴类零件的平衡问题我们知道，一个空间物体可以用三个平面视图来表示。 第四节　空间力系简介 表1-1　机械中常见的空间约束类型 第四节　空间力系简介 表1-1　机械中常见的空间约束类型 第四节　空间力系简介 例1-5　传动轴的受力分析如图1-28所示。带轮轮轴右边通过联轴器受到电动机给予的驱动力偶矩m=30N·m，若带的紧边拉力FT1=2FT2，带轮直径d=30cm，a=20cm，α=30°，轮轴自重不计，试求带的拉力和A、B轴承的约束反力。解　(1)受力示意图　取带轮整体为研究对象　选取坐标系，绘制其受力图，如图1-28a所示。(2)力投影图　将轮轴的轮廓及所受的力向三个坐标平面投影，作出三个投影图，如图1-28b所示。(3)求解平面力系　求解三个平面力系，公式如下。 第四节　空间力系简介 图1-28　传动轴的受力分析a)带轮轮轴受力示意图　b)轮轴的受力投影图 1.力学模型的简化是本章分析问题的关键要素，正确做出工程实物的力学模型是今后工程分析的首要条件。 第四节　空间力系简介 2.本章所研究的物体为“刚体”，即在受力之后不会发生变形。3.本章所研究的内容均为“光滑面约束”，即物体之间不存在摩擦力。4.静力学是研究物体机械运动的特殊情况——物体的平衡问题的科学。1.指出滚动铰支座约束与工程实践中的哪些构件的结构形式接近，举例说明。2.观察日常生活中物体的受力情况，并绘制受力图。3.结合工程实物中的典型机构，观察其受力情况，并绘制受力图。4.结合力线平移定理说明乒乓球运 第四节　空间力系简介 图1-29　刚体系统的受力分析 5.分析多刚体系统的平衡问题，不仅需要考察刚体系统的整体受力情况，同时需要考察系统中单个刚体或局部刚体系统的受力情况。 第四节　空间力系简介 2)分析整体结构的受力图，确定其上未知约束反力的个数，并确定能否通过分析整体平衡而求出全部的未知约束反力。3)分析杆件AC和BC的受力情况，列出需要首先解决的问题的平衡方程。6.空间力系的平衡问题，可以转化为平面力系问题进行求解，即空间力系问题的平面解法。 图1-30　伊萨克·牛顿(Isaac Newton) 第四节　空间力系简介 1.受力分析基础知识(1)静力学基本公理1)二力平衡公理说明了作用在一个刚体上的两个力的平衡条件。2)加减平衡力系公理是力系等效代换的基础。3)力的平行四边形法则给出了共点力的合成方法。4)作用与反作用公理说明了物体间相互作用的关系。(2)物体的受力分析及受力图1)工程中常见的约束类型及约束反力的画法。2)受力图及绘制方法。2.力的投影、力对点之矩及力偶1)力在坐标轴上的投影　投影的大小及符号。 第四节　空间力系简介 2)合力投影定理　合力在任意轴上的投影等于诸分力在同一轴上投影的代数和。3)力对点之矩　力对点之矩的计算公式、符号的规定，合力矩定理的意义及应用。4)力偶　力偶的概念、计算公式、符号的规定及性质。3.平面力系的平衡方程及应用1)平面力系的平衡方程2)平面力系平衡方程的解题步骤。3)平面力系特殊情况的平衡方程。4.空间力系1)力在空间直角坐标轴上的投影，力对轴之矩。 第四节　空间力系简介 2)空间力系问题的平面解法——轮轴类零件平衡问题的平面解法的步骤。一、填空题1?1　力是物体之间相互的，力的作用效果是使物体的发生变化，也可使物体发生。 题1-5图 第四节　空间力系简介 题1-6图 二、判断题 第四节　空间力系简介 1?7　大小相等、方向相反，且作用线共线的两个