力学、机械基础知识.docx

一、力学基础知识

(一)力与平衡的基本概念

(1)二力平衡公理(静力公理一):作用于同一刚体的两个力，如果大小相等、方向相反，作用在同一直线上，则它们的合力为零，此时，刚体处于静止或做匀速直线运动状态。

(2)加减平衡力系公理(静力公理二):在作用于刚体任一力系中加上或者减去任何平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。

(3)力的平行四边形法则(静力公理三):作用于刚体上某一点的两个力的合力等于这两个力的矢量和，合力的作用点在两个力的公共作用点上，合力的大小和方向以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示，如图3-1所示。

(二)力的三要素

力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点，此性质称为力的三要素。可用一个有向线段来描述其方向和大小。用该有向线段的起点描述其作用点，线段所在的直线称为力的作用线。力的三要素会影响到力的效果。

按性质和规律分，力学中常见的力有引力(重力)、弹性力、摩擦力、介质的阻力、电场力、洛伦兹力等，这些力都有其自身确定的变化规律。另外，在处理受约束物体的动力学问题时。约束(即限制物体运动的其他物体)常用理想的刚化模型简化。因此，约束作用于物体的力，即约束反作用力，是由作用于物体的其他力和物体的运动情况决定的力。求解这些未知的约束反作用力则构成动力学的一类问题。

(三)力的基本原理

力的作用效果主要有以下几个方面：

(1)产生加速度。引起受力物体运动状态的改变。

(2)产生力矩，引起受力物体旋转。

(3)改变物体运动方向。

物体运动状态主要与力的大小、力的方向有关，物体旋转除此之外还与力臂长短(旋转中心到力的作用线的距离，即从旋转中心向力的作用线作垂线段的长度)有关。沿着力的作用线方向移动力的作用点，首先不涉及力的大小的改变。其次，沿着力的作用线进行移动，也不会改变力的作用方向。再次，沿着力的作用线方向移动力的作用点，力的作用线仍在原来力的作用线的同一条直线上，而旋转中心到同一条直线的距离也不会改变，即力臂不变，所以力矩也不变，受力物体的旋转运动状态也不会改变。

综上所述。沿着力的作用线方向移动力的作用点，不会改变力的作用效果。

(四)物体受力分析

力是物体间的相互作用，所以有作用力一定同时有反作用力，两者分别作用在彼此作用的物体(两个不同的物体)上。一般在分析某一物体的受力情况时，只考虑它受到别的物体的作用力，而不考虑它对别的物体的作用力，更不要把它对别的物体的作用力作为自己所受的力。因此在物体受力分析时，必须分清谁对谁的作用，切忌张冠李戴。

(1)重力。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。因此只要物体在地球附近，无论物体与地球接触与否，都受到重力的作用。所以在研究对象上首先要分析出竖直向下的重力。

(2)弹力。物体除受重力、电荷间的相互作用力、磁极之间的相互作用力外，如果物体不互相接触是不能产生力的，所以要有弹力，研究对象必须与其他物体接触。但是物体间接触不一定有弹力，还必须发生挤压而产生形变。

(3)摩擦力。如果一个物体在另一个粗糙物体表面滑动、有相对运动趋势或者滚动。则物体受到滑动摩擦力、静摩擦力或者滚动摩擦力。一般情况只要接触表面粗糙且研究对象在其表面上滑动(或滚动),就可很容易地判断出滑动摩擦力和滚动摩擦力。但要有静摩擦力，不仅需要接触表面粗糙，还必须要求研究对象静止在其表面上，并且有相对运动趋势。由于研究对象静止在物体表面上，两物体之间是否有相对运动趋势有时不容易断定，这样就很难判断出两物体之间是否有静摩擦力。

二、机械基础知识

(一)常用机械设备的种类

高处安装、维护、拆除作业常用机械设备有以下4类：

(1)重型矿山机械。起重机械、挖掘机械等。

(2)电工机械。电焊机、电锯、砂轮锯、磨光机、空气压缩机等。

(3)仪器仪表。自动化仪表、电工仪器仪表等。

(4)其他机械。电动手持工具、电锤、冲击钻、手枪钻、电池钻、水钻和风动手持机具等。

(二)常用机械设备的危险部位

机械设备可造成碰撞、夹击、剪切、卷入等多种伤害，其主要危险部位如下：

(1)旋转部件和成切线运动部件间的咬合处，如动力传输皮带和皮带轮、链条和链轮、齿条和齿轮等。

(2)旋转的轴，包括连接器、心轴、卡盘、丝杠、丝杆等。

(3)旋转的凸块和孔处，含有凸块或空洞的旋转部件是很危险的，如风扇叶、凸轮、飞轮等。

(4)对向旋转部件的咬合处，如齿轮、混合辊等。

(5)旋转部件和固定部件的咬合处，如辐条手轮或飞轮和机床床身、旋转搅拌机和无防护开口外壳搅拌装置等。

(6)接近类型，如锻锤的锤体、动力压力机的滑枕等。

(7)通过类型，如金属刨床的工作台及其床身、剪切机的刀刃等。

(8)单向滑动部件，如带锯边缘的齿、砂带磨光机的研磨颗粒、凸式运动带等。

(9)旋转部件与滑动之间，如某些平板印刷机面上的机构、纺织机床等。

(三)常用机