機械工程基礎第02講

1、第1章 構件靜力分析基礎 1.基本概念（力、剛體） 2.靜力學公理 3.約束和約束反力 4.受力圖1 3.約束和約束反力 （1）概念自由體：在空間可以自由運動，其位移不受任何限制的物體。非自由體：某些方向的位移受到限制的物體。主動力： 使物體產(chǎn)生運動或有運動趨勢的力。約束： 限制非自由體運動的物體。約束反力(反力)：約束對非自由體的作用。 反力的作用點：是約束與非自由體的接觸點。 反力的方向：總是與該約束所能限制的運動方向相反。 反力的大小：總是未知的。在靜力學中可以利用相關平衡條件求出約束反力。 23.約束和約束反力（2）約束的基本類型柔體約束光滑面約束 光滑鉸鏈約束 固定端約束 3 3.

2、約束和約束反力柔體約束特點：柔軟易變形，只能承受拉，不能承受壓。柔性約束只能限制非自由體沿約束伸長方向的運動而不能限制其它方向的運動。約束反力：只能是拉力，作用在與非自由體的接觸點處，作用線沿柔索背離非自由體。4皮帶傳動53.約束和約束反力光滑面約束特點：無論兩物體間的接觸面是平面還是曲面，只能承受壓而不能承受拉，只能限制物體沿接觸面法線方向的運動而不能限制物體沿接觸面切線方向的運動。約束反力：垂直于接觸處的公切面，而指向非自由體。 6光滑接觸面約束73.約束和約束反力光滑鉸鏈約束 特點：兩非自由體相互聯(lián)接后，接觸處的摩擦忽略不計，只能限制兩非自由體的相對移動，而不能限制兩非自由體的相對轉(zhuǎn)動的

3、約束，包括中間鉸鏈約束、固定鉸鏈約束和活動鉸支座三種類型。約束反力：通過鉸鏈中心，大小、方向均未確定。一般用一對通過鉸鏈中心，大小未知的正交分力來表示。但其中二力構件、活動鉸支座的反力方向是可以確定的。83.約束和約束反力 中間鉸鏈約束： 約束力特點：作用線通過銷釘中心，垂直于銷釘軸線，方向不定。93.約束和約束反力 固定鉸鏈約束：約束力特點：與中間鉸相同。103.約束和約束反力 活動鉸支座： 約束力通過銷釘中心，垂直于支承面，指向不定。113.約束和約束反力固定端約束： 特點：一桿插入固定面的力學模型，如車刀與工件分別夾持在刀架和卡盤上，都是固定不動的。約束反力：固定端既限制了非自由體的垂直

4、與水平移動，又限制了非自由體的轉(zhuǎn)動，故此在平面問題中，可將固定端約束的約束反力簡化為一組正交的約束反力與一個約束力偶。12 4.受力圖 恰當?shù)剡x取研究對象，正確地畫出構件的受力圖是解決力學問題的關鍵。畫受力圖的具體步驟如下： 1.明確研究對象，畫出分離體； 2.在分離體上畫出全部主動力； 3.在分離體上畫出全部約束反力。134.受力圖例 1-1 一重為G的球體C，用繩子BA系在光滑的鉛垂墻壁上，試畫出球體C的受力圖。GADBCGDBFTFNC14 4.受力圖例1-2 如圖所示三鉸拱橋，由左、右兩半拱鉸接而成。設各拱自重不計，在半拱AB上作用有載荷F，試畫出左半拱片AB、右半拱BC和整體的受力圖

5、。 154.受力圖解：1）選取右半拱BC為研究對象，畫出受力圖 162）選取左半拱AC為研究對象，畫出受力圖 17左半拱AC受力圖 另一畫法183) 取整體為研究對象，畫出受力圖194.受力圖 例1-3 如圖曲柄沖壓機工作簡圖，皮帶輪重為G，沖頭C及連桿BC的重量忽略不計，沖頭C所受工作阻力為Q。試畫出帶輪A、連桿BC、沖頭C和整個系統(tǒng)的受力圖。 20 解：（1）先取沖頭為研究對象（2）畫出研究對象分離體（3）畫出全部主動力（4）畫出全部約束反力21連桿受力圖取連桿為對象畫出受力圖：二力桿22帶輪受力圖取帶輪為對象 畫出受力圖：23畫出整體受力圖 取整體為對象24BCAGABWFWBGABCAFNMFNMMMGCG