機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章受力分析

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章受力分析匯報(bào)人：AA2024-01-14目錄緒論靜力學(xué)基礎(chǔ)平面力系空間力系摩擦與磨損受力分析應(yīng)用實(shí)例01緒論機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的定義機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械工程專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，主要研究機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的研究對(duì)象本課程的研究對(duì)象包括各種常用機(jī)構(gòu)、通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概述受力分析的定義受力分析是研究物體在力作用下的平衡和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，以及物體間相互作用力的一門科學(xué)。受力分析在機(jī)械設(shè)計(jì)中的意義在機(jī)械設(shè)計(jì)中，受力分析是必不可少的一步，它能夠幫助工程師預(yù)測(cè)機(jī)械零件在特定條件下的性能和行為，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。受力分析的重要性章節(jié)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)章節(jié)內(nèi)容本章節(jié)主要介紹機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本概念、研究對(duì)象、受力分析的基本知識(shí)和方法，以及機(jī)械設(shè)計(jì)的一般流程和規(guī)范。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠掌握機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本概念和受力分析的基本方法，了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般流程和規(guī)范，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。02靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)公理剛體概念力的概念平衡狀態(tài)闡述力系簡(jiǎn)化的基本原理，是受力分析的基礎(chǔ)。在靜力學(xué)中，將研究對(duì)象視為不變形的物體，即剛體。物體間的相互作用，使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的原因。物體相對(duì)于地球保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。0401靜力學(xué)公理與基本概念0203010203約束概念對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的限制條件。約束力約束對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的阻礙力，其方向總是與約束所能阻礙的運(yùn)動(dòng)方向相反。常見(jiàn)約束類型柔索約束、光滑面約束、鉸鏈約束、固定端約束等。約束與約束力ABDC受力分析對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況的分析，是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。受力圖將研究對(duì)象所受的全部外力，按一定比例尺用線段表示在圖上，稱為受力圖。受力分析的步驟確定研究對(duì)象、畫出研究對(duì)象的簡(jiǎn)圖、在簡(jiǎn)圖上畫出全部外力、標(biāo)明各力的符號(hào)及大小。注意事項(xiàng)不要漏畫力，也不要多畫力；正確判斷二力構(gòu)件和三力構(gòu)件；注意作用力和反作用力的關(guān)系。受力分析與受力圖03平面力系各力作用線在同一平面內(nèi)且匯交于一點(diǎn)的力系稱為平面匯交力系。定義平面匯交力系的合力等于各分力的矢量和，合力的作用線通過(guò)各分力的匯交點(diǎn)。性質(zhì)平面匯交力系平衡的充分必要條件是，力系的合力等于零。即力系中各力在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和分別等于零。平衡條件平面匯交力系作用在剛體上的兩個(gè)大小相等、方向相反但不共線的平行力組成的力系稱為平面力偶系。定義性質(zhì)平衡條件平面力偶系對(duì)剛體的作用效果取決于力偶矩的大小和轉(zhuǎn)向，而與力的作用點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。平面力偶系平衡的充分必要條件是，力偶系中各力偶矩的代數(shù)和等于零。030201平面力偶系各力作用線在同一平面內(nèi)且任意分布的力系稱為平面任意力系。定義平面任意力系可以簡(jiǎn)化為一個(gè)合力或一個(gè)合力偶，或者同時(shí)簡(jiǎn)化為一個(gè)合力和一個(gè)合力偶。性質(zhì)平面任意力系平衡的充分必要條件是，力系的主矢（合力）等于零且主矩（合力偶矩）也等于零。平衡條件平面任意力系04空間力系

空間匯交力系定義各力作用線在空間中匯交于一點(diǎn)的力系稱為空間匯交力系。性質(zhì)空間匯交力系的合成結(jié)果是一個(gè)合力，其方向由力多邊形確定，大小等于各分力的矢量和。平衡條件空間匯交力系平衡的充分必要條件是，力系中各力在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和分別等于零。作用在剛體上的兩個(gè)大小相等、方向相反但不共線的平行力組成的力系稱為空間力偶。定義空間力偶系平衡的充分必要條件是，力偶系中各力偶矩的矢量和等于零。平衡條件空間力偶系各力的作用線不在同一平面內(nèi)且任意分布的力系稱為空間任意力系。定義空間任意力系可以等效為一個(gè)合力和一個(gè)合力偶，合力的大小和方向由力系的主矢確定，合力偶的矩由力系對(duì)某點(diǎn)的主矩確定。性質(zhì)空間任意力系平衡的充分必要條件是，力系的主矢和主矩都等于零。平衡條件空間任意力系05摩擦與磨損發(fā)生在兩個(gè)干燥固體表面間的摩擦，通常伴隨著磨損。干摩擦發(fā)生在兩個(gè)接觸表面間存在一層極薄的潤(rùn)滑膜時(shí)的摩擦，潤(rùn)滑膜厚度接近或小于表面粗糙度。邊界摩擦發(fā)生在兩個(gè)被完全隔開(kāi)的表面間的摩擦，由流體（如潤(rùn)滑油）的黏性引起。流體摩擦摩擦現(xiàn)象與分類磨粒磨損由硬顆?；蛲怀鑫镌谀Σ吝^(guò)程中引起的表面材料脫落現(xiàn)象，常見(jiàn)于礦山、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。表面疲勞磨損由于交變應(yīng)力作用在表面或亞表面層引起的裂紋擴(kuò)展而導(dǎo)致的材料脫落現(xiàn)象，常見(jiàn)于滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承等部件。黏著磨損由于接觸表面局部發(fā)生黏著而導(dǎo)致的磨損，常見(jiàn)于重載、高溫或低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。磨損現(xiàn)象與分類選擇具有高硬度、高韌性、耐磨性好的材料，如軸承鋼、陶瓷等。選用合適的材料采用表面涂層、滲碳淬火、激光淬火等表面處理技術(shù)，提高表面的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。表面處理技術(shù)選用合適的潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑方式，如油潤(rùn)滑、脂潤(rùn)滑、固體潤(rùn)滑等，以減少摩擦和磨損。潤(rùn)滑技術(shù)優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如減少接觸面積、降低接觸應(yīng)力、避免或減少?zèng)_擊和振動(dòng)等，以降低摩擦和磨損的發(fā)生。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摩擦與磨損的防止措施06受力分析應(yīng)用實(shí)例03零件摩擦與磨損分析研究零件在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦和磨損現(xiàn)象，以及潤(rùn)滑和密封等問(wèn)題。01零件靜力學(xué)分析研究零件在靜力作用下的平衡條件，以及零件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。02零件動(dòng)力學(xué)分析研究零件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，以及零件的振動(dòng)、沖擊和疲勞等問(wèn)題。機(jī)械零件的受力分析結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析研究結(jié)構(gòu)在靜力作用下的平衡條件，以及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析研究結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，以及結(jié)構(gòu)的振動(dòng)、沖擊和疲勞等問(wèn)題。結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析研究在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求的前提下，如何優(yōu)化結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸和材料等問(wèn)題。機(jī)械結(jié)構(gòu)的受力分析根據(jù)受力分析的結(jié)果，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以確保機(jī)械零件和結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則制定材料選擇結(jié)構(gòu)優(yōu)化故障診斷與預(yù)防根據(jù)受力分