机械技术基础3_1 平面力系的简化ppt课件.ppt

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1、机械技术基础主编：崔树平陆卫娟3.1　平面力系的简化3.2　平面力系的平衡方程及应用3.3　静定与超静定问题及物系的平衡3.4　摩擦与自锁3.5　重心3.5.2　重心坐标公式表格3.1　平面力系的简化3.1.1　平面力系的概念3.1.2　力的平移定理3.1.3　平面任意力系的简化3.1.1　平面力系的概念图3-1　电动机支撑架3.1.2　力的平移定理0.tif0302.TIF图3-2　力的平移定理3.1.2　力的平移定理图3-3　打兵乓球3.1.3　平面任意力系的简化图3-4　平面力系的简化3.1.3　平面任意力系的简化表3-1　平面任意力系简化结果分析图3-5　力系简化结果分析3.1.

2、3　平面任意力系的简化解　以固定端A为简化中心，由式(3-2)～式(3-4)得力系在A点的主矢与主矩为图3-6　力系简化3.2　平面力系的平衡方程及应用3.2.1　平面任意力系的平衡方程3.2.2　平衡力系解题步骤与方法3.2.3　平面特殊力系的平衡方程3.2.1　平面任意力系的平衡方程1)一投影两矩式，即2)三矩式，即3.2.2　平衡力系解题步骤与方法(1)确定研究对象，画出受力图　取已知力和未知力共同作用的构件作为研究对象，取出分离体，画出受力图。(2)列平衡方程　适当选取坐标轴和矩心。(3)求解未知量，讨论结果　将已知条件代入方程求解，必要时可对影响结果的因素进行讨论。例3-2　如

3、图3-7a所示的悬臂吊车，横梁AB长l=2.5m，自重G1=1kN，拉杆CD自重不计，倾斜角α=30°；电葫芦连同重物共重G2=5kN。当电葫芦在图示位置平衡时，a=2m，求拉杆的拉力和铰链A的约束力。解　1)选取横梁AB为研究对象，画受力图。作用于横梁AB上的力有主动力G1、G2，拉杆的拉力FCD(拉杆CD为二力杆件)，铰链A点的约束力FAx、FAy，如图3-7b所示。3.2.2　平衡力系解题步骤与方法2)确定坐标系Axy，列平衡方程。3)求解、讨论。图3-7　悬臂吊车受力分析例3-3　图3-8a所示为一简支梁，梁上作用有均布载荷和集中力。3.2.2　平衡力系解题步骤与方法已知均布载荷

4、的载荷集度q=3kN/m，集中力F=20kN，试求支座A、B对梁的约束力。图3-8　简支梁的受力分析解　1)取梁AB为研究对象，受力情况如图3-8b所示。图中载荷q表示一种连续分布于构件上的载荷，称为分布载荷，q的值称为载荷集度，表示载荷在单位长度上作用的力。若q为常数，则称为均布载荷。列平衡方程时，常将均布载荷简化为一个集中力F，其大小为F=ql(l为载荷作用长度)，作用线通过作用长度的中点。3.2.2　平衡力系解题步骤与方法2)建立坐标系Axy，列平衡方程。3)求解。3.2.3　平面特殊力系的平衡方程1.平面汇交力系2.平面力偶系3.平面平行力系例3-4　如图3-9a所示，已知定滑轮

5、一端挂一构件A，自重G=50N，另一端施加一倾斜角为30°的拉力FT，使构件A匀速上升。求定滑轮支座O处的约束力。图3-9　定滑轮受力计算3.2.3　平面特殊力系的平衡方程解　1)取滑轮与重物组成的整体为研究对象，画受力图。根据三力平衡汇交定理，支座反力FR、FT、G三力的作用线交于一点，如图3-9b所示，系统受平面汇交力系作用。2)建立直角坐标系，列平衡方程。3)求解。例3-5　图3-10a所示为一夹具中的连杆增力机构，主动力F作用于A点，夹紧工件时连杆与水平方向夹角为α=15°。求夹紧力FN与主动力F的比值(不计摩擦)。图3-10　增力机构受力分析3.2.3　平面特殊力系的平衡方程解

6、　1)取滑块A、B为研究对象，画受力图，如图3-10b、c所示。两构件均受平面汇交力系作用，欲求FN与F的比值关系，设F已知，求出FN，即可得二者关系。2)建立直角坐标系，列平衡方程并求解。解得FR=F/sinα解得FN=FR′cosα例3-6　用多孔钻床在一水平放置的工件上同时钻三个孔，如图3-11a所示。每个钻头对工件施加的力偶矩分别为M1=M2=8N·m和M3=15N·m，固定工件的螺栓A和B的距离为l=200mm。试求两个螺栓所受的力。3.2.3　平面特殊力系的平衡方程图3-11　工件的受力分析解　1)取工件为研究对象。3.2.3　平面特殊力系的平衡方程工件在水平面内受到三个切削

7、力偶和两个约束力的作用，根据力偶的合成法则可知：三个力偶可合成为一个力偶，若要工件平衡，螺栓A和B的约束力FNA、FNB必构成一力偶与合力偶平衡，由此可得工件的受力图如图3-11b所示。2)根据平面力偶系的平衡条件方程有3)带入已知条件，得FNA=FNB=155N。例3-7　塔式起重机如图3-12a所示。已知机身自重G=220kN，作用线通过塔架的中心，最大起重量FP=50kN，平衡锤自重F=30kN。试求空载和满载时轨道A、B的约