参赛作品 机械基础知识

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1、机械基础知识参赛选手：*****第8章机械基础知识8.1概述8.2运动副及其分类8.3平面机构运动简图8.4静力学基础知识8.5受力图8.6平面力系8.1概述机器：⑴从制造角度来分析机器，可以把机器看成由若干零件组成的。零件：是指组成机器当中不能再拆分的最小制造单元。如螺栓、螺母和齿轮、内燃机的曲轴、气轮机叶片等。⑵从运动角度来分析，可以把机器看成由若干构件组成的。构件：是指由若干个零件组成的，各个零件之间不能产生任何相对运动的刚性组合体，是机器的运动单元。如图8-1所示内燃机的连杆，就是由连杆体1、连杆盖2、螺母3、螺栓4等零件组成的构件

2、。图8-1连杆运动副：指构件彼此之间直接接触并且又能产生一定相对运动的联接形式称为运动副。按运动副的接触特征分类：１.低副两构件的接触部位以面面接触所组成的运动副称为低副。低副有分为转动副和移动副。2.高副两构件之间的接触部位是以点或线相接触所组成的运动副称为高副。常见的高副有齿轮副和凸轮副。８.２运动副与分类8.3平面机构运动简图机构运动简图：为了对机构进行分析，通常不考虑构件的外形，截面尺寸和运动副的实际构造，而是用简单线条和规定的符号来表示构件和运动副，并按一定的比例尺，绘制出各种构件之间相对运动关系的图形。例8-1绘制图8-2所

3、示的单缸四冲程内燃机的机构运动简图。步骤：（1）先分析机构的组成及运动情况，找出机架、原动件和从动件。（2）按照运动传递的先后顺序，根据各构件之间的相对运动性质，确定运动副的类型和数目。（3）选择视图平面。一般选择与多数构件的运动平面相平行的平面作为视图平面。（4）测出各运动副之间的位置，并选取适当的长度比例尺，用构件和运动副的规定符号绘出机构运动简图，如图8-3所示。图8-3内燃机机构运动简图8.4静力学基础知识8.4.1静力学基本概念和公理1.刚体的概念在外力作用下永不发生变形的物体称为刚体。刚体是实际物体的理想模型。2.力的概

4、念1）力的定义力是物体之间的相互作用，这种作用对物体产生两种效应：⑴使物体的运动状态发生变化，称为力的外效应（运动效应）；⑵使物体产生变形，称为力的内效应（变形效应）。静力学以刚体为研究对象只讨论力的外效应。2）力的三要素力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点，这三个因素称为力的三要素。当这三个要素中有任何一个改变时，力的作用效应也将改变。3）力的单位我国法定计量单位，力的单位用N或kN。4）力系与合力力系是指作用于被研究物体上的一组力。如果力系可使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系；若两力系分别作用于同一物体而效应

5、相同，则两者互称等效力系；若力系与一力等效，则称此力为该力系的合力。如图8-4所示，若力矢F在平面Oxy中，则其矢量表达式为（8-1）式中：Fx、Fy分别表示力F在平面直角坐标轴x，y方向上的两个分量(如图8-4所示)。力F在坐标轴上的投影定义为：过力矢F两端向坐标轴引垂线（如图8-4所示）得垂足a、b和a′、b′，线段ab和a′b′分别为力F在x轴和y轴上投影的大小。投影的正负号则规定为：由起点a到终点b（或由a′到b′）的指向与坐标轴正向相同时为正，反之为负。图8-4中力F在x轴和y轴上的投影分别为Fx=FcosαFy=-Fsinα（8-

6、2）若已知力的矢量表达式（8-1），则力F的大小及方向为（8-3）3.平衡的概念物体的平衡是指物体相对于地球保持静止或匀速直线运动，是物体机械运动中的一种特殊状态。4.静力学公理公理一　两力平衡公理刚体上仅受两力作用而平衡的充分必要条件是：两力等值、反向、共线。根据公理一，二力构件上的两力必沿两力作用点的连线，且等值、反向(如图8-5所示)。图8-5两力平衡公理公理二加减平衡力系公理对于作用在刚体上的任何一个力系，可以增加或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。推论一力的可传性原理刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内的

7、任一点而不改变此力对刚体的作用效应（如图8-6所示）。需要指出的是，此原理只适用于刚体而不适用于变形体。图8-6力的可传性原理公理三作用力与反作用力公理两物体间的作用力与反作用力总是等值、反向、共线，分别作用在两个物体上。此公理是由牛顿提出的，它概括了自然界中物体间相互作用的关系。公理四力的平行四边形公理作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，合力的大小与方向是以这两个力为边所形成的平行四边形的对角线来确定的。(如图8-7所示)FR=F1+F2（8-4）即合力等于两分力的矢量和。图8-7力的平行四边形公理由此可推广到n个力作用的

8、情况。设一刚体上受力系F1，F2，…，Fn作用，力系中各力的作用线共面且汇交于同一点（称为平面汇交力系）重复应用力的平行四边形公理可将此力系合成为一个合力FR，且有