四杆机构构件的受力分析和强度

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1、《机构设计与制作》适用专业：模具设计与制造机械系机械基础教研室目标：零件的受力分析及基本变形的判定单元5.四杆机构构件的受力分析和强度问题情境设计2自动送料连杆机构的设计1.作三活动构件的受力图2.作曲柄安装轴键连接的键受力图3.计算各力的大小4.分析AB杆变形形式任务一：压力机的曲柄滑块机构中连杆、滑块的受力分析分析压力机的曲柄滑块机构的零部件的受力来判断其变形形式，解决受力图和各种变形的受力特点要求:一、柔性约束的特点：知识点总结零件受力分析只能受拉，不能受压。只能限制延约束的轴线伸长方向常见的柔性约束

2、：绳子、皮带、链条等柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力具有光滑接触面、线、点的约束（光滑接触约束）摩擦力可忽略限制接触点法向运动二、刚性约束铰链约束—光滑圆柱面连接（轴与孔）约束力作用在接触处，沿径向指向轴心．接触点会随外载荷改变，则约束力的大小与方向均有改变．固定铰链支座中间铰链活动铰链支座可用两个通过轴心的正交分力表示．1.固定铰链支座2.中间铰链约束力画法同固定铰链3.活动铰链支座（2）柔索约束——张力（3）光滑铰链——活动铰链支座-F垂直于支撑面（1）光

3、滑面约束——法向约束力(4)固定端约束—FAx,Fay,M各种约束的约束力小结三、静力学公理和物体的受力分析静力学公理公理1力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图所示。公理二：二力平衡公理作用于刚体上的两个力使刚体平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、作用线重合。矢量表示法：F1=－F2；公理3加减平衡力系原理推理1力的可传性作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和

4、作用线在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。推理2三力平衡汇交定理平衡时必与共线则三力必汇交O点，且共面．作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。公理4作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上．若用F表示作用力，又用F’表示反作用力，则F=-F’在画物体受力图时

5、要注意此公理的应用。公理5刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。力矩力对物体的运动效应，包括力对物体的移动和转动效应，其中力对物体的转动效应用力矩来度量。力矩是力对物体的转动效应的度量力矩的表示力矩的矩心、力臂大小、转向、作用面正负号规定量纲单位：牛顿.米[N.m]或千牛.米[kN.m]定义：两个大小相等，方向相反

6、，且不共线的平行力组成的力系称为力偶。力偶的表示法书面表示（F，F’）图示力偶矩大小正负规定：逆时针为正单位量纲：牛米[N.m]或千牛米[kN.m]力偶力偶的三要素力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面力偶的基本性质力偶的基本性质力偶无合力（不能用一力替代，力：移动效应，力偶：转动效应）力偶中两个力对其作用面内任意一点之矩的代数和，等于该力偶的力偶矩（与矩心的选择无关M=Fd）力偶的可移动性即等效性（保持转向和力偶矩不变）力偶的可合成性：（M=M1+M2+¨¨+Mn）平面力偶系合成平衡力和力偶都是力学基本物

7、理量，二者不能等效替代，也不能互相抵消各自的效应。但这并不是说，二者就没有联系，力的平移定理就是用来揭示二者联系的一个定理。力的平移定理力的平移定理实质上是将一个力分解在同平面的另一个力和一个力偶。反之，同平面内的一个力和一个力偶也可以合成为一个力。力的平移定理揭示了力对构件产生移动和转动两种运动效应的实质。比如打乒乓球（图示），若球拍击球的作用力不通过球心，根据力的平移定理，将力F平移至球心，得到平移力F和附加力偶M，力F使球向前运动，力偶M使球绕球心转动，于是打出的是旋转球。转矩T=50N.m工程中的转

8、矩：转矩Me=9550P(kW)n(r/min)(N.m)知识链接：汽车的行驶平路：功率一定时，扭矩小，转速大上坡：功率一定时，扭矩大，转速小P——转轴的功率n——转轴的转速杆件受力与变形简介组合受力（CombinedLoading）与变形课内练习1：分析曲柄滑块机构的受力，判断连杆的变形形式。解（1）取连杆AB为研究对象，杆AB为二力杆。画受力图，由受力图可知杆AB的变形为压缩变形。（2）取滑块为研究对象；画出