机械基础 工程力学分册 教学课件 作者 曾德江 黄均平 主编第3单元 平面力系.ppt

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1、机械基础—平面力系案例导入如图所示液压夹紧机构中，D为固定铰链，B、C、E为活动铰链。已知力F，机构平衡时角度如图，求此时工件H所受的压紧力。机械工业出版社机械平面力系基本概念：平面力系：力系中各力的作用线均在同一平面内的力系，称为平面力系。平面力系的工程实例机械工业出版社机械第3单元平面力系平面汇交力系1平面任意力系32力矩与平面力偶系课堂练习5综合案例分析4机械工业出版社机械学习目标1掌握汇交力系的合成和平衡条件，并能利用平衡条件求解平面汇交力系的平衡问题2理解力矩的概念及其性质，力偶的概念及其性质3掌握平面力偶系的合成与平衡条件，能利用平面力偶系的平衡条件求解平

2、面力偶系的平衡问题机械工业出版社机械学习目标4掌握力的平移定理简化平面任意力系的方法，了解简化结果5熟练应用平面任意力系的平衡方程求解平面任意力系的平衡问题机械工业出版社机械学习重点和难点1合力投影定理、力的平移定理、平面任意力系的简化2平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件3用解析法求解平面汇交力系的平衡问题机械工业出版社机械学习重点和难点1合力矩定理的应用、平面力偶系平衡条件的应用2应用平面任意力系平衡方程求解平面任意力系的平衡问题机械工业出版社机械3.1平面汇交力系基本概念：平面汇交力系：在平面力系中,各力作用线均汇交于一点的力系。平面汇交力系的工程实例机械工业出

3、版社机械3.1平面汇交力系想一想练一练前面多次练习的工件夹紧机构，根据先前的受力分析，你能判断个构件承受汇交力系作用吗？机械工业出版社机械FR＝F1+F2+…+Fn＝∑Fi（3-1）3.1平面汇交力系3.1.1平面汇交力系合成的几何法与平衡几何条件1.平面汇交力系合成的几何法机械工业出版社机械3.1平面汇交力系案例3-1在O点作用有四个平面汇交力，如图所示3-4。已知F1=100N，F2=100N，F3=150N，F4=200N，用几何作图法求力系的合力FR。机械工业出版社机械3.1平面汇交力系2.平面汇交力系平衡的几何条件1）平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:该力

4、系的合力等于零2）平面汇交力系平衡的几何条件:力系中各力组成的力多边形自行封闭FR＝F1+F2+…+Fn＝∑Fi=0（3-2）机械工业出版社机械3.1平面汇交力系平面汇交力系平衡的几何条件机械工业出版社机械3.1平面汇交力系案例3-2如图所示一工件装夹在V形底座上，已知夹具对工件的装夹力F=400N，不计工件自重，求工件对V形底座的压力。机械工业出版社机械3.1平面汇交力系3.1.2平面汇交力系合成的解析法与平衡的解析条件1.力在坐标轴上的投影（1）定义：F在x轴和y轴上的投影分别计作Fx、Fy。力在坐标轴上投影机械工业出版社机械3.1平面汇交力系（2）投影的正负号规

5、定为：从a到b（或从a1到b1）的指向与坐标轴正向相同为正，相反为负。力在坐标轴上投影机械工业出版社机械3.1平面汇交力系（3）力在坐标轴上投影的大小：若已知F的大小及其与x轴所夹的锐角α，则有若已知Fx、Fy值，可求出F的大小和方向，即（3—3）（3—4）机械工业出版社机械3.1平面汇交力系2.平面汇交力系合成的解析法（1）合力投影定理：力系的合力在某轴上的投影，等于力系中各力在同一轴上投影的代数和。机械工业出版社机械3.1平面汇交力系（2）合力的大小及方向：（3-5）（3-6）机械工业出版社机械3.1平面汇交力系想一想练一练一托架固定于墙上，其受力如图3-8所示，

6、试利用解析法求托架所受的合力。机械工业出版社机械3.1平面汇交力系3、平面汇交力系平衡的解析条件平面汇交力系的平衡条件是：力系中各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零。备注：这是两个独立的方程，可求解两个未知量。（3-7）机械工业出版社机械3.1平面汇交力系案例3-3如图所示一圆柱体放置于夹角为α的V型槽内，并用压板D夹紧。已知压板作用于圆柱体上的压力为F。试求槽面对圆柱体的约束反力。机械工业出版社机械3.1平面汇交力系案例3-4如图3-10所示一气动夹具中，已知气体压强q=40N/cm2，气缸直径为d=8cm，α=15˚，a=15cm。求杠杆对工件的压力FQ的值。

7、机械工业出版社机械3.2力矩与平面力偶系案例1：请思考，为什么实际应用中使用一字旋具拧螺钉时，常易把螺钉头弄坏，而采用十字旋具拧螺钉时，却不易将螺钉头弄坏？机械工业出版社机械3.2力矩与平面力偶系案例2：请思考，实际生产中钳工用丝锥攻螺纹，为什么要用双手而不能用单手攻丝，其原因是什么呢？机械工业出版社机械3.2力矩与平面力偶系3.2.1力对点之矩1.力矩的概念（1）定义：以物理量F.h及其转向来度量力使物体绕O转动的效应，这个量称为力F对O点之矩，简称力矩。记作：（2）正负号则规定：逆时针转向为正，顺时针为负。力矩的单位为牛顿·米（N·m）。Mo（F