金宏明全套配套课件汽车机械基础上部PPT第一章.ppt

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1、第一章构件的静力分析第一篇工程力学（a）（b）图1-1两个交通事故中的现场照片想一想交通事故在汽车发展到今天早已司空见惯，图1-1为两个事故现场的照片，照片a中事故车只是轻微的变形，可照常行驶；照片b肇事车已经被拦腰折断，看得让人心惊肉跳。同样是汽车相撞，为什么差别这样大呢？第一节力的基本性质力的概念力的定义是物体间的相互作用，作用的结果，使物体的运动状态发生变化或使物体发生变形。力不能脱离实际物体而存在。有受力物体与施力物体之分。受力物体与施力物体图1-2汽车行驶基本原理示意图力的三要素大小方向作用点图1-3力的示意图力的矢量表示图1-3力的示意图刚体和平衡刚体

2、，是指在任何力的作用下都不发生变形（或者说其内任意两点间距离保持不变）的物体。物体的平衡状态是物体相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态，它是一个相对的概念。平衡是物体机械运动中的一种特殊情况。视作刚体的条件图1-4柔性绳等同刚性杆示意图牛顿第二定律a=（v2-v1）/t式中：a—一加速度，m/s2；v1—一开始时刻的速度（初速度），m/s；v2—一段时间末了时刻的速度（末速度），m/s；t——速度改变所用时间，s。牛顿第二定律力是物体产生加速度的原因。在工程中，通常取。静力学基本公理公理就是人类经过长期的观察和实践积累起来的经验，加以概括和总结得到的结论，它的

3、正确性在实践中得到了验证，已被人们公认为符合客观实际的普遍规律。公理1（二力平衡公理）作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是：此两力大小相等、方向相反、且在同一直线。图1-5二力平衡公理示意图二力平衡公理适用性分析图1-6柔性绳受压不同刚性杆示意图公理2（力的平行四边形公理）F=F1+F2图1-7力平行四边形公理示意图图1-8力正交分解法示意图力的正交分解法推论1（三力平衡汇交定理）当刚体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内。图1-9三力平衡汇交定理示意图三力平衡

4、汇交实例三力平衡汇交实例F1F2F3公理3（作用与反作用力公理）两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿着同一直线分别作用在这两个物体上。简言之：等值、反向、共线。此二力同时存在，同时消失，并且力的性质相同。二力平衡之两个力彼此独立，一个力不会因为另一个力的存在而存在，或者消失而消失。作用与反作用力、二力平衡区别图1-2汽车行驶基本原理示意图WF作用力与反作用力公理的应用轿车保险杠采用玻璃钢等强度较低材料制造；安全气囊；轿车后视镜采用可减轻括擦损坏的可折叠式。想一想清晨，小王同学推着单车踏入校园，迎面是矗立的旗杆，停好车后，推门来到教室，

5、数个日光灯悬挂上楼板下，……一切都是那么的正常。想过没有，如果旗杆未被固定于地面，如果自行车没有路面支承，如果教室门不只能绕门轴转动，如果……，如果没有这一切，生活将会怎样？约束和约束反力自由度：非自由体的自由程度。约束：人们把对非自由体的某些位移起限制作用的物体。约束是限制物体的运动，且这种限制是通过力的作用来实现的。约束反力：约束对物体的实际作用力，简称反力。约束反力作用点是约束与物体之间的相互作用点。物体所受约束反力以外的力，如重力、驱动力等，称为主动力。主动力往往是已知的或是可测定的。约束反力总是未知的。在分析物体受力情况时，是需要同时得到的是其大小、方向

6、和作用点。常见约束类型光滑接触表面约束柔性约束光滑铰链约束固定端约束光滑接触表面约束两物体相互接触，当接触表面非常光滑，摩擦可忽略不计时，构成的约束。图1-10光滑面约束示意图汽车上光滑接触表面约束FNFN图1-11配气机构示意图图1-12齿轮啮合示意图柔性约束由柔软的绳索、链条或带等构成的约束。图1-13柔性约束示意图汽车上的柔性约束发电机皮带带曲轴带盘图1-14离合器操纵拉索示意图图1-15发电机带传动示意图柔性约束应用特点图1-16故障车绳索牵引示意图光滑铰链约束只能限制两物体间任意方向的相对移动，不能限制物体绕圆柱销轴线的转动。FyFx（a）（b）图1-1

7、7圆柱铰链约束示意图光滑铰链约束之固定圆柱铰链支座（a）（b）图1-18固定铰支示意图光滑铰链约束之活动圆柱铰链支座（a）（b）图1-19活动铰支示意图圆柱铰链约束实例制动调整臂制动气室推杆图1-20制动调整臂示意图固定铰支与活动铰支实例图1-21钢板弹簧安装示意图图1-23制动踏板安装示意图制动踏板车身固定铰支与圆柱铰链实例固定端约束及其实例图1-22固定端约束示意图图1-24固定端约束实例（b）机油滤清器的固定（a）道路交通信号灯杆物体受力分析和受力图画受力图的一般步骤为：（1）画出研究对象的分离体简图；（2）在简图上标上全部已知主动力；（3）在简图上的解除约

8、束处画出全