汽车机械基础电子教案 教学课件 ppt 作者 蔡广新 单元三课题二.ppt

《汽车机械基础电子教案 教学课件 ppt 作者 蔡广新 单元三课题二.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课题二平面力系概述第一节平面汇交力系合成和平衡的几何法第二节平面汇交力系合成和平衡的解析法第三节力矩、力偶的概念第四节力偶的性质平面力偶系的合成与平衡下一页上一页概述平面汇交力系平面基本力系平面力偶系平面汇交力系：各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点的力系。如：起重机挂钩所受的力系FF1F2平面力偶系:在某一平面内只作用有几个力偶的力系。如：多轴钻床上工件所受的力系研究方法：几何法、解析法下一页上一页即：平面汇交力系的合力等于个分力的矢量和，合力的作用线通过各力的汇交点。结论：FR=F1+F2+F3+F4即：FR=∑FF

2、1F2F3F4AF4F1F3F2A一、合成的几何法F1F2F4F3FR下一页上一页第一节平面汇交力系合成与平衡的几何法二、平面汇交力系平衡的几何条件平面汇交力系平衡的充要条件是：力多边形自行封闭或力系中各力的矢量和等于零F1F2F4F3F5由以上分析可知力系要平衡，必满足：FR=∑F=0。反之，满足此条件，力系必平衡。下一页上一页例如：某五个汇交力作用下平衡时的封闭五边形其矢量平衡方程为：FR=∑F=F1+F2+F3+F4+F5=0例1已知：支架ABC由横杆AB与支撑杆BC组成，如图所示，A、B、C处均为铰链连接，销钉轴B

3、上悬挂重物，其重力G=5kN，杆重不计。求：AB、BC杆所受的力ABCG1230°F1F2BGGF2F130°F1=Gcot30°=5×cot30°=8.66（kN）F2=G/sin30°=5/sin30°=10（kN）下一页上一页解：取节点B为研究对象，并画受力图由力矢量三角形解：几何法解题步骤：①根据题意确定研究对象；②画出受力图；③选择适当的比例尺，作力多边形；④求出未知力（从多边形上量取或解多边形）。下一页上一页一、力在坐标轴上的投影Fx=Fcosα=Fsinβ；Fy=Fsinα=FcosββAyOxBFF2F1α

4、下一页上一页第二节平面汇交力系合成与平衡的解析法AxyOBFxFyFβαba注意：α、β分别为F与x、y轴正向的夹角，其为钝角时，相应投影必为负值。即投影为代数量。由图可看出，各分力在x轴和在y轴投影的和分别为：∑Fx=F1x+F2x+F3x+F4x=FRx∑Fy=F1y+F2y+F3y+F4y=FRy合力投影定理：合力在任一轴上的投影，等于各力在同一上投影的代数和。下一页上一页二、合力投影定理F2xF1xF3yxyabcdeOF1F2F3F4FRFRxF4xF3xF1yFRyF4yF2y方向：tanθ=θ为合力与X轴所夹

5、锐角平面汇交力系合成的结果为一合力，合力的大小为：三、平面汇交力系合成的解析法下一页上一页四、平面汇交力系平衡的解析法从前述可知：平面汇交力系平衡的必要与充分条件是该力系的合力为零。即：下一页上一页∑Fx=0为平衡的充要条件，也叫平衡方程。∑Fy=0｛例2已知：重物G=20kN用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上。转动绞车，重物便能升起，如图所示。若滑轮中的摩擦和半径可略去不计。30°30°ABxCDGy求：当重物处于平衡状态时拉杆AB及支杆CB所受的力。下一页上一页解：①取滑轮B为研究对象②画受力图解得：F

6、C=74.64(kN)FA=54.64(kN)故：AB杆受大小为54.64kN的一对拉力作用，BC杆受大小为74.64kN的一对压力作用。∑Fx=0:FCcos30°-FA-Fsin30°=0∑Fy=0:FCsin30°-Fcos30°-G=0即：FCcos30°-FA-Fsin30°=0FCsin30°-Fcos30°-20=0③列平衡方程30°30°ABxCDGy下一页上一页BFGFCFAyx30°30°解：取球为研究对象，画受力图。列平衡方程：∑Fx=0F2cosα-F1=0①∑Fy=0F2sinα-Q-FD=0②F

7、2F1FD例3已知如图P、Q,求平衡时α=?,地面的反力FD=?下一页上一页由①得cosα=F1/F2=P/2P=1/2∴α=60°由②得FD=Q-F2sinα=Q-2Psin60°即：例4已知：铰接四杆机构ABCD,由3根不计重量的直杆组成,如图所示。在销钉B上作用一力F1，销钉C上作用一力F2，方位如图所示。若F1=100N，求平衡力F2的大小。ADBCF1F245°30°60°下一页上一页解：①先取B为研究对象,画受力图。建立坐标系,列平衡方程∑Fx=0F1－FBCcos45°=0解得：FBC=F1/cos45°=1

8、41.4（N）ByxFBAFBCF145°②再取C为研究对象并画受力图建立坐标系,列平衡方程∑Fx’=0FCB－F2cos30°=0且FBC=FCB解得：F2=163.3（N）CF2FCBFCD下一页上一页注意：①对于只受三个汇交力作用的刚体,且角度特殊时,用几何法(解力三角形)比较简便。②对于三个以上