約束和約束力

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)之靜力學(xué) 模塊v1 約束與約束反力約束與約束反力 * *co., ltd. page 2logo約束與約束反力約束類型及力的確定約束與約束反力簡介logo 第 3 頁常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介自由體自由體(free body) (free body) ：位移不受限制位移不受限制的物體叫自由體。的物體叫自由體。非自由體非自由體(non-free body) (non-free body) ：位移受限制的物體叫非自由體。位移受限制的物體叫非自由體。logo 第 4 頁常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介約束反力約束反力(constraint force)

2、(constraint force) ：約束給被約束物體的力叫約束反力。約束給被約束物體的力叫約束反力。 約束約束(constraint) (constraint) ：對非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。對非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。 （這里，約束是名詞，而不是動詞的約束。）（這里，約束是名詞，而不是動詞的約束。）logo 第 5 頁常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介 大小常常是未知的；大小常常是未知的； 方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；約束反力阻止物體運動的作用是約束反力阻止物體運動的作用是通過約束與物

3、體通過約束與物體相互接觸相互接觸來實來實現(xiàn)的現(xiàn)的，因此它的作用點，因此它的作用點在在物體與約束相接觸的那一點物體與約束相接觸的那一點； 約束反力取決于約束本身的性質(zhì)、主動力和物體的運動狀態(tài)約束反力取決于約束本身的性質(zhì)、主動力和物體的運動狀態(tài)。約束反力特點：約束反力特點：ggn1n2logo 第 6 頁 除約束力外，非自由體上所受到的所有促使物體除約束力外，非自由體上所受到的所有促使物體運動或有運動趨的力，稱為運動或有運動趨的力，稱為主動力主動力。 約束力是由主動力引起的，故它是一種約束力是由主動力引起的，故它是一種被動力被動力。常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介 * *co., l

4、td. page 7logo約束與約束反力約束類型及力的確定約束與約束反力簡介logo 第 8 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介1理想光滑面約束 （公法線上）約束反力：約束反力：作用在作用在接觸點接觸點處，方向處，方向沿接觸面公法線沿接觸面公法線，指向受力物體指向受力物體特點：特點：兩個物體相接觸，接觸面光滑兩個物體相接觸，接觸面光滑logo 第 9 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介1理想光滑面約束 （公法線上）abc齒輪傳動齒輪傳動凸輪傳動凸輪傳動logo 第 10 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介1理想光滑面約束 （公法線上）ppfnl

5、ogo 第 11 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介1理想光滑面約束 （公法線上）從動輪主動輪logo 第 12 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介2由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束繩索繩索皮帶皮帶鏈鏈條條logo 第 13 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介2由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束繩索類繩索類只能受拉只能受拉，所以它們的約束力是，所以它們的約束力是作用在接觸點作用在接觸點，方向，方向沿繩索背離物體沿繩索背離物體。tlogo 第 14 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介2由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束鏈條或皮帶也

6、只能承受拉力。當(dāng)它們繞在輪子上，對輪子的約束力沿輪緣的切線方向。f1f2f1f2logo 第 15 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介2由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束alogo 第 16 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介3光滑圓柱鉸鏈約束（中間鉸鏈約束）圓柱鉸鏈圓柱鉸鏈銷釘a、b互為約束與被約束體a簡化圖logo 第 17 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介3光滑圓柱鉸鏈約束（中間鉸鏈約束）物體間物體間可相對轉(zhuǎn)動可相對轉(zhuǎn)動，但不能沿孔的徑向移動。，但不能沿孔的徑向移動。logo 第 18 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介3

7、光滑圓柱鉸鏈約束（中間鉸鏈約束）鉸鉸常見鉸鏈：常見鉸鏈：logo 第 19 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介3光滑圓柱鉸鏈約束（中間鉸鏈約束）a忽略孔間的摩擦?xí)r，約束力過接觸點沿徑向方向。忽略孔間的摩擦?xí)r，約束力過接觸點沿徑向方向。因接觸點位置與主動力有關(guān)，所以約束力方向未定，一般用正交分力表示。因接觸點位置與主動力有關(guān)，所以約束力方向未定，一般用正交分力表示。af大?。捍笮。河芍鲃恿Υ_定由主動力確定方向：方向：未定未定作用線：沿作用線：沿接觸處半徑接觸處半徑 過銷中心過銷中心常正交分解常正交分解axfayfaaflogo 第 20 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束

8、反力簡介4固定鉸鏈支座（鉸支座） 將光滑圓柱鉸鏈其中一構(gòu)件固定而得光滑圓柱鉸鏈固定鉸支座logo 第 21 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介4固定鉸鏈支座（鉸支座）logo 第 22 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介4固定鉸鏈支座（鉸支座）logo 第 23 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介4固定鉸鏈支座（鉸支座）簡化圖受力圖（同光滑圓柱鉸鏈）工程實例logo 第 24 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介5活動鉸鏈支座（滾動支座）結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖為圓柱鉸鏈與光滑接觸面的復(fù)合約束。為圓柱鉸鏈與光滑接觸面的復(fù)合約束。物體可繞物體可繞

9、圓柱鉸鏈轉(zhuǎn)動圓柱鉸鏈轉(zhuǎn)動和沿和沿光滑接觸面方向移動光滑接觸面方向移動，但不能沿接，但不能沿接觸面法線方向移動。觸面法線方向移動。logo 第 25 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介5活動鉸鏈支座（滾動支座）簡圖：或：約束阻礙物體沿與支承面垂直的方向運動，其約束力通過銷釘中心垂直于支承面，指向待定 。logo 第 26 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介6固定端約束 固定端約束，既阻礙被約束物體在該平面內(nèi)沿任何方向移固定端約束，既阻礙被約束物體在該平面內(nèi)沿任何方向移動，又阻礙被約束物體繞固定端在該平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，如圖。動，又阻礙被約束物體繞固定端在該平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，如圖。 logo 第 27 頁 常見約束類型及反力方向的確定約束與約束反力簡介6固定端