機械基礎第一章

機械(machinery)機器機構◆研究對象

◆課程內容

主要學習：常用機構和通用零件1、工程力學2、機械及機械零件3、液壓傳動11、機械制造行業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)2、凡是生產、制造企業(yè)都要涉及到機械開發(fā)設計制造市場銷售經濟競爭歸根結底是設計和制造能力競爭2

◆學習本課程的目的1.為學習機械類有關專業(yè)課打好理論基礎。2. 為機械產品的創(chuàng)新設計打下良好的基礎3. 為現有機械的合理使用和革新改造打基礎。3◆本課程的基本學習方法1、著重基本概念的理解和基本計算方法的掌握，不強調系統(tǒng)的理論分析；

2、著重理解公式建立的前提、意義和應用,不強調對理論公式的具體推導；

3、注意密切聯(lián)系生產實際，努力培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。

4、深刻理解基本理論、概念。5、認真做一定數量的習題。6、有良好的數學和物理基礎。澧縣職業(yè)中專學校主講人：段寶程機械基礎計算機輔助教學課件5內容提要緒論靜力學基本知識1、力及其性質2、約束和約束力3、受力分析與受力圖6◆本課程研究的對象及內容要學習什？為什么要學機械基礎？◆

學習本課程的目的◆如何進行本課程的學習學習方法？緒論7靜力學基本知識81、名詞介紹：(1)力系：F1F2Fn(2)平衡力系：F2F1Fn若平衡，則稱為平衡力系。同時作用在物體上的一群力。(3)等效力系：=P1P2Pn若兩個力系對同一物體的作用效果相同，則互稱為等效力系。(4)合力、分力：F1FnF2F1FnF2=FR若一個力和一個力系等效，則該力稱為合力，力系中各力稱為此力的分力92、力學模型：

剛體：受力時不變形體的物體

剛體系：（物系）3、內容：（1）力系的簡化：

用簡單力系代替復雜力系，作用效應不變。（2）力系的平衡條件:

物體處于平衡狀態(tài)時，力系應滿足的條件。

平衡：指物體相對于地面保持靜止或作均速直線運動10一、力的概念：

定義：物體間的相互作用外效應：運動狀態(tài)改變。(理力）內效應：變形。（材力）三要素：大小、方向、作用點。力的圖示：FP文字符號：第一章靜力學基本概念及受力分析箭頭，代表力的指向力的作用線線段長度代表力的大小線段的起點或終點為力的作用點11印刷體：黑體字母——力矢。

普通字母——力的大小。手寫體：F——力矢。F——力的大小。力單位：NKN牛千牛二、約束的概念：自由體：能在空中自由運動（飛機、衛(wèi)星）非自由體：某些方面的運動受到周圍物體的限制12

（燈繩、合頁軸、鐵軌）（1）約束：阻礙物體運動的限制物（2）約束反力：約束作用于被約束物體上力

作用點：接觸處

方向：永遠與所限制的運動方向相反

大?。何粗螅ū粍恿Γ?）主動力：約束反力以外的其它力能主動引起物體運動的力。例如13主動力大小一般已知（重力、風力、牽引力）如：

三、靜力學公理(公理與定律；定理、推理與推論）1、公理一（二力平衡公理）：T1T2GF1F2若剛體受二力作用而平衡，則必、充條件為：此二力等值、反向、共線。（1）適于剛體。14（2）二力構件（二力桿）：

只受二力作用而平衡的構件或桿件。F1F2

F1F2F1F2

（拉桿）（壓桿）2、公理二（加、減平衡力系公理）：

在作用于剛體上的任一力系中，加上或減去任一個平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用受力特點：所受兩力必沿兩力作用點連線15F1F2F3P1P2=F1F2F3（適于剛體）3、推論一（力的可傳性原理）

作用在剛體上的力可沿其作用線移動，而不改變該力對剛體的作用效應。=FF2F1F1（令F1=F2=F）

（適于同一個剛體）164、公理三（力的平行四邊形法則）：

作用于物體上同一點的兩個力可以合成為作用于該點的一個合力，它的大小和方向由這兩個力的矢量為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線來表示。矢式：R=F1+F2F1F2RF1F2RF2F1R（適合于任何物體）（逆過程也成立，一般正交分解）F1F2F力三角形法則:175、推論二（三力平衡匯交定理）

剛體受不平行的三力作用而平衡時，此三力作用線必共面，且匯交于一點。證：=F1F2F3F3F2F1R1、只適于剛體2、三力匯交一點，只是平衡的必要條件3、三力構件，若已知三力作用點和任兩力作用線則可定出第三力作用線。 ooABCC18如：（并不平衡）F1F2F36、公理四（作用、反作用定律）

兩物體間相互作用的一對力，總是等值、反向、共線，并分別作用在這兩個物體上。..GGNN（1）適于任何物體。（2）（G、N）是平衡力；

N是作用力，N‘是反作用力19四、幾種常見的約束及反力：（一）柔索約束：柔繩、皮帶、鏈條等。

特征：只限制沿柔索中心線伸長方向的運動。

反力：作用點：聯(lián)結點。作用線：沿柔索。指向：背離被約束體。（拉力）

例如20GGF1F2GGFAFBFCFDFEABCDEFAFBFCFDF1F2F1F221（二）光滑接觸面約束:

(不計摩擦)特征:只限制沿接觸處公法線做壓入光滑面的運動.公法線FN反力:

作用點:接觸處

作用線:沿接觸處的公法線

指向:指向被約束體BCAFAFBFCG（壓力）22（三）光滑鉸鏈約束

帶孔的構件套在圓軸（銷釘）上。

特征：只限制構件間的相對移動。不限制構件間的相對轉動。（在垂直于軸線的平面內）傳力特點：帶孔構件與銷釘直接作用。（A）固定鉸支座：底座固定。例如23FFFFFyFx

反力F：作用點、作用線、及指向，均隨主動力而變。通常用互相垂直的Fx與Fy表示.

（二力構件除外）

簡圖:24（B）中間鉸鏈：

僅有兩個帶孔的構件，套在銷釘上，且節(jié)點處不受外力。

FFFFFxFyFyFx(1)(2)(1)(2)(1)(2)構件(1)與構件(2)互為約束

滿足作用力與反作用力的關系25

通常用(Fx、Fy)，（Fx'、Fy')表示（二力構件除外）簡圖：例：BACFCBFCFBFFCCAFAyFAx先識別二力構件；中間鉸鏈處：作用力與反作用力關系。26（C）可動鉸支座：底座與支撐面間有輥軸。（軸支座）公法線F

只限制沿垂直支撐面方向的運動。

反力F：沿支撐面法線，通過銷釘中心，指向可假設。簡圖：27（四）鏈桿約束：兩端鉸接，中間不受力的直桿（二力桿）ABABFAFBAFA（A處為中間鉸鏈）反力：沿鏈桿中心線，指向可假設。（只限制沿鏈桿中心線的運動。）===28（五）軸承約束（A）徑向軸承（向心軸承）：只限制沿半徑方向的運動。軸線FAyFAx(B)止推軸承：既限制沿半徑方向的運動，又限制沿軸線方向的運動。29FxFzFy（六）球形鉸鏈支座:

球狀物體置于球窩形支座內，只限制任何方向的移動。FxFyFz(七)固定端30五、物體的受力分析與受力圖

受力分析：

所研究物體共受幾個力的作用，每個力的作用點、作用線、指向是怎樣的？

受力圖：

所研究物體的簡圖單獨畫出，在上面畫上其所受全部主動力和全部約束反力的圖形。

步驟：

（1）確定研究對象（取分離體），并把其簡圖單獨畫出。（2）畫上其所受主動力。（3）畫上其所受約束反力。31例：已知F，試畫出AB梁的受力圖。解：（1）取AB梁為研究對象。（2）畫主動力F。F（3）畫反力FB,FAx,FAy。FBBAFAxABFFAy或：按三力平衡匯交定理FBBAFFAO

32例:已知P。試畫出AD桿、BC桿及構架整體受力圖DABCPBCFBFCABDPFBFAxFAyABDPOFBFAABCDPFCFAxFAy（系統(tǒng)內力）（系統(tǒng)外力）33例：三鉸剛架，已知F。試分別畫出AC、BC構架及剛架整體受力圖ABCF解：BCFCFBACFFCFAxFAyABCFFBFAxFAy34例：已知P。試分別畫出AB、BC桿、銷釘C及構架整體的受力圖。解：ACFAFCABCFBFCBCFFCAFCBACFFCBFA（AC桿含銷C）ABCFFBFA35例：BCDEFDFECGFOFCOBCFBFEHFCBACDFCOFCBFDFAxFAyGFADEFBFAxFAy36例：ABCF1F2ACF1FCxFCyFAxFAyBCF2FcxFcyFBxFByCABFAxFAyFBxFByF1F237例:BCFCBFBACPFCAxFCAyFAxFAyCGFCBFCAxFCAyACPGFCBFAxFAyABCPGFBFAxFAy38例：OABPBPFBAFB例：P.OCABDPABDFAFBFD39例題.

由水平桿AB和斜桿BC構成的管道支架如圖所示.在AB桿上放一重為P的管道.A,B,C處都是鉸鏈

連接.不計各桿的自重,各接觸面都是光滑的.試分別畫出管道O,水平桿AB,斜桿BC及整體的受力圖.ACBD