《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第02讲 第1章构件静力分析基础

第1章构件静力分析基础 1基本概念(力、刚体) 2.静力学公里 3约束和约束反力 4受力图

第1章构件静力分析基础 1.基本概念（力、刚体） 2.静力学公里 3.约束和约束反力 4.受力图

3约束和约束反力 (1)概念 约束:能限制某些物体运动的其它物体。 约束反力(反力):约束对非自由体的作用 反力的作用点是约束与非自由体的接触点 反力的方向总是与该约束所能限制的运动方向相反 反力的大小总是未知的。在静力学中可以利用相关平 衡条件求出约束反力

3.约束和约束反力 （1）概念 约束：能限制某些物体运动的其它物体。 约束反力(反力)：约束对非自由体的作用。 反力的作用点是约束与非自由体的接触点 反力的方向总是与该约束所能限制的运动方向相反 反力的大小总是未知的。在静力学中可以利用相关平 衡条件求出约束反力

3约束和约束反力 (2)约束的基本类型 ◆柔性约束 ◆光滑面约束 ◆光滑铰链约束 ◆固定端约束

3.约束和约束反力 （2）约束的基本类型  柔性约束  光滑面约束  光滑铰链约束  固定端约束

3约束和约束反力 柔性约束及其反力F ◆柔性约束特点:柔软易变 形,只能承受拉,不能承 受压。柔性约束只能限制 非自由体沿约束伸长方向 的运动而不能限制其它方 向的运动。 ◆约束反力:只能是拉力 作用在与非自由体的接触 点处,作用线沿柔索背离 非自由体。 G G

3.约束和约束反力 柔性约束及其反力FT  柔性约束特点：柔软易变 形，只能承受拉，不能承 受压。柔性约束只能限制 非自由体沿约束伸长方向 的运动而不能限制其它方 向的运动。  约束反力：只能是拉力， 作用在与非自由体的接触 点处，作用线沿柔索背离 非自由体

3约束和约束反力 光滑面约束及其反力FRM 光滑面约束特点:无论两物体间的接触面是平面还是曲 面,只能承受压而不能承受拉,只能限制物体沿接触面 法线方向的运动而不能限制物体沿接触面切线方向的运 动 约束反力:垂直于接触处的公切面,而指向非自由体 NA ENB B NA G

3.约束和约束反力 光滑面约束及其反力FN  光滑面约束特点：无论两物体间的接触面是平面还是曲 面，只能承受压而不能承受拉，只能限制物体沿接触面 法线方向的运动而不能限制物体沿接触面切线方向的运 动。  约束反力：垂直于接触处的公切面，而指向非自由体

3约束和约束反力 光滑铰链约束及其反力FN 光滑铰链约束特点:两非自由体相互联接后,接 触处的摩擦忽略不计,只能限制两非自由体的相 对移动,而不能限制两非自由体的相对转动的约 束,包括中间铰链约束、固定铰链约束和活动铰 支座三种类型。 约束反力:通过铰链中心,大小、方向均未确定。 一般用一对通过铰链中心,大小未知的正交分力 来表示。但其中二力构件、活动铰支座的反力方 向是可以确定的

3.约束和约束反力 光滑铰链约束及其反力FN  光滑铰链约束特点：两非自由体相互联接后，接 触处的摩擦忽略不计，只能限制两非自由体的相 对移动，而不能限制两非自由体的相对转动的约 束，包括中间铰链约束、固定铰链约束和活动铰 支座三种类型。  约束反力：通过铰链中心，大小、方向均未确定。 一般用一对通过铰链中心，大小未知的正交分力 来表示。但其中二力构件、活动铰支座的反力方 向是可以确定的

3约束和约束反力 中间铰链约束

3.约束和约束反力 中间铰链约束

3约束和约束反力 固定铰链约束

3.约束和约束反力 固定铰链约束

3约束和约束反力 活动铰支座 起餐

3.约束和约束反力 活动铰支座

3约束和约束反力 团定端约束及其反力F 光滑铰链约束特点:一杄插入固定面的力学模型,如车 刀与工件分别夹持在刀架和卡盘上,都是固定不动的。 ◆约束反力:固定端既限制了非自由体的垂直与水平移动, 又限制了非自由体的转动,故此在平面问题中,可将固 定端约束的约束反力简化为—组正交的约束反力与一个 约束力偶

3.约束和约束反力 固定端约束及其反力FN  光滑铰链约束特点：一杆插入固定面的力学模型，如车 刀与工件分别夹持在刀架和卡盘上，都是固定不动的。  约束反力：固定端既限制了非自由体的垂直与水平移动， 又限制了非自由体的转动，故此在平面问题中，可将固 定端约束的约束反力简化为一组正交的约束反力与一个 约束力偶