手爪中的静力学基础

《机械设计与创新》课程南京工业职业技术学院项目二手爪的静力学分析单元一手爪中的静力学基础Step1

明确任务Step2项目导入Step3操作训练Step4知识深化Step5归纳总结目录《机械设计与创新》课程组单元一手爪中的静力学基础《机械设计与创新》课程组知识点：技能点：掌握刚体的受力分析素养：严谨认真的学习工作态度单元一手爪中的静力学基础力与力系静力学公理及推论约束与约束反力物体的受力分析、受力图绘制《机械设计与创新》课程组分析，如下图所示滑槽杠杆式手爪的受力。步骤1：明确任务滑槽式杠杆手爪单元一手爪中的静力学基础《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入2.1力(force)的基本概念单元一手爪中的静力学基础定义：力是物体间相互的机械作用。力的效应：运动效应(外效应)、变形效应(内效应)。内效应外效应力的外效应力的作用效应《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础力的三要素：大小，方向，作用点FA力系：是指作用在物体上的一群力。平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，此力系为平衡力系。FA大小力的方向作用点平衡(balance)物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的特殊机械运动状态。《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础在力的作用下，大小和形状都不变的物体或物体内任意两点始终保持不变的距离，或形状和尺寸始终保持不变的物体。2.2刚体(RigidBody)变形体任何物体在力的作用下都要产生变形。刚体变形体《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础2.3公理1力的平形四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力。合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定。力的平行四边形法则矢量表示《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础2.3公理2二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。两力大小相等、方向相反，共线，作用在同一物体上。此公理适合于刚体，不合适变形体。二力平衡(数值相等)《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础2.3公理2二力平衡公理只在两个力作用下平衡的刚体(构件)为二力体(构件)。二力杆《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础2.4公理3加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础2.4公理3推论1力的可传性原理作用于刚体上的力可沿其作用线移动，而不改变该力对刚体的效应。力的可传性原理(刚体上）力的三要素：作用线、大小、方向作用在刚体上力是滑移矢量。《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。推论2三力平衡定理三力平衡定理《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础两物体间的相互作用力总是同时存在，且其大小相等、方向相反、沿同一直线，但作用在两个不同的物体上。作用力与反作用力2.5公理4作用力与反作用力公理作用力与反作用力成对出现，并分别作用在两个不同的物体上。《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元一手爪中的静力学基础变形体在某一力系作用下处于平衡时，如将其刚化为刚体，其平衡状态保持不变。刚化公理2.6公理5刚化公理《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练工程中常见的约束单元一手爪中的静力学基础约束(Constraints)限制物体自由运动的条件；对非自由体的某些运动起限制作用的周围物体。自由体在空间的位移不受任何限制的物体。非自由体在空间的位移受到限制的物体。约束《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础约束力约束物体作用于被约束物体上的力。约束力约束反力的大小常常是未知的；方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；作用点在物体与约束相接触的那一点。《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础柔索约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束(不考虑其弯曲刚度，忽略自重)。柔索约束绳索类只能受拉，约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础柔索约束柔索约束《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑接触面约束光滑面约束GFNGFNGFN两直接接触物体，不考虑摩擦，物体的接触面为完全光滑的刚性接触。约束反力的作用力通过接触点，方向沿接触面公法线而指向被约束物体。《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑接触面约束光滑面约束《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑铰链约束光滑铰链约束只限制两物体径向的相对位移，不限制两物体绕铰链中心的相对转动和沿轴向的移动。光滑段(销钉)《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑铰链约束固定铰支座若相连接的构件有一个固定在地面或机架固定铰链(固定铰支座)。《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑铰链约束固定铰链《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑铰链约束活动铰链支座下面装上滚子，使它能在支承面上任意移动活动铰链。《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑铰链约束活动铰链《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础光滑铰链约束活动铰链约束反力FNAAAAA《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练单元一手爪中的静力学基础固定端约束固定端约束AMAFAyFAxABFBF《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础物体的受力分析受力分析的基本步骤确定研究对象取隔离体画出主动载荷依次根据约束的性质画出约束反力ABDCOGE例1，《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础物体的受力分析ABDCOGE例1，FNDOGFNEEDF‘NDFBFAxFAyDBAF‘NDFBFADBA《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础例2，一构件受力如下图所示，试绘制其受力图。《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础例3，分析如下图所示AB、BC杆的受力情况。《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础BC杆受力AB杆受力《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础例4，分析如下各图中AB、BC杆的受力情况。《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础例5，分析如下各图中构杆的受力情况。《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化单元一手爪中的静力学基础画受力图注意事项：不要漏画力除重力、电磁力外，物体间只有通过接触才有相互机械作用力，分清受力体与施力体的接触情况，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。不要多画力受力体所受的每一个力，都应能明确地指出一个施力体。不要画错力的方向约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画；作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反。受力图上不能再带约束受力图上只画外力，不画内力因研究对象变化时，内外力可能改变。同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相互