2-3简单轮轴类部件的受力问题

§2-3简单轮轴类部件的受力问题课时计划：讲授2学时教学目标：.通过本节课在平面力系的基础上，以轮轴类部件为例，讲解简单的空间力系。.使学生理解并掌握解决常见空间力系的方法，即利用力的投影的方法将空间力系转化成平面力系，在根据平面力系的平衡方程解决受力问题。教材分析:.重点为能够正确分析轮轴类部件的受力；.难点是掌握解决简单空间力系的一般方法。教学设计：本节课的主要内容是让学生在平面力系的基础上,认识简单的空间力系，主要分析轮轴类部件的受力。可利用投影的相关知识给学生讲解解决空间力系的方法，即将空间力系的各力投影在空间直角坐标系的平面内，得到三视图形式的平面力系，再根据平面力系的平衡方程由已知力求解未知力。要求学生掌握此类受力分析问题的解题步骤。教学过程：第1学时教学内容：本节分析带轮和直齿圆柱齿轮的轮轴（图2-10）受力。图2-10通过分析得，此轮轴受到带轮两端皮带的拉力和齿轮上的啮合力，以及两支座对其的约束力。这些所受主动力和约束力的作用线不共面，故不能构成平面力系，但各力构成了一个作用线都在与轮轴轴线垂直的、相互平行的平面上的简单空间力系。若上述轮轴所受的主动力已知，该如何根据已知力求解未知的约束力，可将空间力系转化成平面力系，进而根据平面力系的平衡方程求解受力问题。建立如图2-11所示的空间直角坐标系Oxyz,其中y轴和轮轴的轴线平行，Oxy平面是水平面。两支座属于径向滑动轴承，其实质是固定铰链约束，约束力用通过轴承圆孔中心、互相垂直的两个分力表示，这两个分力作用线在轮轴轴线垂直的平面内。ffl2-11第2学时教学内容：本次课通过讲解教材例题2-6，讲述轮轴类的部件的受力分析问题。通过将轮轴所受的空间力系转化成平面力系,然后再利用平面力系的平衡方程解决受力问题。嘘2-6带轮D的直卷D产顿即带的紧边拉力A=2000及松边拉力F产IIEn湎带拉力均为水平方向佃2■10)©直齿圆柱齿轮C的直径D产20OlnmJ啮合力K的三:8二明图中尺寸Q二hθ,25%”0.15叫解瑜啮合力FK及很向滑动轴承A*:装束比轮轴受力图的三视图如图2-12所示。可现在与轮轴轴线垂直的平面上计算未知的主动力，再在另两个平面上计算轴承的约束力。侧视图主视图册视图(2)选择轮触主视图的膜为瞅檎口懈轴段力在挑图上的股歉图2.12gK中FjW=FJlcfflσ=2130NXcoβ2Opɪ2(XWN求解未知力因为主财k2000N的作用点到人8两个支酬胞离相瓦方向向上，蹦,与之平衡的两支座约束力大小相等，实际方向向下，和图2-12b所画的方向相反，所以Ffc=Fft=-γ=-ɪ=-10∞N⑶选择轮轴硼视图撇影为瞰对巅11轮轴受力在岫图上的投影隰2-12c),其中 ^F.二4sin0二2IJOHxNn舒,硒N其平衡方程求解未知力EMLo-(FT斗FJC+E∕-质(∙+b)=0S0"'536Nα+6^=Fτ+F,+Fκ-fflr=2000N÷1000N+729N-(-536N)=4265N注直;(1)带财的方向一定和轮级频,对轮轴的力矩等于拉力乘以半经(图2∙13b);3⅛信合力一定与其分度USIf酶，对轮谪力电等于其沿圆周切向的分力乘以半粳图2--喝「：.2)解题机可以不面图2・11的投爵原理示意鼠直接触标系Si在轴IIE如§2.4⅛J2-17.≡2-18θo加 ⅛J ©国2-M教学反思：本次课主要内容是简单轮轴类部件的受力问题，通过对轮轴的受力分析，使学生掌握解决空间力系受力