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文档简介
生产线数字化仿真技术——力对点之矩赵千里1.力矩的概念用扳手拧紧螺母时,若作用力F,转动中心O(称为矩心)到力作用线的垂直距离为d(称为力臂),由经验可知,扳动螺母的转动效应不仅与F的大小和方向有关,且与力臂d的大小有关,故力F对物体转动效应dFO的大小可用两者的乘积F·d来度量。当然,若力F对物体的转动方向不同,其效果也不相同。表示力使物体绕某点转动效应的量称为力对点之矩(简称力矩)。1.力矩的概念由大量实例可归纳出力对点之矩的定义:力对点之矩为一代数量,它的大小为力F的大小与力臂d的乘积,它的正负号表示力矩在平面上的转向。
MO(F)=±F·d
(a)dFO
一般规定力使物体绕矩心逆时针旋转为正,顺时针为负。并记作1.力矩的概念MO(F)=±F·d(a)dFO一般规定力使物体绕矩心逆时针旋转为正,顺时针为负。并记作
由力矩的定义和式(a)可知:
1)当力的作用线通过矩心时,力臂值为零,力矩值也必定为零。
2)力沿其作用线滑移时,不会改变力对点之矩的值,因为此时并未改变力、力臂的大小及力矩的转向。
3)力矩的单位为Nm(牛米)。2.合力矩定理
合力矩定理:平面力系的合力对平面上任一点之矩,等于所有各分力对同一点力矩的代数和。由于合力与原力系对物体的作用等效,故有MO(FR)=∑MO(F)(b)
上述合力矩定理不仅适用于平面力系,对于空间力系也都同样成立。在计算力矩时,有时力臂值未在图上直接标出,计算亦较繁。应用这个定理,可将力沿图上标注尺寸的方向作正交分解,分别计算各分力的力矩,然后相加得出原力对该点之矩。
解1按力对点之矩的定义有
图示圆柱直齿轮的齿面受一啮合角
=20
的法向压力Fn=1kN的作用,齿面分度圆直径d=60mm。试计算力对轴心的力矩。Fn
dO
rh
MO(Fn)=
Fn
h=Fn
rcos
=Fn(d/2)cos
=28.2N·m
解2将Fn沿半径的方向分解成一组正交的圆周力Ft=Fncos
与径向力F
=Fnsin
,按合力矩定理有F
FtMO(Fn)=MO(Ft)+MO(F
)=
Ft
r+0=
Fncos
(d/2)=28.2N·mABFdO几个结论:1、若F=0或d=0,则:MO(F)=02、当力F
沿其作用线滑动时,力对同一点的矩MO(F)不变。3、同一个力对不同点的矩不同,即:力对点的
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