约束和约束力ppt课件

1、机械设计根底之机械设计根底之静力学模块V1 约束与约束反力约束与约束反力1;. * *Co., Ltd. Page 2约束与约束反力约束类型及力确实定约束类型及力确实定约束与约束反力简介约束与约束反力简介 第 3 页常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介自在体自在体(Free Body) (Free Body) ：位移不受限制：位移不受限制的物体叫自在体。的物体叫自在体。非自在体非自在体(Non-free Body) (Non-free Body) ：位移受限制的物体叫非自在体。位移受限制的物体叫非自在体。 第 4 页常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介约束反力约束反力(Co

2、nstraint Force) (Constraint Force) ：约束给被约束物体的力叫约束反力。：约束给被约束物体的力叫约束反力。 约束约束(Constraint) (Constraint) ：对非自在体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。：对非自在体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。 这里，约束是名词，而不是动词的约束。这里，约束是名词，而不是动词的约束。 第 5 页常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介 大小经常是未知的；大小经常是未知的； 方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；约束反力阻止物体运动的作用是经过约束与物体相互接

3、触来实现的，因此它的作用点在物体与约束约束反力阻止物体运动的作用是经过约束与物体相互接触来实现的，因此它的作用点在物体与约束相接触的那一点；相接触的那一点；约束反力取决于约束本身的性质、自动力和物体的运动形状。约束反力取决于约束本身的性质、自动力和物体的运动形状。约束反力特点：约束反力特点：GGN1N2 第 6 页 除约束力外，非自在体上所遭到的一切促使物体运动或有运动趋的力，称为自动力。除约束力外，非自在体上所遭到的一切促使物体运动或有运动趋的力，称为自动力。 约束力是由自动力引起的，故它是一种被动力。约束力是由自动力引起的，故它是一种被动力。常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介

4、* *Co., Ltd. Page 7约束与约束反力约束类型及力确实定约束类型及力确实定约束与约束反力简介约束与约束反力简介 第 8 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介1理想光滑面约束理想光滑面约束 公法线上公法线上约束反力：约束反力：作用在接触点处，方向沿接触面公法线，指向受力物体作用在接触点处，方向沿接触面公法线，指向受力物体特点：两个物体相接触，接触面光滑特点：两个物体相接触，接触面光滑 第 9 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介1理想光滑面约束理想光滑面约束 公法线上公法线上ABC齿轮传动齿轮传动凸轮传动凸轮传动 第 10 页 常见约束类型及反力方向确实

5、定约束与约束反力简介1理想光滑面约束理想光滑面约束 公法线上公法线上PPFN 第 11 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介1理想光滑面约束理想光滑面约束 公法线上公法线上从动轮自动轮 第 12 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介2由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束绳索绳索皮带皮带链条链条 第 13 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介2由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束绳索类只能受拉，所以它们的约束力是作用在接触点，方向沿绳索背叛物体。绳索类只能受拉，所以它们的约束力是作用在接触点

6、，方向沿绳索背叛物体。T 第 14 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介2由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束链条或皮带也只能接受拉力。当它们绕在轮子上，对轮子的约束力沿轮缘的切线方向。F1F2F1F2 第 15 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介2由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束A 第 16 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介3光滑圆柱铰链约束中间铰链约束光滑圆柱铰链约束中间铰链约束圆柱铰链圆柱铰链销钉A、B互为约束与被约束体A简化图 第 17 页 常见约束类型及反力方向确实定约

7、束与约束反力简介3光滑圆柱铰链约束中间铰链约束光滑圆柱铰链约束中间铰链约束物体间可相对转动，但不能沿孔的径向挪动。物体间可相对转动，但不能沿孔的径向挪动。 第 18 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介3光滑圆柱铰链约束中间铰链约束光滑圆柱铰链约束中间铰链约束铰铰常见铰链：常见铰链： 第 19 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介3光滑圆柱铰链约束中间铰链约束光滑圆柱铰链约束中间铰链约束A忽略孔间的摩擦时，约束力过接触点沿径向方向。忽略孔间的摩擦时，约束力过接触点沿径向方向。因接触点位置与自动力有关，所以约束力方向未定，普通用正交分力表示。因接触点位置与自动力有关，

8、所以约束力方向未定，普通用正交分力表示。AF大小：由自动力确定大小：由自动力确定方向：未定方向：未定作用线：沿接触处半径作用线：沿接触处半径 过销中心过销中心常正交分解常正交分解AxFAyFAAF 第 20 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介4固定铰链支座铰支座固定铰链支座铰支座 将光滑圆柱铰链其中一构件固定而得光滑圆柱铰链固定铰支座 第 21 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介4固定铰链支座铰支座固定铰链支座铰支座 第 22 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介4固定铰链支座铰支座固定铰链支座铰支座 第 23 页 常见约束类型及反力方向确实定约束

9、与约束反力简介4固定铰链支座铰支座固定铰链支座铰支座简化图受力图同光滑圆柱铰链工程实例 第 24 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介5活动铰链支座滚动支座活动铰链支座滚动支座构造图构造图为圆柱铰链与光滑接触面的复合约束。为圆柱铰链与光滑接触面的复合约束。物体可绕圆柱铰链转动和沿光滑接触面方向挪动，但不能沿接触面法线方向挪动。物体可绕圆柱铰链转动和沿光滑接触面方向挪动，但不能沿接触面法线方向挪动。 第 25 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介5活动铰链支座滚动支座活动铰链支座滚动支座简图：或：约束妨碍物体沿与支承面垂直的方向运动，其约束力经过销钉中心垂直于支承面，指向待定 。 第 26 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介6固定端约束固定端约束 固定端约束，既妨碍被约束物体在该平面内沿任何方向挪动，又妨碍被约束物体绕固定固定端约束，既妨碍被约束物体在该平面内沿任何方向挪动，又妨碍被约束物体绕固定端在该平面内转动，如图。端在该平面内转动，如图。 第 27 页 常见约束类型及反力方向确实定约束与约束反力简介6固定端约束固定端约束特