汽车机械基础课件（35讲）：第5讲 力学基本概念1

1、汽车机械基础技术应用课题:力学基本概念复习回顾复习上节内容：连杆机构的类型及应用。连杆机构在应用中会存在哪些问题？（举例）应如何注意？ 1.掌握静力学公理 。 2.会应用静力学公理解决力学问题。教学目标: 一、 平面机构的受力分析目的：根据作用在平面机构上的已知外力和惯性力，确定各运动副中的约束反力，进而确定为维持机构按给定规律运动所需的平衡力或平衡力矩。 受力分析应用：分析机构运动特性、计算机构各零件的强度、确定机械效率以及机械工作时所需的驱动力矩（主动力）等。 汽车常用构件力学分析力的作用例子力的概念是人类在长期的生产生活中逐渐建立的；力与生活和生产劳动密不可分；力作用的例子：万有引力、汽

2、车动力、打球、人们的推、拉、投、走路、跑步等；1. 静力学基本概念汽车常用构件力学分析（1）力的概念1.力是物体间的相互机械作用2.力对物体作用效应外效应：使物体的运动状态发生改变；内效应：使物体的形状发生改变3.力是矢量:力矢用大写黑体字母“F”表示4.力的三要素：力的大小、方向、作用线.5.力的单位：牛顿（N）或千牛（kN）（ 力F用有向线段表示）静力分析基本概念分布力和集中力汽车常用构件力学分析（2）力系力系作用于刚体上的一群力合力：若一个力和一个力系等效，则这个力就称为该力系的合力；力系中的每个力就称为力系的分力；将一个复杂力系简化为一个简单力系或一个力的过程，称为力系的简化。汽车常用

3、构件力学分析 力系的分类平面力系：力的作用线均在同一个平面内汇交力系：作用线汇交于一点；平行力系：作用线相互平行；一般力系：作用线既不完全汇交，又不完全平行；空间力系汇交力系平行力系一般力系（3）力矩力对点的矩：简称力矩，是力使物体产生转动效应的度量，是代数量。 力矩的三要素：大小、转距、转向力矩的表示：力矩 力偶概念 定理正负号规定：力使物体绕矩心逆时针转动时力矩为正，反之为负。矩心力臂单位：牛顿米(Nm)或千牛米( kNm)例:力矩的计算MO（FP）= -pa = -193.70.38= -73.61 MO（F）=bsin= 17000.05sin60 o = 73.61 实例：钳工用丝锥

4、攻螺纹力偶的形成ABO(4)力偶第一章汽车常用构件力学分析F1F2力偶实例:力偶力 偶 : 由一对大小相等,方向相反,且作用线相互平行的两个力所组成的力系. 力偶系是一种基本力系，同时也是一种特殊力系，是研究一般力系的基础。PF1F2力矩 力偶概念 定理实践证明：力偶只能使物体产生转动效应，不能产生移动效应。关于力偶力偶作用的例子:司机开车时，用双手转动方向盘、钳工用丝锥攻螺纹、拧水龙头等等。力偶力偶的表示法:符号表示:（F，F）图示:力偶矩力偶矩-指力偶中力的大小与力偶臂的乘积。用以衡量力偶对刚体的转动效应， 大小表示为：（，）= d 力偶矩单位：牛米N.m或千牛米kN.m力偶矩正负号规定：

5、逆时针为正,反之为负。M(+）M（-）力偶的三要素： 力偶矩大小、力偶的转向、力偶的作用面P力偶作用面：力偶中一对力所组成的平面；力偶臂：构成力偶的一对力的作用线间的垂直距离，用 d 表示；PF1F2力偶力偶的基本性质 1)力偶是无法再简化的简单力系力偶是力的特殊组合，力偶不能简化为合力力偶不能与力平衡，力偶只能与力偶相平衡2)力偶中两个力对其作用面P内任意一点之矩的代数和，等于该力偶的力偶矩： Mo（F）+Mo（F）= M =d 3)力偶对刚体的转动效应只与力偶矩的大小和力偶在作用面内的转向有关. 力偶的等效变换刚体上力偶等效的条件： 力偶矩大小相等； 力偶作用面平行； 力偶转向相同。 即力

6、偶的三要素相同 力偶的等效变换同平面内的力偶等效变换1、只要保持力偶矩大小和力偶的转向不变，作用于刚体上的力偶可在其作用面内任意移动而它对刚体的效应不变。FF FF =力矩 力偶概念 定理力偶的等效变换同平面内力偶的等效条件2、只要保持力偶矩大小和力偶的转向不变，作用于刚体上的力偶可在其作用面内任意转动，而它对刚体的效应不变。FF FF =力偶的等效变换3、只要保持力偶矩大小和力偶的转向不变，作用于刚体上的力偶可同时改变力和力偶臂的大小而它对刚体的效应不变。FF F / 2F/ 2=平行的平面内力偶的等效变换力偶在同一刚体上可以搬移到与其作用面相平行的平面内，而不改变其对刚体的效应。=MM第一

7、章汽车常用构件力学分析（5）力的平移定理作用在刚体上某点的力，可以平移至刚体上任意一点，但同时必须增加一个附加力偶，该力偶的力偶矩等于原力对该点之矩。M=?应用:力系的简化实例：踢足球力的平移及效应O汽车常用构件力学分析（5）刚体的概念 刚体在力的作用下，其物体内部任意 两点之间的距离始终保持不变刚体是静力学中对物体进行分析所简化的抽象化力学模型（变形很小可忽略不计时）（刚体这一模型的使用是有条件和范围的，即在静力学范围内构件可看作刚体。）汽车常用构件力学分析刚体示例汽车常用构件力学分析 （6）平衡定义：物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动状态。平衡是相对的，是运动的特例，平衡的规律远比一般规律简单。工程上