汽车机械基础教学PPT（高职）完整全套教学课件

学习情境一汽车材料基础知识2本章重点1、金属与非金属材料在汽车中的应用；2、常用材料的成分、组织、性能之间的关系及金属材料的热处理工艺；3、汽车主要运行材料的性能及使用;3本章重点4、了解汽车零件常用材料的分类及牌号;5、具有对汽车典型零件进行选材的能力。4情境描述

2013年消费者李某在佳木斯市某农用配件商店购买了一台柴油机。使用20天后，发现柴油机气缸体出现裂纹。李某多次找销售方及生产厂家要求解决问题，但没有结果，于是投诉到佳木斯市消协。5情境描述佳木斯市消协接到投诉后立即与经销方及生产厂家取得联系，双方都认为柴油机气缸体出现裂纹是消费者使用、保养不当造成的。市消协出具委托鉴定函，委托农机检验部门对柴油机进行质量鉴定。6情境描述鉴定结论为：“该气缸体产生裂纹处显微组织不合格，硬度不合格，存在质量问题”。因此，气缸体损坏是由气缸体材料不达标所造成。77PersonalNSummary单元一汽车零件材料一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（一）钢铁材料

钢铁材料是以铁和碳为基本元素的合金，包括碳素钢、合金钢和铸铁1．碳素钢

（1）碳和常存元素对碳素钢的影

①硅的影响②锰的影响

③硫的影响④磷的影响单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（2）碳素钢的分类

①按钢中碳的质量分数，碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

②按钢中合金元素的总质量分数，合金钢可分为低合金钢和高合金钢。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用

③按钢的用途，钢材可以分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。

1）结构钢a．普通碳素结构钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用b．优质碳素结构钢。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用c．低合金高强度结构钢。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用d．铸造碳钢。（见图1-34）。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用d．铸造碳钢。（见图1-34）。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用2）工具钢a．碳素工具钢。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用b.合金工具钢–刃具钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用b.合金工具钢–刃具钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用c．模具钢。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用3）特殊性能合金钢a.耐热钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用b.不锈钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用c.耐磨钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用

④按冶炼方法分类，可分为转炉钢、电炉钢；根据炼钢时所用脱氧方法，可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。

⑤按钢的质量，即主要根据钢中有害杂质（硫、磷）的含量可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢等。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用2．合金钢合金钢就是在碳素钢的基础上加入一些合金元素而成的钢,如汽车上的—些受力复杂的重要零件–变速器齿轮、半轴和活塞销等。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（1）钢的热处理为了改善钢的件能，一方面可以调整钢的化学成分，加入合金元素形成合金钢；另一方面，可以对钢进行热处理。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用热处理是将钢铁材料在固态下以适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织和性能的工艺过程，可用钢的热处理工艺曲线表示。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一钢的热处理工艺曲线一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用

根据热处理目的和工艺方法的不同，热处理一般可分为普通热处理和表面热处理。①普通热处理退火：主要用来消除铸、锻件等的内应力，以防止变形和开裂。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用正火：主要用来处理低碳钢、中碳钢零件，使其组织细化、减少内应力，提高钢的强度和韧性。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用淬火:主要用来提高钢的硬度和强度，但淬火会引起内应力，使钢变脆。所以淬火后必须回火。回火：主要用来消除淬火后钢的脆性和内应力，提高钢的塑性和韧性。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用②表面热处理表面淬火：仅对工件表面进行淬火的热处理工艺。化学热处理：用一定的工艺将碳、氮等元素渗入工件表面、以改变其化学成分和组织结构。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（2）合金钢的分类①按合金钢的用途分类，合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。②按合金元素的含量分类，低、中、高合金钢。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（3）合金钢的牌号①合金结构钢的牌号采用“两位数字+合金元素符号+数字”的格式表示。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用例：40Cr

表示平均含碳量为0.40％，平均含碳量小于1.5％的合金结构钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（4）合金结构钢①低合金结构钢②合金渗碳钢单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用③合金调质钢单元一调质钢实例一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用④合金弹簧钢单元一弹簧钢实例一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用⑤滚动轴承钢单元一滚动轴承钢实例一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用⑤滚动轴承钢单元一滚动轴承钢实例一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用3．铸铁铸铁是含碳质量分数大于2.11%（一般在2.5％—4.0％之间）的铁碳合金，具有良好的铸造性能、耐磨件、减振性和切削加工性能。发动机气缸体、气缸盖、变速器壳和后桥壳等大多采用铸铁铸造。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一

（a）片状石墨（b）团絮状石墨（c）球状石墨（d）蠕虫状石墨图1-47工程铸铁中的四种石墨形状

一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（1）铸铁的分类铸铁中的碳以自由状态的石墨或化合物渗碳体的形式存在，根据碳的存在形式不同（如图），可分为几种：单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一

（a）片状石墨（b）团絮状石墨（c）球状石墨（d）蠕虫状石墨工程铸铁中的四种石墨形状

一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（1）铸铁的分类①白口铸铁②灰口铸铁单元一（a）重型机床床身（HT250）一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一（b）大型船用柴油机汽缸体（HT300）灰铸铁实例

一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用③可锻铸铁④球墨铸铁⑤蠕墨铸铁单元一（a）柴油机气缸（b）制动鼓（c）阀门蠕墨铸铁实例一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用（二）有色金属在工程上，通常把钢铁材料称为黑色金属，除黑色金属以外的金属称为有色金属。1．铝及铝合金（1）纯铝（2）铝合金单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用①形变铝合金1）防锈铝2）硬铝3）超硬铝4）锻铝5）特殊铝单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用②铸造铝合金铸造铝合金的代号用“ZL”加“一位数字和两位顺序号”的格式表示。例ZL108

表示8号铝—硅系铸造铝合金。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用

铸造铝合金的牌号则用“ZAI”，加“主要添加元素符号及百分含量和其他添加元素符号及其百分含量”的格式表示。例ZAlSi12Cu2Mg1表示含硅量为12％，含铜量为2％，含镁量为1％的铝—硅系铸造铝合金(其代号为ZL108)。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用2．铜及铜合金（1）纯铜（2）黄铜（3）青铜①锡青铜②特殊青铜单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用3．滑动轴承合金按其化学成分的不同，常用滑动轴承合金可分为锡基、铅基、铝基和铜基滑动轴承合金等。单元一一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一汽车曲轴、活塞、齿轮一、金属材料二、非金属材料三、常用材料在汽车上的应用4.新型合金材料（1）镁及镁合金（2）锌及锌合金（3）钛及钛合金（4）粉末合金单元一

工程上常用的非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料。

高分子材料(即分子量特别大的有机化合物)包括塑料、橡胶等。陶瓷材料包括陶瓷、玻璃等。复合材料包括金属和金属之间、非金属和金属之间、非金属和非金属之间的复合材料。单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用（一）塑料1.塑料组成以合成树脂为主要原料，并加入某些添加剂而制成的高分子材料。合成树脂是从煤、石油和天然气中提炼出来的高分子化合物，是塑料的基本成分。2．塑料的分类单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用3.塑料特性（1）密度小：仅为钢的密度的l／8-1／4，铝的密度的1/2。（2）比强度高（3）耐腐蚀性好（4）绝缘性好（5）吸振和消声性能良好（6）耐磨和减摩性能优良单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用（二）橡胶橡胶是一种有机高分子材料，橡胶制品在汽车上的应用广泛。（1）汽车轮胎（2）皮带单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用（3）密封制品①密封条②油封③皮碗单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用④防尘套⑤胶管⑥胶带⑦缓冲垫单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用（三）其他非金属材料1．玻璃（1）钢化玻璃（2）夹层玻璃（3）中空玻璃（4）防雾玻璃单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用2．陶瓷材料

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用（四）复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质不同的金属材料或非金属材料经一定方法合成而得到的一种新的多相固体材料。单元一二、非金属材料一、金属材料三、常用材料在汽车上的应用（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（a）低碳钢制造的油底壳（b）低碳钢制造的气缸盖罩盖（c）中碳钢制造的连杆（d）中碳钢制造的曲轴（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（一）金属材料在汽车上的应用单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料（二）非金属材料在汽车上的应用1.塑料在汽车上的应用塑料在汽车上的应用越来越多，常用作内、外装饰件和结构零件等。目前，塑料在轿车上的用量约占全车重量的9％左有。单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料2.橡胶在汽车上的应用现代轿车中橡胶的用量约占轿车总重量的3％—6％，其中用量最大的是轮胎，它约占轿车中橡胶件总重量的70％左右。橡胶在汽车上除了用于制造轮胎外，还可用于制造各种胶管、胶带、减振件和密封件等。单元一三、常用材料在汽车上的应用一、金属材料二、非金属材料81学习案例

2012年，一汽-大众汽车有限公司生产的新捷达轿车，一改以往棱角分明、方正保守的外型，以大众汽车家族式设计语言为蓝本，通过精准有力的线条，勾勒出一个时尚、运动的动感身姿。82学习案例除了外形更改外，一汽-大众对该轿车还进行了16项全新设计改进、54种零件提升改进、161项质量改进。其中，将原铸铁强缸体更换成铝合金气缸体，那么气缸体对材料有哪些要求？铸铁气缸体和铝合金气缸体又有哪些优缺点？83PersonalNSummary单元二汽车运行材料一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液（一）汽油汽油是从石油中提炼出来的，由碳、氢元素组成的烃类化合物。1.车用汽油的选用：（1）装有三元催化转换器的汽车不得使用含铅汽油，必须使用无铅汽油。单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液（2）为了确保汽车用户能正确、合理地选择车用汽油，汽车出厂时，一般在油箱盖内侧都贴有醒目的指示。单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液单元二2012款途观1.8T四驱菁英版一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液（3）在市场上买不到符合本次要求的汽油时，应本着“就高不就低”的原则，尽量选用高牌号的汽油。（4）当在市场上只能买到牌号低于本次要求的汽油时，应对发动机的点火提前角做必要的调整或适当改变驾驶风格，以减小发生爆燃的概率。单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液在行车中，应尽量缓踩加速踏板，平稳加速，避免急加速。2.加油时机的选择加油时机的选择，应从确保车辆续驶里程、尽量减少汽油的蒸发损失、提高车辆的运行经济性，以及确保汽油泵冷却可靠等多方面加以考虑。单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液单元二燃油表指针指向E一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液单元二燃油表指针进入红区一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液（二）轻柴油是从石油中提炼出采的，由碳、氢元素组成的烃类化合物。柴油可分为轻柴油、重柴油和军用柴油等品种，汽车用高速柴油发动机采用的柴油是轻柴油。单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液国产轻柴油的牌号是按凝点高低来划分的。例如：10号柴油表示其凝点不高于l0℃，-10号表水柴油的凝点不高于-10℃。单元二一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料三、汽车工作液单元二

常用汽车润滑材料可分为发动机润滑油、车辆齿轮油和润滑脂等。（一）发动机润滑油作用：润滑、冷却、洗涤、密封（二）车辆齿轮油主要作用是减少齿轮及轴承之间的摩擦及磨损，增强摩擦表面的散热作用，防止机件发生腐蚀和锈蚀。单元二二、汽车润滑材料一、汽车燃料的性能及使用三、汽车工作液（三）润滑脂单元二二、汽车润滑材料一、汽车燃料的性能及使用三、汽车工作液工作液汽车工作液是指汽车制动液、防冻液、液力传动油以及其他汽车工作介质。1.汽车制动液俗称刹车油，它是一种用于汽车液压制动系统中传递压力的工作介质。单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料选择与使用制动液时要注意以下几点事项（1）所选用的制动液产品类型应与车辆制造厂家规定的制动液产品类型相同。（2）当制动液中混有矿物油时，应全部更换制动液。单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料（3）不同类型或不同牌号的制动液不得混合使用。（4）制动液对车身涂层有一定的破坏作用，会产生“咬漆”现象，因此，在使用过程中要防止制动液与车身涂层接触。单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料2.汽车防冻液防冻液可以防止车辆在寒冷冬季停车时冷却液结冰而胀裂车辆的冷却系统，而在夏天则可以防止“开锅”。单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料防冻液单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料带有液位标识的防冻液储液罐防冻液使用过程的注意事项（1）加注防冻液前一定要对发动机冷却系统进行一次认真的清洗。（2）加注防冻液前要检查发动机冷却系统有无渗漏现象，并应及时排除后才能使用防冻液。（3）不同厂家生产的防冻液不能混加，混加容易腐蚀发动机、散热器等等。单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料3.汽车液力传动油又称为自动变速器油（ATF），不仅起传递动力的作用，而且还起着对齿轮、轴承等摩擦副的润滑作用以及在伺服机构中起液压自动控制的作用。4.其他汽车工作介质减振器油、液压油和制冷剂等工作介质。单元二三、汽车工作液一、汽车燃料的性能及使用二、汽车润滑材料105学习案例北京的张先生2003年年中买了一辆价值20万元的轿车。2004年8月份的一天，张先生的爱车启动变得很困难，偶尔打着一次，也只能用小小的油门爬行，稍微一提速就熄火。106学习案例经过4s店维修技师检查，告诉张先生：极有可能是进排气系统的机械故障，需要拆发动机检查。刚跑了不到20000km的新车发动机就被拆开，张先生很心疼，但拆开以后的情况更令他心惊——气门背面沾满了胶状物，几乎把107学习案例进气口都堵住了，如此一来混合气根本就无法正常进入气缸，因此出现一踩油门就熄火的故障。维修技师很肯定地说：该车所加的汽油有问题。108PersonalNSummary单元三金属材料的性能一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能（一）物理性能物理性能是指金属固有的属性，包括密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀和磁性等。1．密度密度是指物质单位体积的质量单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能2．熔点熔点是指金属从固态转变为液态时的温度。3．导电性金属传导电流的性能称为导电件。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能4．导热性金属传导热的性能称为导热性。5．热膨胀性金属在受热时膨胀、冷却时缩小的特性称为热膨胀性。6．磁性金属导磁的性能称为磁性。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能（二）化学性能化学性能是指金属材料在常温或高温条件下，抵抗外界介质对其化学侵蚀的能力。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能1．耐腐蚀性金属在常温下抵抗各种腐蚀介质侵蚀的能力称为金属的耐腐蚀性。2．抗氧化性金属在高温下抵抗氧化作用的能力称为金属的抗氧化性。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能（三）机械性能又称为力学性能，它是指金属材料在加工和使用时，在外力作用下所表现出来的抵抗能力，主要的机械性能指标有强度、理性、硬度、韧性和疲劳强度等。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能1．强度金属材料在载荷作用下抵抗变形或破坏的能力称为强度。强度的大小常用应力σ表示，指单位面积上抵抗变形或破坏的抵抗力(内力)，用符号表示，单位为Pa。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能（1）屈服极限金属材料在产生屈服时的应力称为屈服极限。（2）抗拉强度金属材料在被拉断前所承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能2．塑性金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。常用伸长率和断面收缩率来表示。单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能3．硬度金属材料抵抗其他更硬的物体压入其表面的能力称为硬度。例如：布氏硬度用符号HB表示，HBSL75洛氏硬度用符号HR表示，HRC50数值越大，表示材料硬度越高单元三一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能4．韧性5．疲劳强度单元三

金属的工艺性能是指金属材料适应各种加工工艺方法的能力，它包括金属的铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。单元三二、金属材料的工艺性能一、金属材料的使用性能121学习案例

石家庄钢铁公司是国内生产45号钢的大型钢铁企业，其销量在全国45号钢细分市场中占30%，产品在市场上以稳定的化学成分和优良的综合性能享有较高声誉，主要用于汽车配件、机械配件、五金工具122学习案例行业，其中每年用于生产汽车半轴的钢材约15万吨。但汽车市场上部分车型的半轴在使用过程中，出现了断裂现象（如图所示）。123学习案例124学习案例为分析其断裂原因，对断裂半轴进行了各项质量指标的检验分析，并对半轴生产工艺进行调查，结果表明，汽车半轴断裂的主要原因是：125学习案例（1）由于生产厂家未能严格按汽车半轴生产工艺要求进行热处理或表面热处理的工艺参数不当，致使半轴表面硬度和硬化层不足，导致半轴的疲劳强度降低，不能满足汽车行驶使用要求。126学习案例（2）汽车严重超载造成半轴在使用期内破坏。结束！学习情境二

汽车构件静力学分析129本章重点1、熟悉静力分析的基础知识，掌握力学基本概念和公理；2、掌握构件（物体）受力分析方法；3、熟悉平面力系的等效变换方法；130本章重点4、认识构件（物体）平衡规律，掌握应用平衡条件求解汽车机械力学问题方法。131情境描述2012年2月广东某车主反映自己购买的2011款卡罗拉1.8cvtGL-i车型在正常行驶中发生发动机连杆断裂事故。连杆的损坏，不仅导致发动机不能正常工作，严重者更能捣碎汽缸，造成更大的损失。132情境描述我们知道，发动机连杆连接着活塞与曲轴，起到传递力并将活塞往复直线运动转化为曲轴旋转运动的作用。因此汽车运行过程中连杆收到很大的作用力。133133PersonalNSummary单元一汽静力分析的基本概念和公理一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图（一）静力分析的基本概念1．力单元一力的效应一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图

力的三要素，即力的大小、力的方向和力的作用点位置。力是有大小和方向的量，因此力是矢量。力矢用黑体字母“F”表示。相应的明体字母“F”则表示力矢的大小。力的单位是牛顿，符号为“N”、或用千牛顿，符号为kN。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图2．刚体刚体是指受力作用后不变形的物体，如钢、铸铁、混凝土、木材及陶瓷等，均有足够的抵抗变形的能力，因此，受力产生的变形是极其微小的。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图应该指出，“刚体”这一力学模型的应用是有范围和条件的。例如，当研究物体的内力分布规律时，即使物体的变形再小也不能忽略。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图3．平衡平衡是指当物体受到一力系作用而相对于地球作匀速直线运动或静止时，则认为该物体处于平衡状态。作用于该物体上的力系，称为平衡力系。力系是指作用于刚体上的一群力。使物体平衡的力系所应满足的条件称为力系的平衡条件。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图（二）静力学公理1．二力平衡条件(公理一)作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用于同一直线上，简称“等值、反向、共线”。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图单元一二力平衡一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图

工程上受两个力作用而平面的刚体称为“二力构件”或“二力体”。二力构件平衡时，其所受的两个力必沿着两个力作用点的连续，而且两个力大小相等，方向相反。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图2．加减平衡力系公理(公理二)作用于刚体的任意力系中，加上或减去任何一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图3．推论：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作用效应。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图

当研究物体的变形效应时，力的可传性原理不适用。在压力F、F'作用下直杆变短、变粗；若将F'移至B点、将F移至A点后，则直杆受拉，这时杆件会变细、变长，变形效应完全相反。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图单元一拉杆和压杆一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图小提示：

同时应指出：作用力和反作用力虽等值、反向、共线，但分别作用与不同物体上，故不能互相抵消，互成平衡。这与二力平衡公理中的“一对平衡力”是不同的，不能相互混淆。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图5．力的平行四边形法则(公理四)作用于物体上同一个点(汇交点)的两个力可以合成为一个合力，且合力也作用于汇交点上。合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。一个力也可以分解为两个力。力的分解仍遵循力的平行四边形法则。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图

作用刚体上A点的两个力Fl、F2的合力，可用平行四边形ABCD的对角线AD表示，合力矢FR等于两个力F1、F2的矢量和，表达式为：合力FR的大小可用余弦定理求出单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图式中，α为两个力F1和F2的夹角，合力方向为单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图6．推论：三力平衡汇交定理刚体受同一平面内三个互不平行的力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇交于一点。单元一一、汽车构件静力分析基础二、受力分析与受力图7．刚化原理(公理五)

变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。单元一1．约束与约束反力凡事先给定用以限制物体某一方向运动的一切装置，统称为约束。当这些非自由体有沿约束所限制的方向运动的趋势时，约束与非自由体之间便产生相互的作用力，称为约束反力，简称约束力。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础常见的约束有以下几种类型：（1）柔体约束（柔索）单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础常见的约束有以下几种类型：（1）柔体约束（柔索）单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础（2）光滑接触约束单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础（3）光滑铰链约束单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础中间铰链单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础固定铰链支座1—活塞销2—气缸3—活塞4—轴承5—曲轴6—连杆单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础活动铰链支座单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础活动铰链支座2．物体的受力分析及受力图在研究静力平衡问题时，首先要弄清楚的两个关键问题是：（1）哪个是我们的研究对象。研究对象需要根据题意或已知条件去确定。研究对象可以是单个物体、几个物体的组合甚至是整个系统。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础（2）研究对象上受哪些力作用。即进行研究对象的受力分析，明确各个力的性质、方向、是否已知等。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础画分离体受力图的步骤如下：（1）根据题意，确定研究对象．取分离体并单独画出；（2）在分离体上画出所有主动力；（3）根据约束类型正确画出相应的约束反力。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础例

图所示定滑轮系中，定滑轮在轮心O处受到平面铰链约束，在绳子的一端施加力F，将重力为G的物体匀速吊起。设滑轮本身重力不计，滑轮与轴之间的摩擦亦不计，试分别画出重物与滑轮的受力图。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础例重力为G的均质球O、由杆件AB、绳子BC和墙壁支持。设各处的摩擦及各杆的重力忽略不计，试分别画出球O、杆件AB的受力图。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础例折梯的AB、AC两部分在A处用中间铰链连接，并在D、E两点用水平绳子相连，梯子—边作用有铅垂载荷FP，如图2-24a所示。不计梯子自重和接触面的摩擦．试画AB、AC的受力图。单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础单元一二、受力分析与受力图一、汽车构件静力分析基础173学习案例

宝莱1.6L手动挡发动机工作时，燃烧室内会发出的异常噪音，汽油机冷启动后活塞敲缸异响严重，汽缸内发出一种清脆而有节奏的“哒、哒、哒”金属敲击声，其响声随温度变化而不同，即热车后响声减轻或消失，即汽油机发生敲缸。174学习案例175学习案例

汽车发动机中的活塞承受气缸内气体燃烧后的爆发压力，推动活塞做往复直线运动，通过活塞销、连杆转化曲轴的旋转动力，发动机四行程工作原理如图所示。176学习案例

发动机工作时为什么会产生敲缸的现象呢？通过对活塞连杆组的受力分析可以很好的说明这一问题。177学习案例178PersonalNSummary单元二平面汇交力系一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化

作用在物体上的力系可按其作用线是否共面分为平面力系和空间力系。若力系中各个力的作用线均在同一平面内，则称为平面力系。若各个力的作用线不在同一平面内，则称为空间力系。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化

平面汇交力系可以合成为一个合力。合力是指与作用于物体上的力系等效的一个力。平面汇交力系可以由两个、三个甚至更多的汇交力组成。平面汇交力系的合成和简化的方法有几何法和解析法。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化（一）平面汇交力系合成的几何法1．两个汇交力的合成单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化2．任意个汇交力的合成单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化2．任意个汇交力的合成单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化（二）平面汇交力系合成的解析法1．力的分解单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化2．力在坐标轴上的投影单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化注意：

力的投影是代数量，它的正负规定如下：如由a到b(或由a1到b1)的趋向与x轴（或y轴）的正向一致时，则力F的投影Fx（或Fy）取正值；反之，取负值。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化3．合力投影定理合力在某一直角坐标轴上的投影、等于各分力在同轴上投影的代数和单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化例如图所示为一吊环受到三条钢丝绳的拉力作用。已知F1=2000N，水平向左；F2=5000N，与水平成300角；F3=3000N，铅直向下，试求合力大小。（仅是求合力大小）单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化例如图所示为一简易起重机装置，重量G=2kN的重物吊在钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端跨过定滑轮A，绕在绞车D的鼓轮上，定滑轮用直杆AB和AC支承，定滑轮半径较小，大小可忽略不计，定滑轮、直杆以及钢丝绳的重量不计，各处接触都为光滑。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化试求当重物被匀速提升时，杆AB、AC所受的力。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化例如图所示为一简易起重机装置单元二四、平面任意力系的平衡（一）力矩力对点的矩，简称力矩，是力使物体产生的转动效应的度量，是个代数量。力使物体产生的转动效应取决于三个因累：①力F的大小，②力F到转动中心O的距离，②力真使物体统O点转动的方向。

单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡（二）力偶和力偶矩力偶是指作用于物体上大小相等、方向相反尾不共线的两个力组成的力系。单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡

力偶使刚体产生的转动效应可以用力偶矩来度量。力偶短指力偶中力的大小与力偶臂的乘积，表示为单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡力偶矩正负号规定:力偶逆时针转动为正，反之为负。（三）力偶的性质及力偶等效变换1．力偶的性质力偶中的单个力有着一般力的性质，但力偶作为力的特殊组合，使它对刚体的作用有着如下特殊的性质：（1）力偶不能简化为一个合力，即力偶不能与一个力等效，力偶只能与力偶相平衡；单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡（2）力偶中的两个力对其作用面内任一点的矩，恒等于力偶矩，与矩心的位置无关；单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡2．力偶的等效变换（1）同一平面内力偶的等效变换（2）平行平面内的等效变换；单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡2．力偶的等效变换（1）同一平面内力偶的等效变换（2）平行平面内的等效变换；单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡（四）平面力偶系的合成2．力偶的等效变换两个或两个以上力偶组成的力系称为力偶系。力偶系合成的结果只能是力偶面不是力，这个力偶称为合力偶。单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡例要在汽车发动机气缸盖上钻四个相同直径的孔。估计钻每个孔的切削力偶矩为M1＝M2＝M3＝M4＝-15N•m。若用多轴钻床同时钻这四个孔时，工件受到的总切削力偶矩有多大?单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡单元二二、力偶及力偶系的简化一、平面汇交力系的合成和简化三、平面任意力系的简化四、平面任意力系的平衡（一）力的平移定理

力的平移定理：将刚体上某点的力矢平移到刚体上的任一点后，将产生一附加力偶，其力偶矩等于该力对新作用点之矩。单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡（二）平面任意力系的简化单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡（三）合力矩定理平面一般力系向平面内任一点简化，得到一个主矢和一个主矩，但这不是力系简化的最终结果。如果进一步分析简化结果，随着主矢、主矩的值不同，能出现以下四种情况：单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡

平面一般力系向平面内任一点简化，得到一个主矢和一个主矩，但这不是力系简化的最终结果。如果进一步分析简化结果，随着主矢、主矩的值不同，能出现以下四种情况：单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡（1）FR‘≠0,Mo≠0,原力系简化为一个力和一个力偶。（2）FR‘≠0,Mo=0,原力系简化为一个力。（3）FR'=0,Mo≠0,原力系简化为一个力偶，其矩等于原力系对简化中心的主矩。单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡（四）固定端约束单元二三、平面任意力系的简化一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化四、平面任意力系的平衡（一）平面任意力系的一般平衡方程

平面力系平衡的必要与充分条件是：力系简化所得主矢FR'和主矩MO'都等于零。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化平面任意力系的平衡方程还可以有以下不同的形式：（1）两矩式平衡方程单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化（2）三矩式平衡方程单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化（二）平面任意力系的特殊平衡方程

1．平面汇交力系的平衡方程单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化2.平面力偶系的平衡方程3．平面平行力系单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化例塔式起重机的结构简图如图所示。其机架重力G=500kN，重心在C点，与右轨相距a=1.5m。最大起吊重量P=250kN，与右轨B最远距离l=10m。平衡物重力为G1，与左轨A相距x=6m，二轨相距b=3m。那么起重机在满载与空载时都不至翻倒的平衡重物G1的范围应该是多少呢。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化例如图所示的平面结构，横梁AB长为l，受到一同平面内的力偶M作用。A端通过铰链由AD杆支撑，B端为固定铰链支座。不计梁和支杆自重，那么A、B端的约束反力为多少？单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化例三铰拱的AC部分上作用有力偶，其矩为M，如图2-55所示。已知两个半拱的直角边成正比，即a:b＝c:d，三铰拱自重不计，求A、B两点的约束反力。单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化单元二四、平面任意力系的平衡一、平面汇交力系的合成和简化二、力偶及力偶系的简化三、平面任意力系的简化226学习案例一辆尼桑万力特（NISSANVANETTE）C120车行驶中踩制动踏板时感到突然发硬，制动效果急剧下降，险些酿成事故。其故障点为真空助力器不起作用，故而制动时突然踏板变硬。227学习案例在正常情况下，橡胶管将进气歧管与真空助力器相连，在发动机建立的真空环境下，真空助力器可以帮助驾驶员轻松踩下制动踏板已得到有效的制动力。228学习案例若无真空助力帮助驾驶员制动而导致的制动效果变差，将会严重影响到驾驶员安全。那么，完全由驾驶员去完成一项制动动作，而无真空助力系统帮助，驾驶员需要对229学习案例制动踏板施加多大的力矩呢，通过下面的受力分析，计算驾驶员的制动力。230PersonalNSummary单元三物系平衡和考虑摩擦的平衡分析一、物系平衡分析二、考虑摩擦时的平衡问题

物系是指几个物体(如结构构件、机械零部件等)通过一定的约束联系在一起的物体系统。（一）物系静定性质的判断各种力系平衡时都有一定数目的平衡方程，如平面一般力系有三个，平面汇交力系有两个等。单元三一、物系平衡分析二、考虑摩擦时的平衡问题在静力学问题中，如果未知量数目不超过独立平衡方程的数目，则全部未知量可以由平衡方程求出．这类问题称为静定问题。单元三一、物系平衡分析二、考虑摩擦时的平衡问题（二）研究对象的选取

系统以外的物体作用在系统上的力称为物系的外力，系统内各物体之间相互的作用力称物系的内力。所谓外力与内力，是视所取的研究对象而定的。单元三一、物系平衡分析二、考虑摩擦时的平衡问题（二）研究对象的选取

系统以外的物体作用在系统上的力称为物系的外力，系统内各物体之间相互的作用力称物系的内力。所谓外力与内力，是视所取的研究对象而定的。单元三一、物系平衡分析二、考虑摩擦时的平衡问题例图为一三铰拱桥。左右两半拱通过铰链C联接起来，通过铰链A、B与桥基联接。已知G=40kN，P=10kN。试求铰链A、B、C三处的约束反力。单元三一、物系平衡分析二、考虑摩擦时的平衡问题单元三（一）滑动摩擦滑动摩擦是指两个互相接触的物体，沿其接触面相对滑动或有相对滑动趋势时，接触面间产生的摩擦。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析1．静摩擦力当FP由零逐渐增加但不够大时，物体不会向右滑动。这种在两个物体之间有相对滑动趋势时接触面之间产生的摩接力，称为静滑动摩擦力。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析2．最大静摩擦力静摩擦力Ff不能随FP的增大面无限增加，当FP增大到某一界限FPK时，物体处于将要滑动面尚未滑动的临界状态，此时，静摩擦力达到最大值，称为最大静摩擦力，用Ffmax表示。。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析静摩擦定律最大静摩擦力与两物体间的正压力FN成正比，方向仍与相对滑动趋势相反，即Ffmax=fsFN。静摩擦力的范围是：0≤Ff≤Ffmax单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析3．动摩擦力只要拉力FP稍大于FPk后，物体即开始滑动。此时，两相对滑动物体接触面上产生阻碍物体滑动的力，称为动滑动摩擦力，简称动摩擦力，用Fd表示。Fd=fFN单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析（二）摩擦角及自锁的概念1．摩擦角单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析2．自锁单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析只要保持主动力的合力FQ的作用线在摩擦角φm范围内，无论FQ大小如何，总能保持物体平衡，这种现象称为自锁。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析（三）考虑摩擦时的平衡问题2．自锁考虑摩擦时物体的平衡问题一般可分为以下几类；（1）已知作用在物体上的主动力，要求判断物体是否平衡并计算摩擦力。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析（2）已知物体处于临界平衡状态，要求计算主动力大小或确定平衡时的位置。（3）求物体的平衡范围。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析例如图所示，构件1及2用楔块3联结，已知楔块与构件间的静摩擦因数fs=0.1,求能自锁的倾斜角a单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析例胶带输送机的简图如图所示，胶带倾角为α，物料与胶带间的静摩擦因数为fs，所输送的物料重力为G，为保证输送过程物料不下滑，倾角α应取何值？单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析（四）滚动摩擦滚动摩擦是指一物体沿另一物体的表面作相对滚动或有相对滚动趋势时，接触表而产生的摩擦。单元三二、考虑摩擦时的平衡问题一、物系平衡分析255学习案例车轮打滑是一种常见的故障，究其原因是轮胎减少了对路面的附着力，行车偏离了行驶方向而造成的。车轮打滑的情况有以下几种：（1）后轮打滑会使车辆横摆路中甩尾；256学习案例（2）四轮打滑，因刹车过程中四个轮子锁死不能转动；（3）前轮打滑，大多会发生在弯路或转弯时车速过快，路面过滑时发生。257学习案例相应以上几种打滑情况，给出如下处理办法：（1）无论车辆往哪个方向打滑，这时候要往打滑的方向打方向盘并切记千万不能刹车，所有动作尽可能轻柔。258学习案例（2）要先让前轮找到着地力，收油门，不踩刹车，轻点离合，所有动作尽可能轻柔。让车辆慢慢行驶直至打滑现象消失为止。259学习案例（3）等车轮转动后，方向盘才可转动，直至恢复正常，反复踩刹车这样使得油路达到最有效的工作状态。结束！学习情境三

汽车构件承载能力分析262本章重点1、掌握拉伸与压缩时的强度计算；2、掌握剪切与挤压时的强度计算；3、掌握扭转时的强度计算；4、掌握弯曲时的强度计算。263情境描述Bora1.8手动舒适款宝来商品车，行驶中右前门前侧有“咔、咔”的异常响声。匀速行驶时不明显，加速或轻点刹车时出现明显的响声，并且开关右前车门时也会出现同样异响。264情境描述4s店维修技师初步检查后，确定异响就是由汽车右前A柱发出，且位置在中下部。经过分析，认为最有可能产生这种异响的原因应该是A柱的某些点焊开焊。265情境描述经仔细听诊异响点位置，发现异响是由A柱外层壳体与第一层薄衬板在接缝处（在车门密封胶条安装部位）的点出现焊点开焊，用点焊机对该位置进行加固焊接后，故障排除。266266PersonalNSummary单元一汽车构件承载能力分析基础一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（一）承载能力分析研究的任务构件承载能力主要包括以下三个方面：（1）强度构件抵抗破坏的能力（2）刚度构件抵抗变形的能力称为刚度单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（3）稳定性构件保持原有平衡状态的能力（二）变形体及其基本假设基本假设：（1）均匀连续假设：认为整个物体内部充满了物质，没有任何空隙存在，同时认为物体内任何部分的性质完全一样。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（2）各向同性假设：认为材料在各个不同的方向都具有相同的力学性质。（3）小变形假设：构件在外力作用下将产生变形，构件的形状、几何尺寸和位置将会发生变化，材料力学研究的问题，限于变形的大小远小于构件的原始尺寸。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（三）杆件变形的基本形式杆件受力形式不同，发生的变形也各异，归纳为以下几类：（1）轴向拉伸和压缩杆AB受拉，杆BC受压。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（2）剪切和挤压

钢板受力F、F'作用而发生剪切变形。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（3）扭转

传动轴受一对作用面与轴线垂直的力偶作用后，发生扭转变形。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（4）弯曲

吊车横梁受一对力偶作用后发生弯曲变形。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析（四）内力、截面法和应力1．内力在外力的作用下，会引起物体内部各质点之间的相对位置以及相互作用力发生改变，表现出来就是构件发生了变形。构件内部质点之间相互作用力(固有内力)的改变量称为附加内力，简称内力。

单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析内力的特点：（1）完全由外力引起，并随着外力改变而改变；（2）这个力若超过了材料所能承受的极限值，杆件就要断裂；（3）内力反映了材料对外力有抗力，并传递外力。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析2．截面法截面法是分析、计算内力的方法，是求内力最基本的方法。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析2．截面法截面法是分析、计算内力的方法，是求内力最基本的方法。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析2．截面法截面法是分析、计算内力的方法，是求内力最基本的方法。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析3．应力截面法是分析、计算内力的方法，是求内力最基本的方法。单元一四、轴的扭转强度分析一、承载能力分析的基本知识二、轴向拉伸与压缩强度分析三、剪切和挤压强度分析3．应力截面法是分析、计算内力的方法，是求内力最基本的方法。单元一四、轴的扭转强度分析（一）轴向拉伸与压缩的概念当杆件所受外力的作用线与杆件轴线重合时，杆件将沿轴线伸长或缩短，称为轴向拉伸和压缩。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析（二）拉压杆的内力计算、轴力图

1．内力的计算单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析小提示：

轴力的正负号规定如下：轴力的正负号由杆件的变形确定，当轴力沿轴线离开截面，即与横截面外法线方向一致时为正，这时杆件受拉；反之轴力为负，杆件受压。一般未知指向的轴力可假设为正向，由计算结果判断其正负。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析2．轴力图工程上受拉、压的杆件往往同时受多个外力作用，称为多力杆。这时，杆上不同轴段的轴力格不同，为了清楚地表达轴力随截面位置变化的情况，可以用轴力图来表示。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析轴力图的画法如下：用平行于杆件轴线的坐标表示杆件截面的位置，用垂直于杆件轴线的另数值的大小，正轴力画在坐标轴正向，反之画在负向。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析例等截面直杆，受轴向力F1=15KN，F2=10KN的作用，求出杆件1-1、2-2截面的轴力，并画出轴力图。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析例汽车上某拉杆经简化后，受力及其大小分别如图所示，试作此杆轴力图。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析（三）拉、压杆横截面上的应力相同大小的内力作用于相同材料不同面积的截面上，效果是不一样的，杆件越细，即截面面积越小，内力分布集度越大，越易拉断。因此，衡量杆件拉、压强度的，不是内力大小，而是应力大小。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析式中：A——横截面面积；FN——为杆件横截而上的内力；σ——为横截面上的正应力，正应力的正负号随轴力的正负号面定，即拉应力为正，压应力为负。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析例如图所示的面截面杆件AC，己知d1＝20mm，d2＝30mm，F1=20kN，F2＝50kN，试画出轴力图并计算AB、BC段杆件截面上的应力。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析（四）拉、压杆的变形1．变形与应变杆件受拉或受压的同时将发生横向和纵向变形。受拉时杆件将沿纵向延伸，横向尺寸减小；受压时沿纵向缩短，横向尺寸增加。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析纵向绝对变形——拉(压)杆的纵向伸长(或缩短)量，用△l表示；拉伸时为“正”；压缩时为“负”。横向绝对变形——横向缩短(或伸长)量，用△b表示；拉伸时为“负”；压缩时为“正”。单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析单元一二、轴向拉伸与压缩强度分析一、承载能力分析的基本知识三、剪切和挤压强度分析四、轴的扭转强度分析—