机械设计基础总结课件

第1章物体的受力分析与平衡1、典型约束及其约束反力(1)柔索约束,如绳索、链条、皮带约束反力方向沿着它的中心线而背离物体(拉力);约束反力作用在物体与链条的连结点处。(2)光滑面约束:不计摩擦法向反力:过接触点的公法线且指向物体(3)光滑圆柱铰链约束:由于接触点位置未知,反力通常用通过铰链中心的两个正交分力表示(4)可动铰链支座:只能限制物体在垂直于支承面方向的运动,不能限制物体沿支承面的运动和绕圆柱销的转动。因此反力通过铰链中心,垂直于支承面,指向被约束物体。2、物体的受力分析及受力图的绘制步骤和注意事项1)根据题意确定研究对象(取分离体),画出其图形。2)先画出作用在研究对象上的主动力(3)在解除约束处,画出相应的约束反力,约束反力的方向应根据约束的类型确定。对于铰链约束,通常用两个正交分力来表示其反力。(4)在分析两物体间的相互作用时,要注意作用力与反作用力的关系;若作用力方向暂时已定,则反作用力的方向就与它相反(5)画受力图时,通常应先找出二力体,画出它的受力图,然后再画其他物体的受力图。3、合力投影定理合力在某轴上的投影,等于各分力在同一轴上投影的代数和。R?、R2?R2?√?X??Y?tan?合力方向由R和R的正负号判断R4、平面汇交力系平衡的充要条件力系中各力在X、Y轴上投影的代数和均为零。R?√?x???Y????X?0?Y?05、合力矩定理:平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩等于力系中各力对该点之矩的代数和。6、力偶的性质(1)力偶在任一轴上投影的代数和等于零(力偶没有合力(2)平面力偶的等效性质力偶不能与一个力等效,而只能与另一个力偶等效。(3)力偶的可移性力偶在其作用面内的位置,可以任意移动,而不改变它对物体的作用效果。(4)只要力偶矩的大小和转动方向不变,可同时改变力的大小和力偶臂的长短,而不改变力偶对物体的作用效果。7、平面力偶系的合成与平衡平面力偶系可以合成为一个合力偶,此合力偶之矩等于原力偶系中各力偶矩的代数和。平面力偶系平衡的充要条件是力偶系中各力偶矩的代数和等于零8、平面任意力系向一点的简化(基于力的平移定理)PR?F?F?F?F1?F2?F3??F1-主矢pM。?m?m2?m3??m主矩9、平面力系的平衡方程(三个方程①两个投影方程和一个力矩方程(一矩式);②一个投影方程和两个力矩方程(二矩式);③三个力矩方程(三矩式)。第2章轴向拉伸和压缩内力构件因外力作用而产生变形,其内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用,称内力。用截面法求内力的步骤:(1)在欲求内力的截面处,假想地将杆件截成两段:(2)留下任一段,在截面上加上内力,以代替弃去部分对它的作用;3)运用平衡条件确定内力的大小和方向。2.低碳钢在拉伸时的力学性质(1)拉伸试验过程的几个阶段1)弹性阶段(OA段)2)屈服阶段(BC段)3)强化阶段(CD段)4)缩颈断裂阶段3.拉(压)杆的强度计算1)许用应力和安全系数工作应力≤极限应力工作应力≤许用应力极限应力安全系数2)拉(压杆的强度计算??Fn?5(塑料材料)n(脆性材料)一般静强度计算中,对塑性材料,S=1.5-2.0;对脆性材料,S=2.0-4.54、扭矩与扭矩图n内力偶矩T——扭矩AB?M?0.T?M。?0T?M规定:用右手螺旋法则指出截面外:+指向截面内5、圆轴扭转时的强度条件:为保证圆轴扭转时具有足够的强度而不破坏,必须限制轴的最大剪应力不得超过材料的许用扭转剪应力。对于等截面圆轴,其最大剪应力发生在扭矩值最大的横截面(称为危险截面)的外缘处,故圆轴扭转的强度条件为:max第4章梁的弯曲、梁的内力弯矩和剪力F取左段为研究对象FF.?0:F,?F?F、?0→剪力F?FA?F若把左段上所有外力和内力对截面mm的形心C取矩,应满足力矩平衡,这就要求在截面mm上有一内力偶矩M?mc?0:M?F1?(x?a)?FA?x?0Fx今弯矩M?FA3x?F1?x?a)凹向下为正凸向上为负剪力F的正负弯短M的正负截面左侧外力对截面形心的力矩顺时左段对右段针转向取正值,逆时针转向取负值向上相对错动为正截面右侧外力对截面形心的力矩逆时向下相对错动为负针转向取正值,顺时针转向取负值2、梁的弯矩图图示简支梁AB,在梁的全长受均布载荷q的作用试画出梁的弯矩图解:(1)求支反力