约束与约束反力课件.ppt

1、1内容回顾内容回顾 一、基本概念一、基本概念 力的概念（力的三要素）力的概念（力的三要素）刚体刚体 二、静力学基本公理二、静力学基本公理 1.1.二力平衡公理（最简单的平衡条件）二力平衡公理（最简单的平衡条件）2.2.加减平衡力系原理加减平衡力系原理 推论推论1 1 力的可传性原理力的可传性原理 3.3.力的平行四边形法则力的平行四边形法则 推论推论2 2：三力平衡汇交定理：三力平衡汇交定理 4.4.作用力和反作用力定律作用力和反作用力定律 2 教学目标教学目标：掌握常见的约束类型及其约束力的表示方法。掌握常见的约束类型及其约束力的表示方法。教学内容：教学内容：约束与约束反力约束与约束反力 本

2、次课主要内容本次课主要内容1-3 1-3 约束与约束反力约束与约束反力非自由体：非自由体：位移受到部分限制或全部限制的物体叫位移受到部分限制或全部限制的物体叫 非自由体。非自由体。一、基本概念一、基本概念自由体：自由体：位移不受任何限制的物体叫自由体。位移不受任何限制的物体叫自由体。约束：约束：限制物体某些运动的条限制物体某些运动的条 件或阻碍物体运动的件或阻碍物体运动的 限制物叫约束限制物叫约束 P约束被约束物体4约束反力：约束反力：约束给被约束物体约束给被约束物体 的力叫约束反力。的力叫约束反力。约束存在的条件：约束存在的条件：只有在两个物体相互接触或连接只有在两个物体相互接触或连接 的地

3、方有约束和约束反力。的地方有约束和约束反力。主动力：主动力：主动引起物体运动主动引起物体运动 和运动趋势的力和运动趋势的力1-3 1-3 约束与约束反力（续）约束与约束反力（续）P约束被约束物体大小常常是未知的；大小常常是未知的；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；作用点在物体与约束相接触的那一点。作用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：约束反力特点：GGN1N21-3 1-3 约束与约束反力（续）约束与约束反力（续）约束反力的特点：约束反力的特点：反力方向是过柔索的中心线，箭头指向背离受力反力方向是过柔索的中心线，箭头指向背离受力物体，并且

4、只能是拉力。物体，并且只能是拉力。二、约束的基本类型和约束反力的特点二、约束的基本类型和约束反力的特点1.1.柔性约束柔性约束PPTS1S1S2S2 什么是柔性体？指完全不能抗拒弯曲和压力，什么是柔性体？指完全不能抗拒弯曲和压力，仅能承受拉力的物体。仅能承受拉力的物体。1-3 1-3 约束与约束反力（续）约束与约束反力（续）柔绳约束柔绳约束胶带约束胶带约束约束反力的特点：约束反力的特点：过接触点，沿着接触面的公法线方向，箭头过接触点，沿着接触面的公法线方向，箭头指向受力物体，仅受压力。指向受力物体，仅受压力。2.2.光滑面约束光滑面约束PNNPNANB 当物体与接触表面之间的摩擦力很小，可以忽

5、略当物体与接触表面之间的摩擦力很小，可以忽略不计时，就认为接触面是光滑的，称光滑面约束。不计时，就认为接触面是光滑的，称光滑面约束。1-3 1-3 约束与约束反力（续）约束与约束反力（续）光滑支承面约束光滑支承面约束 光滑接触面约束光滑接触面约束 光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束光滑接触面约束铰链约束有：铰链约束有：3.3.光滑铰链约束光滑铰链约束 铰链约束通常是由圆孔和圆轴所构成的，它只限铰链约束通常是由圆孔和圆轴所构成的，它只限制两物体之间的相对移动，而不限制两物体之间的制两物体之间的相对移动，而不限制两物体之间的相对转动。具有这种特点的约束称为铰链。相对转动。具有这种特点的约束

6、称为铰链。日常生活中常见的有：日常生活中常见的有：门窗上的合页门窗上的合页定义定义圆柱形销钉连接圆柱形销钉连接固定铰支座固定铰支座可动铰支座可动铰支座光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束A 圆柱形销钉连接圆柱形销钉连接AXAYAA约束反力特点：约束反力特点：蝶蝶 铰铰固定铰支座固定铰支座约束反力约束反力特点：特点：铰链约束实例铰链约束实例固定铰支座的几种表示固定铰支座的几种表示活动（可动）铰支座（辊轴支座）活动（可动）铰支座（辊轴支座）约束反力的特点：约束反力的特点：相当于光滑面相当于光滑面约束，约束，N的实际方的实际方向也可以向下向也可以向下活动铰支座（辊轴支座）的几种表示活动铰支座（辊轴支座）

7、的几种表示 固定铰链支座固定铰链支座活动铰链支座活动铰链支座铰链约束实例铰链约束实例 固定铰链支座固定铰链支座31球形铰链及示意图球形铰链及示意图334 4、轴承约束轴承约束（1 1）滑动轴承）滑动轴承 AAAzFAxFxyz34 滑动轴承滑动轴承35向心轴承（径向轴承）向心轴承（径向轴承）向心轴承又称径向轴承。轴可在固定孔内（轴承内）向心轴承又称径向轴承。轴可在固定孔内（轴承内）任意转动，也可以沿孔的中心线移动，但是轴承阻碍轴沿任意转动，也可以沿孔的中心线移动，但是轴承阻碍轴沿径向向外的位移。与铰链约束一样，轴与轴承接点位置不径向向外的位移。与铰链约束一样，轴与轴承接点位置不确定，约束力的作

8、用线方位不能确定，但一定于接触点处确定，约束力的作用线方位不能确定，但一定于接触点处公法线上即它的作用线必垂直于轴线并通过轴心，指向轴公法线上即它的作用线必垂直于轴线并通过轴心，指向轴心，其大小待定，仍是两个未知数。心，其大小待定，仍是两个未知数。（2 2）滚动轴承）滚动轴承止推轴承止推轴承 它除了限制轴沿径向位移外，还能限制轴沿轴向位移。它除了限制轴沿径向位移外，还能限制轴沿轴向位移。因此，其约束力有三个正交分量因此，其约束力有三个正交分量FAx、FAy、FAz。36 圆柱滚子轴承结构圆柱滚子轴承结构37 圆柱滚子轴承约束力圆柱滚子轴承约束力38 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承39 圆锥滚子轴承圆

9、锥滚子轴承405.5.固定端约束固定端约束（插入端）（插入端）在工程中常见的在工程中常见的雨雨 搭搭车车 刀刀4142固定端（插入端）约束固定端（插入端）约束说明：说明：认为认为Fi这群力在同一平面内这群力在同一平面内;将将Fi向向A A点简化得一力和一力偶点简化得一力和一力偶;RA方向不定，可用正交分力方向不定，可用正交分力YA,XA表示表示;YA,XA,MA为固定端约束反力为固定端约束反力;YA,XA限制物体平动限制物体平动,MA为限制为限制 转动。转动。简化4344454647约束的基本类型和约束反力的特点约束的基本类型和约束反力的特点1.1.柔性约束柔性约束2.2.光滑面约束光滑面约束3.3.光滑铰链约束光滑铰链约束 圆柱形销钉连接圆柱形销钉连接固定铰支座固定铰支座活动（可动）铰支座（辊轴支座）活动（可动）铰支座（辊轴支座）课程小结课程小结4.4.轴承约束轴承约束5.5.插入端约束插入端约束