1、静静力学基础力学基础第一章目录目录1静力学基本公理静力学基本公理2约束与约束力约束与约束力3物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图如何学好工程力学如何学好工程力学认真预习，认真听讲；敢于提问，敢于回答；及时复习，及时答疑；独立思考问题；独立完成作业。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容力力1 1.力的定义力的定义 力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。大小 2.2.力的三要素力的三要素 方向 作用点 确定力的必要因素工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容力力3.3.力的单位力的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)1 N=1千克米/
2、秒2（kg m/s2)。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容力力4.4.力的表示法力的表示法 力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图 F F工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容力力 5.5.力的效应力的效应 外效应改变物体运动状态的效应。内效应引起物体变形的效应。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容力力力的作用效果力的作用效果 （1）使物体的运动状态发生改变运动效应或外效应，如位置、速度、加速度等（理力）；（2）使物体发生变形变形效应或内效应（材力）工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容力力6.6.力系：同时作用于同一物体上的一群力，力系：同时
3、作用于同一物体上的一群力，称为力系称为力系 工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容刚体刚体 刚体在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。刚体是一种理想的力学模型。一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容机械运动机械运动 力学是研究物体机械运动一般规律的科学。所谓机械运动，是指物体在空间的位置随时间的变化。平衡是机械运动的特殊情况。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容平衡平衡 所谓物体的平衡就是指物体相对于周围物体保持其静止或匀速直线运动
4、的状态。在一般的工程技术问题中，就是指物体相对于地球的平衡，特别是指相对于地面的平衡。要使物体保持平衡状态，作用于物体上的一群力（称为力系）要满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容其它概念其它概念 等效力系对物体的作用效果相同的两个力系。合力在特殊情况下，能与一个力系等效的一个力。平衡力系能使物体维持平衡的力系。平衡力满足平衡条件的力系中，其中任意一个力为其余力的平衡力工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容分部分部 机械运动产生和变化的原因在于“力”，所以理论力学将原因“力”和结果“运动”分开单独进行研究，获得静力学和运动学，而研
5、究原因和结果之间内在的联系获得动力学。工程力学研究的对象和内容工程力学研究的对象和内容分部分部 静力学：静力学：主要研究物体受力分析和力系简化的方法以及受力物体平衡时作用力所应满足的条件。（力、力矩）运动学：运动学：只从几何角度来研究物体的运动。（位移、速度、加速度、角度、角速度、角加速度）动力学：动力学：研究受力物体的运动和作用力之间的关系。工程力学发展简史（中国篇）工程力学发展简史（中国篇）墨翟墨翟墨经墨经 “衡木：加重于其一旁，必捶重相若也。相衡：则本短标长，两加焉，重相若，则标必下标得权边。”元前476年元前390工程力学发展简史（中国篇）工程力学发展简史（中国篇）这段文字上半是说天平
6、的。意思是：天平横梁的一臂加重物，另一臂必得加砝码（“必捶”），两者必须等重，才能平衡。下半是说杆秤的。意思是说：杆秤的提纽到重物的一臂（“本”）比较短，提纽到秤锤的臂（“标”）比较长，如果两边等重，秤锤一边必下落。工程力学的研究方法工程力学的研究方法 从实践出发，经过抽象化、综合、归纳，建立公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论，形成理论体系，然后再通过实践来证实理论的正确性。工程力学的学习目的工程力学的学习目的 1.为后续课进行准备。理论力学是所有力学课程的基础。2.获得自学、表达等能力。培养正确的分析问题和解决问题的能力。3.工程中的某些问题可以直接运用理论力学来解决。静力学研究
7、的主要问题静力学研究的主要问题 1.物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。2.力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。3.建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题。静力学基础静力学基础1静力学基本公理约束与约束力2物体的受力分析和受力图3公理一公理一 (二力平衡公理二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。约束与约束力2物体的受力分析和受力图3公理二公理二(加减平衡力系公理加减平衡力系公理)在已知力系上加上或减去任意的
8、平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。推论推论 (力在刚体上的可传性力在刚体上的可传性)作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。约束与约束力2物体的受力分析和受力图3约束与约束力2物体的受力分析和受力图3公理三公理三 (力的平行四边形法则力的平行四边形法则)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。约束与约束力2物体的受力分析和受力图3公理三公理三 (力的平行四边形法则力的平行四边形法则)约束与约束力2物体的受力分析和受力图3推论推论 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定
9、理 约束与约束力2物体的受力分析和受力图3公理四公理四 (作用和反作用定律作用和反作用定律 )两物体间相互作用的一对力,总是大小相等,方向相反,沿同一直线,并分别作用在这两个物体上。公理五公理五 (刚化公理刚化公理)设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体（刚化），其平衡不受影响。约束与约束力2物体的受力分析和受力图3 自由体：自由体：位移不受限制的物体叫自由体。非自由体：非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。约束：约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。约束反力：约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。约束与约束力2物体的受力分析和受力图3约
10、束反力特点：约束反力特点：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；作用点在物体与约束相接触的那一点。静力学基础静力学基础2约束与约束力静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图31.1.由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 柔索只能受拉力，又称张力，用FT 表示。静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图31.1.由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束束柔索只能受拉力，又称张力，用FT表示。绳索绳索皮带皮带链条链条静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1
11、物体的受力分析和受力图32.2.具有光滑接触面（线、点）的约束（光具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）滑接触约束）静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图32.2.具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）接触约束）只限制物体沿公法线趋向于支承面方向的运动齿轮传动凸轮传动静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图32.2.具有光滑接触面（线、点）的约束（光具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）滑接触约束）静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图33.3.光滑
12、铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3（2）光滑圆柱铰链（连接铰链）静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3（2）光滑圆柱铰链（连接铰链）静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3 约束特征：约束特征：只限制物体沿圆柱形径向的运动。不限制其轴向和绕轴的转动运动。属光滑面约束固定铰链或铰支座固定铰链或铰支座静力学基本公理约束与约束力1物体
13、的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3（3）固定铰支座静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3（4）可动铰支座静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图34.4.止推轴承止推轴承静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图35.5.链杆约束链杆约束静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基础静力学基础3物体的受力分析和受力图静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3 1.确定研究对象，并解除其全部约束，画
14、出分离体的图形（草图）。2.对研究对象进行受力分析：将主动力和约束反力用力矢量表示在研究对象的计算简图上。静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题一例题一静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题二例题二静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题三例题三静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题四例题四静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3 1.检查是否含有二力构件，如
15、果有首先分析二力构件。2.确定研究对象，画出分离体的图形。3.画主动力。静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3 4.如果有已经画好受力图的分离体，则将其对本分离体的作用力按照作用力反作用力公理画出。5.注意同一位置受到同一物体的作用力应相同。6.余下约束按照其特点画出。静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3 如图所示的三铰刚架ABCD,自重不计。分别画出AC、BC和刚架整体的受力图。静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题五例题五静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题五例题五静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题六
16、例题六静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题七例题七静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题八例题八静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3注意事项注意事项 明确研究对象。正确确定研究对象受力的数目。在画受力图时，一般不要随便移动力的作用点位置。当已知约束反力的方向时，必须将约束反力按真实方向画出。静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题九例题九静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题十例题十静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3例题十一例题十一静力学基本公理约束与约束力1物体的受力分析和受力图3 图示
17、机构中，当销钉C 附于BC 杆时，试分别画出各杆及整体的受力图。谢谢您的支持谢谢您的支持！平面力系的平衡计算平面力系的平衡计算第二章目录目录1力投影的学习和训练力投影的学习和训练2力矩和力偶矩的学习和训练力矩和力偶矩的学习和训练3力的平移性和滑移性的区别和应用力的平移性和滑移性的区别和应用平面力系的平衡计算平面力系的平衡计算1力投影的学习和训练力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3【知识要点学习知识要点学习】1.1.平面力的分解与投影平面力的分解与投影 力F沿x轴、y轴分解得两个分力Fx与Fy；反之，两个互相垂直的分力Fx与Fy可合成为合力F。分力是矢量，有大小有方向。力矩
18、和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 力F从两端点A和B分别向x轴作垂线，线段ab为力F在x轴上的投影，用Fx表示；从力两端点A和B分别向y轴作垂线，线段cd称为力F在y轴上的投影，用Fy表示。力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 力在轴上的投影是代数量，有大小有正负，正负号规定如下：若ab（或cd）与x轴（或y轴）的正向相同时，则投影Fx（或Fy）取正号，反之取负号。力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 若已知力F 与x 轴的夹角为（取锐角），则力的投影计算：sincosF
19、FFFyx力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 已知力F 的两个投影Fx 和Fy，则其大小F 及其与x 轴所夹的锐角 分别为：xyyxFFFFF122tan力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3【能力训练示范能力训练示范平面力投影分析计算平面力投影分析计算示例示例 】例例1-11-1 求图1-6中所示的各力在坐标轴上的投影。已知各力的大小为：F F1 1=300 N，F F2 2=650 N，F F3 3=200 N，F F4 4=350 N，F F5 5=400 N，各力的方向及各力与坐标轴的夹角如图所示。力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性
20、的区别和应用3平面力系的平衡计算平面力系的平衡计算2力矩和力偶矩的学习和训练力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3【知识要点学习知识要点学习】1.1.对点力矩的实例和概念对点力矩的实例和概念 平面力对点力矩和空间力对点力矩，简称平面力矩和空间力矩。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 力F 可通过扳手使螺母产生绕O点转动的效果，其转动效果取决于力F 的大小和力臂d 的长短，力F 越大，力臂d 越长，力矩m 就越大，所以力F 和力臂d 的乘积Fd 称为力对O点的之矩，简称为对点力矩或力矩：mO(F)=Fd 力投影的学习
21、和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 力矩常用单位为牛顿米（Nm）、牛顿毫米（Nmm）或千牛米（kNm）。当力的作用线通过矩心O 时，力臂d 为零，所以力矩为零。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 点O 称为力矩中心或简称矩心，矩心O 到力F 作用线的垂直距离d 称为力臂。平面力矩是代数量：逆时针转向取正号，顺时针转向取负号。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用32.2.平面力矩的分析计算平面力矩的分析计算 力矩
22、的计算是第二项基本技能，下面两种方法务求熟练掌握。（1）直接法：力臂明显或容易计算的，可按定义式mO(F)=Fd(1-6)直接进行计算。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 （2）分解法：将力F正交分解为两个互相垂直的分力F1 和F2，然后分别求F1 和F2 的力矩，最后再代数和，即：mO(F)=mO(F1)+mO(F2)合力对任一点之矩等于各分力对同一点之矩的代数和，称为合力矩定理。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3【能力训练示范能力训练示范平面力矩分析计算示平面力矩分析计算示例例 】例 2.1 电线杆OA的上
23、端A有两根钢丝绳，其拉力分别为 F1=120 N，F2=100N，如图 1-12所示。分别计算两拉力F1 、F2 对电线杆下端O 的力矩。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3解：解：解法解法一：直接法一：直接法 分别计算两拉力的力臂L1、L2（力线到电线杆下端O的垂直距离）：L1=AOSin30=80.5=4 m；L2=AOSin=80.6=4.8 m。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 再分别计算两拉力F1 和F2 对O点的力矩：mO(
24、F1)=F1L1 =1204=480 N m；mO(F2)=-F2L2 =-1004.8 =-480 N m 力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3解法二：分解法解法二：分解法 分别将两拉力F1 和F2 正交分解得两分力 Fx、Fy，分别计算两分力Fx、Fy对O点的力矩，之后再代数和：mO(F1)=mO(F1x)+mO(F1y)=F1Sin308+0 =1200.58 =480 N m；力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3mO(F2)=mO(F2x)+mO(F2y)=-F2Sin8+0 =-1000.68 =-480
25、 N m。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用33.3.力偶的实例和概念力偶的实例和概念 常可见到一些刚体受到大小相等，方向相反，作用线平行而不重合的两个力的作用。如，汽车司机用双手转动方向盘，工人用双手转动丝锥攻丝，人们用两个手指转动水龙头、转动螺口瓶盖、转动机械式钟表的旋钮等等。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 这样一对反向平行力不满足二力平衡条件，因而不能平衡，它能使刚体转动而不能使刚体移动。把等值、反向、不共线的两力称为力偶，记为
26、（F，F）。力偶中两力线之间的垂直距离d 称为力偶臂，两力所在平面称为力偶作用面。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 力F的数值越大，或力偶臂d 的数值越大，力偶使刚体转动的效应就越强；反之就越弱。用乘积Fd度量力偶对刚体的转动效应，称为力偶矩，并用m表示 m（F，F）=m=Fd 通常规定：逆时针转向取正号，顺时针转向取负号。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用34.4.力偶的性质力偶的性质 （1）力偶无合力 力偶中的两力等值、反向、不共线
27、，所以不能合成为一个力，即力偶无合力（并非合力为零）。它对刚体没有移动效应只有转动效应，成为最简非平衡力系。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 对于刚体而言：力的三要素是力的大小、力的方向、力的作用线，可简述为：力值、力向、力线；力偶的三要素是力偶矩大小，力偶转向，力偶作用面，可简述为：偶值、偶向、偶面。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 （2）力偶中的两个力，对力偶作用面上任一点的力矩之代数和恒等于力偶矩。力偶矩的大小和转向与矩心位置无关；但力矩与矩心位置有关。这是力偶矩与力矩的一个重要区别。力投影的学习和计
28、算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 很多情况下无需单独关注两力的大小及力偶臂的长短，故力偶常简记为下图中所示的形式。mmmm力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 （3）力偶可移转，即力偶可在其作用面上任意移动和转动，对刚体的作用效应不变。这表明力偶与它在作用面上位置无关。（4）力偶可改装，即保持力偶矩的大小及转向不变，可同时改变两力的大小及力偶臂的长短，对刚体的作用效应不变。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3如下图所示：力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别
29、和应用3 （5）在同一刚体上，力偶可平行移动，对刚体的作用效应不变。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用35.5.平面力偶系的合成与平衡平面力偶系的合成与平衡 作用在同一平面上的若干力偶组成平面力偶系，可以直接相加减，平面力偶系合成后的结果称为合力偶M：mmmmmMn321力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 若合力偶矩为零，即：m=0，则表明各力偶的转动效应互相抵销，刚体处于转动平衡状态（静止不动或匀速转动）。力投影的学习和计算力矩和力偶矩
30、的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 平面力偶系平衡的必要和充分条件是力偶系中各力偶矩的代数和为零，即：m=0 上式称之为平面力偶系的平衡方程。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3【能力训练示范能力训练示范平面力偶系合成与平平面力偶系合成与平衡计算示例衡计算示例 】例 2.2 现用多轴钻床在工件上同时钻3个孔，所需要的切削力偶矩分别是：M1=M2=25 Nm，M3 =60 Nm。求该工件上受到的总切削力偶矩M。固定工件的两个螺栓A、B的间距l=200mm，求两个螺栓的受力。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应
31、用3力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3解：解：作用在工件上的3个切削力偶组成平面力偶系，可得总切削力偶矩：M=M1+M2+M3 =（25）2 60 =110 Nm M为负号，所以合力偶矩为顺时针转向。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3 由于两个螺栓与工件之间为光滑接触，所以两个螺栓对工件的作用力FA、FB分别垂直于接触面，且等值反向组成一个约束力偶，并与3个切削力偶组成一个平衡的平面力偶系。力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练2力的平移性和滑移性的区别和应用3根据平面力偶系的平衡方程得：FAl-M1-M2
32、-M3=0 解得 FA=FB=550 N。两个螺栓的受力也等于550 N。平面力系的平衡计算平面力系的平衡计算3力的平移性和滑移性的区别和应用力投影的学习和计算力矩和力偶矩的学习和训练力的平移性和滑移性的区别和应用3 力的平移定理是力系合成的依据，运用力的平移定理可以进行如下变换：一个力 F 一个力F +一个力偶M 一个力F +一个力偶M 一个力F 2分解合成谢谢您的支持谢谢您的支持！平面机构的运动分析平面机构的运动分析第三章目录目录1研究机构运动分析的目的和方法研究机构运动分析的目的和方法2速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用3用矢量方程图解法作机
33、构的速度和加速度用矢量方程图解法作机构的速度和加速度4综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进行速度分析综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进行速度分析5用解析法求机构的位置、速度和加速度用解析法求机构的位置、速度和加速度6平面连杆机构的力分析机械效率平面连杆机构的力分析机械效率7平面四杆机构设计平面四杆机构设计本章要求本章要求 1.能用图解法对机构进行速度、加速度分析。平面机构的运动分析平面机构的运动分析1研究机构运动分析的目的和方法平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速
34、度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计1.1.运动分析的目的运动分析的目的 研究在已知原动件运动规律时，如何确定机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度和加速度，构件的位置、角速度、角位移和角加速度等运动参数。平面机构的运动
35、分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计2.2.运动分析的基本方法运动分析的基本方
36、法 图解法 解析法 实验法 平面机构的运动分析平面机构的运动分析2速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平
37、面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计一、速度瞬心法一、速度瞬心法1.1.速度瞬心的意义速度瞬心的意义 作平面运动的两个构件上瞬时相对速度等于零的点或绝对速度相等的点(等速重合点)，称为速度瞬心。平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构
38、进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计2.2.机构瞬心的数目机构瞬心的数目设有m个构件速度瞬心的个数：1，2，3，4，m21)-m(m1.2)-(m1)-(mK平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速
39、度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计3.3.瞬心的求法瞬心的求法（1）通过运动副直接连接的两个构件 平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法
40、作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计（2）不直接连接的两个构件 三心定理：三个作平面平行运动的构件的三个瞬心必在同一条直线上。3vs3s1P13P1212svs2s1平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度
41、瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计 三个构件有三个瞬心P12、P13、P23要求证明构件2和构件3之间的相对速度瞬心P23应位于P12和P13的连线上。反证法：假定瞬心P23不在直线P12P13
42、上，而是位于其他任一点S处。平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计
43、证明过程：根据相对瞬心定义 假设构件1在S处的重合点为S1，下列公式成立：32ssvv 平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析
44、机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计例题例题1 1 求图示所有瞬心 平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力
45、分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计例题例题2 2：求曲柄滑块机构的速度瞬心解：解：瞬心数为：KN(N-1)/26 K=6 1.作瞬心多边形（圆）2.直接观察求瞬心（以运动副相联）平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5
46、、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计 3.三心定律求瞬心（构件间没有构成运动副）平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析
47、行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计例例3 3：求图示六杆机构的速度瞬心解：解：瞬心数为：KN(N-1)/215 K=15 1.作瞬心多边形圆 2.直接观察求瞬心 3.直接观察求瞬心平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构
48、的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运
49、用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计例题例题4 4 求下列图形的全部瞬心平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4
50、、综合运用瞬心法和矢量、综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进方程图解法对复杂机构进行速度分析行速度分析5 5、用解析法求机构的位、用解析法求机构的位置、速度和加速度置、速度和加速度6 6、平面连杆机构的力分、平面连杆机构的力分析机械效率析机械效率7 7、平面四杆机构设计、平面四杆机构设计解：解：平面机构的运动分析平面机构的运动分析1 1、研究机构运动分析的研究机构运动分析的目的和方法目的和方法2 2、速度瞬心法及其在平、速度瞬心法及其在平面机构速度分析上的应用面机构速度分析上的应用3 3、用矢量方程图解法作、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度机构的速度和加速度4 4、综合运用瞬心法和矢
