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1、机械设计基础第一章受力分析本讲稿第一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyccj_hly引 言主要符号:f fs s，f f 静摩擦系数，动摩擦系数F F 力，绳索拉力，杆端力(原符号为T或S)F FR R或F F 合力(原符号为R)F FN N或F F 法向反力(原符号为N)F FAxAx，F FAyAy A处铰支座反力(原符号为XA，YA)M M 力偶矩、力矩M MO O(F)(F)力F对点O的矩P P 重力本讲稿第二页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly引 言静力学：研究作用于物体上力系的平衡力系：作用于物体上的一群力力系按其作用线所在
2、位置平面力系空间力系按其作用线相互关系共线力系平行力系汇交力系任意力系F1F2(a)(a)F3平面力系(b)(b)F1F2空间力系本讲稿第三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly引 言F1F3(c)(c)(d)(d)OF2共线力系F1F2F3平行力系OF1F2F3(e(e)汇交力系OF1F2F3(f(f)任意力系本讲稿第四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly引 言平衡：物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速 直线运动静力学研究的三个问题：1、物体的受力分析等效力系：分别作用于同一刚体上的两组力系，如果 它们对该刚体的作用效果完全相同，则此 两
3、组力系互为等效力系。平衡力系：若物体在某力系作用下保持平衡，则称此力系为平衡力系。2、力系的等效替换或简化3、建立各种力系的平衡条件本讲稿第五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyF F F F一、一、刚体刚体在外界的任何作用下形状和大小都始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意两点间的距离保持不变的物体。1.1.1 1.1.1 力的基本概念力的基本概念刚刚 体体F F F F本讲稿第六页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly是指物体相对于惯性
4、参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。变变 形形 体体F F F FF F F F1.1.1 1.1.1 力的基本概念力的基本概念本讲稿第七页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly刚体是一种理想化的力学模型。刚体是一种理想化的力学模型。一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形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。的大小，而且和问题本身的要求有关。1.1.1 1.1.1 力的基本概念力的基本概念请大家注意：本讲稿第八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly二：二：力的概念力的概念1定义定义：力是物体间的相互机械作用，力是
5、物体间的相互机械作用，这种作用可以使物这种作用可以使物 体的运动状态发生变化。体的运动状态发生变化。2.力的效应：力的效应：1.1.1 1.1.1 力的基本概念力的基本概念 力的效应力的效应外效应外效应改变物体运动状态的效应改变物体运动状态的效应内效应内效应引起物体变形的效应引起物体变形的效应本讲稿第九页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly3.力的三要素：力的三要素：1.1.1 1.1.1 力的基本概念力的基本概念确定力的必要因素确定力的必要因素力的力的三要素三要素大小大小 方向方向作用点作用点 4.力的表示：力的表示：A 图形表示 B 符号表示AF矢量大小本讲稿第十
6、页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly5.5.力的单位力的单位在国际单位制中，力的单位是牛顿在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)(N)或或千克千克米米/秒秒2 2 (kg kg m/sm/s2 2)以及千牛以及千牛(KN)(KN)1N=11N=1千克千克米米/秒秒2 2。1.1.1 力的基本概念力的基本概念6.6.力的分类力的分类集中力集中力分布力分布力Fq本讲稿第十一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质 下面介绍四个公理及两个推论：1、力的平行四边形规则 2、二力平衡条件 3、加减平衡力系原理
7、推论1：力的可传性 推论2：三力平衡汇交定理 4、作用力与反作用力定律公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为它被反复的实践所验证，是无须证明而为 人们所公认的结论。人们所公认的结论。力的基本性质一般称为静力学公理。本讲稿第十二页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly公理一公理一 (力的平行四边形规则力的平行四边形规则)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一个力，即合力。合力的矢由
8、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。的力平行四边形的对角矢来表示。矢量表达式：矢量表达式：F=FF=F1 1+F+F2 2即，合力为原两力的矢量和。即，合力为原两力的矢量和。1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质本讲稿第十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质图(a)图(b)图(c)也可以由力的三角形来确定合力的大小和方向，也可以由力的三角形来确定合力的大小和方向，如图如图(b)(c)。此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力系简化此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。的基础。本讲
9、稿第十四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力这两个力大小相等大小相等|F1|=|F2|方向相反方向相反 F1=F2 作用线共线，作用线共线，作用于同一个物体上。作用于同一个物体上。公理二公理二 (二力平衡条件二力平衡条件)1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质本讲稿第十五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly说明：说明：对刚体来说，上面的条件是充要的 二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。二力体：只在两个力作用下平衡
10、的刚体叫二力体。对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中)二力杆1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质本讲稿第十六页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly只有两个力作用下处于只有两个力作用下处于平衡的物体平衡的物体二力构件二力构件不是二力构件不是二力构件1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质本讲稿第十七页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly公理三公理三 (加减平衡力系原理加减平衡力系原理)可以在作用于可以在作用于刚体刚体的任何一个力系上加上或去的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的掉几个互成平衡的力
11、，而不改变原力系对刚体的作用。作用。1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质F1F1F2F3=本讲稿第十八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly推论推论1(1(力在刚体上的可传性力在刚体上的可传性)作用于作用于刚体刚体的力，其作用点可以沿作用线在该的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用=F FA AF F2 2F F1 1F FA AB BF F1 1A AB B1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质（作用在刚体上的）（作用在刚体上的）力的三要素可以叙述为：力的三要素可以叙述为：
12、大小、方向、作用线大小、方向、作用线本讲稿第十九页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly推论推论2(2(三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则此三力必在同一平面里，且第三力的作用相交于某点，则此三力必在同一平面里，且第三力的作用线必定也通过这个汇交点。线必定也通过这个汇交点。F F1 1F F3 3F FF F2 2A A=证明：证明：A A3 3F F1 1F F2 2F F3 3A A3 3A AA A2 2A A1 11.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质本
13、讲稿第二十页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly公理四公理四 (作用和反作用定律作用和反作用定律)任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体两个物体上。上。1.1.21.1.2力的基本性质力的基本性质例例 吊灯在画物体受力图时要注意此公理的应用。在画物体受力图时要注意此公理的应用。本讲稿第二十一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly判断题（1）作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力
14、系必然平衡。（2）两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（3）力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。（4）悬挂的小球静止不动是因为小球对绳向下的拉力和绳对小球向上的拉力相互抵消的缘故。（5）作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同、大小相等、方向相反。练习与思考本讲稿第二十二页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly约束反力：约束反力：约束对被约束物体的作用力叫约束反力。一、概念一、概念自由体：自由体：位移不受限制的物体叫自由体，如汽球。非自由体：非自由体：位移受限制的物体叫非自由体，如在槽内绿球。约束：约
15、束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）主动力主动力：物体所受的约束力以外的其他力。12 12 约束和约束反力约束和约束反力本讲稿第二十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly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。约束反力特点：约束反力特点：GN1N212 12 约束和约束反力约束和约束反力本讲稿第二十四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyccj_hly1 1、光滑接触面约束、光滑接触面约束12
16、12 约束和约束反力约束和约束反力PNNPNANB约束反力作用在接触点处作用在接触点处，方向沿公法线沿公法线，指向受力物体指向受力物体本讲稿第二十五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly1 1、光滑接触面约束、光滑接触面约束12 12 约束和约束反力约束和约束反力光滑接触面对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力。一般用 FN表示。本讲稿第二十六页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyA12 12 约束和约束反力约束和约束反力2 2、柔绳、链条、胶带构成的约束：、柔绳、链条、胶带构成的约束：柔软体约
17、束本身只能承受拉力。故该类约束力，作用在连接点处，方向沿着柔软体的轴线，而方向沿着绳索背离物体。通常用F或FT表示。只能是拉力。本讲稿第二十七页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly12 12 约束和约束反力约束和约束反力胶带约束力沿轮缘的切线方向胶带约束力沿轮缘的切线方向背离背离皮带轮，即为拉力。皮带轮，即为拉力。本讲稿第二十八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly3 3、光滑圆柱铰链约束、光滑圆柱铰链约束12 12 约束和约束反力约束和约束反力(1)(1)向心轴承：向心轴承：本讲稿第二十九页，共七十四页2022/9/202022/9/20c
18、cj_hly12 12 约束和约束反力约束和约束反力 轴可以在孔内任意转动，也可以沿孔的中心线移动；但是，轴承阻碍着轴沿径向向外的位移。当主动力尚未确定时，约束反力的方向预先不能确定，但是 它的作用线必垂直于轴线并通过轴心，可用两个大小未知的正交分力FAx、FAy表示。特点：本讲稿第三十页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly(2)(2)圆柱铰链圆柱铰链12 12 约束和约束反力约束和约束反力本讲稿第三十一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly12 12 约束和约束反力约束和约束反力AAFAXFAYAAFAxFAy本讲稿第三十二页，共七十四页2
19、022/9/202022/9/20ccj_hlyF Fy yF Fx x(3)(3)固定铰链支座：固定铰链支座：12 12 约束和约束反力约束和约束反力本讲稿第三十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly12 12 约束和约束反力约束和约束反力特点 只限制两物体径向的相对移动，而不限制两物体绕铰链中心的相对转动及沿轴的位移 约束反力的方向预先不能确定，但是 它的作用线必垂直于轴线并通过铰链中心，可用两个大小未知的正交分力FAx、FAy表示。向心轴承、圆柱铰链和固定铰链，他们的结构虽然不同，但构成约束的性质是相同的，都可表示为光滑铰链。本讲稿第三十四页，共七十四页202
20、2/9/202022/9/20ccj_hly4 4 其他约束其他约束F FF F12 12 约束和约束反力约束和约束反力F F(1)(1)滚动支座滚动支座不能限制物体沿约束表面切线的位移，只能阻碍物体沿接触表面法线。约束反力垂直于支承面，并通过铰链中心。通常用FN表示。本讲稿第三十五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyB BA A12 12 约束和约束反力约束和约束反力(2)(2)球铰链球铰链 构件在球心不能有任何位移，但构件可绕球心任意转动。约束反力通过球心，方向不确定的，可用三个正交分力FAx、FAy、FAz 本讲稿第三十六页，共七十四页2022/9/20202
21、2/9/20ccj_hly12 12 约束和约束反力约束和约束反力AFAZFAYFAX(3)(3)止推轴承：止推轴承：除了能限制轴的径向位移以外，还能限制轴沿轴向的移动。约束反力可用三个正交分力FAx、FAy、FAz表示。本讲稿第三十七页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly练习与思考判断题1、凡在两个力作用下的构件称为二力构件（）2、光滑圆柱形铰链约束的约束反力，一般可用两个相互垂直的分力表示，该两分力一定要沿水平和铅垂方向。（）3、约束力的方向必与该约束所阻碍的物体运动方向相反（）本讲稿第三十八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly练习与思
22、考画出下列指定物体的受力图画出下列指定物体的受力图 本讲稿第三十九页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly练习与思考解：解：F FA AF FB BF FA AF FD DF FB BF FA AF FD DF FB BF FA AF FB BF FA AF FB BF FAYAYF FAXAXF FB B本讲稿第四十页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图一、受力分析一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情
23、况，这个过程称为物体的受力分析受力分析。作用在物体上的力有：一类是:使物体具有运动趋势的力称为使物体具有运动趋势的力称为物体所受的物体所受的主动力主动力主动力主动力,如重力,风力,气体压力等。二类是：被动力，限制物体运动的力为限制物体运动的力为约束反力约束反力约束反力约束反力。本讲稿第四十一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图二、画受力图的方法与步骤：二、画受力图的方法与步骤：1 1、取分离体（研究对象）、取分离体（研究对象）2 2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生 运动或
24、运动趋势的力）运动或运动趋势的力）3 3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束 反力（研究对象与周围物体的连接关系）反力（研究对象与周围物体的连接关系）本讲稿第四十二页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 用力F 拉动碾子以轧平路面,重为P 的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。A AB BF FP例例 1 113 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第四十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 碾子的受力图为碾子的受力图为:解：A AB BF FP例例例例 1 1A A
25、B BF FP PF FN NA AF FN NB B13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第四十四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例2DBAFAXFAYFDFBOPFDFEPFAFBFD13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第四十五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例3 尖点问题FAFBFDFCFB13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第四十六页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例4A B C CDFAY FAX FC FC FD P FB C A DFAY F
26、AX FD P FB C A DP F13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第四十七页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例5FBCA CFA BCFA FC FA CB FBX FA FBY FC FBX FBY 13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第四十八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyA AP PF FF FF FE E C CG GB BE EP PA AF FD D解：解：(1)(1)物体物体B B 受两个力作用：受两个力作用：(2)(2)球球A A 受三个力作用：受三个力作用：(3)(3)作用于滑
27、轮作用于滑轮C C 的力：的力：C CF FG GF FE EF FB B13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图F FD DQ QB B例例6 6 在图示的平面系统中，匀质球在图示的平面系统中，匀质球A A重为重为P P，借本身重量和摩擦不计的，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮理想滑轮C C 和柔绳维持在仰角是和柔绳维持在仰角是 的光滑斜面上，绳的一端挂着重为的光滑斜面上，绳的一端挂着重为Q Q 的物体的物体B B。试分析物体。试分析物体B B、球、球A A 和滑轮和滑轮C C 的受力情况，并分别画出平的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。衡时各物体的受力图。本讲稿第四十九页，共七十
28、四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyECABFDBCFBFC解：解：1 1、杆、杆BC BC 所受的力：所受的力：2 2、杆、杆AB AB 所受的力：所受的力：表示法一：表示法一：表示法二：表示法二：BDAFFAxFAyFBBAFDFAHFB例例7 7 等腰三角形构架等腰三角形构架ABC ABC 的顶点的顶点A A、B B、C C 都用铰链连接，底边都用铰链连接，底边AC AC 固定，而固定，而AB AB 边的中点边的中点D D 作用有平行于固定边作用有平行于固定边AC AC 的力的力F F，如图，如图1113(a)13(a)所示。不计各杆自重，试画出所示。不计各杆自重，试画
29、出AB AB 和和BC BC 的受力图。的受力图。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第五十页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly画受力图应注意的问题画受力图应注意的问题要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力
30、，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力、不要漏画力本讲稿第五十一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 即受力图一定要画在分离体上。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束、受力图上不能再带约束 即受力图一定要画在分离体上。本讲稿第五十二页，共七十四页2022/9/202022/9/2
31、0ccj_hly对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。5、受力图上只画外力，不画内力、受力图上只画外力，不画内力 6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾互协调，不能相互矛盾7、正确判断二力构件、正确判断二力构件本讲稿第
32、五十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例8 画出下列各构件的受力图(外力作用于铰链时应如何考虑)ABCFACBCABCFFCBFBFBFAFAFCACFFCAFCB13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第五十四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例8 画出下列各构件的受力图(外力作用于BC时应如何考虑)13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图ABCFACBCABCFFBFAFAFCAFBFFCA本讲稿第五十五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例8 画出下列各构件的受力图(外力作用于A
33、C时应如何考虑)ABCFACBCABCFFCBFBFBFAFAFFCB13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第五十六页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例9 画出下列各构件的受力图OCAFCXFOXFAX FCYFAYFOYOCFBADEOCFBADECFDEFCXFCYFEBAEFBXFBYFAXFAYFEFOXFOYFBXFBY13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第五十七页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例 1010如图所示，梯子的两部分AB和AC在A点铰接，又在D，E两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平
34、面上，若其自重不计，但在AB的中点处作用一铅直载荷F。试分别画出梯子的AB，AC部分以及整个系统的受力图。FA AB BC CD DE EH H13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第五十八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 1.1.梯子梯子AB AB 部分的受力图。部分的受力图。解：ABHDFAyFFAxFBFA AB BC CD DE EH H 2.2.梯子梯子AC AC 部分的受力图。部分的受力图。A AC CE EF FC C13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第五十九页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hl
35、y 3.3.梯子整体的受力图。梯子整体的受力图。A AB BC CD DE EH HF FF FB BF FC CFA AB BC CD DE EH H13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例 11 如如图图所所示示，重重物物重重为为P P ,用用钢钢丝丝绳绳挂挂在在支支架架的的滑滑轮轮B B上上，钢钢丝丝绳绳的的另另一一端端绕绕在在铰铰车车D D上上。杆杆ABAB与与BCBC铰铰接接，并并以以铰铰链链A A，C C与与墙墙连连接接。如如两两杆杆与与滑滑轮轮的的自自重重不不计计并并忽忽略略摩摩擦擦和和滑滑轮轮的的
36、大大小小，试试画画出出杆杆ABAB和和BCBC以及以及滑轮滑轮B B的受力图。的受力图。A AB BD DC CP P13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十一页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyA AB BD DC CP P解解F FCBCBB BC C2.2.杆杆BC BC 的受力图。的受力图。A AB BF FABAB1.1.杆杆ABAB的受力图。的受力图。B BF FBCBCF FBABAF F2 2F F1 1 4.4.滑轮滑轮B B(带销钉）的受力图。带销钉）的受力图。F FBxBxF F2 2F F1 1F FByByD D3.3.滑轮
37、滑轮B B(不带销钉）不带销钉）的受力图。的受力图。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十二页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly例例12 12 如如图图所所示示压压榨榨机机中中，杆杆AB AB 和和BC BC 的的长长度度相相等等，自自重重忽忽略略不不计计。A A，B B，C C，E E 处处为为铰铰链链连连接接。已已知知活活塞塞D D上上受受到到油油缸缸内内的的总总压压力力为为F F=3kN3kN，h h=200 200 mmmm，l =1500=1500 mmmm。试试画画出出杆杆AB AB，活活塞塞和和连连杆以及压块杆以及压块C C 的受力图
38、。的受力图。D DEABCllh13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyFABA解：解：1.1.杆杆AB 的受力图。的受力图。2.活塞和连杆的受力图。活塞和连杆的受力图。3.压块压块 C 的受力图。的受力图。CBxyFCxFCyFCByxFFBCFAB13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图DEABCllh本讲稿第六十四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly如图所示平面构架，由杆AB，DE及DB铰接而成。钢绳一端拴在K处，另一端绕过定滑轮和动滑轮后拴在销钉B上。重物的重量为P，各杆和
39、滑轮的自重不计。（1）试分别画出各杆，各滑轮，销钉B以及整个系统的受力图；（2）画出销钉B与滑轮一起的受力图；（3）画出杆AB，滑轮，钢绳和重物作为一个系统时的受力图D DK KC CA AB BE EP P例例131313 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十五页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyF FBDBDF FDBDBD DB B解：解：解：解：2.2.杆杆ABAB（B B处仍为没有处仍为没有销钉的孔）的受力图。销钉的孔）的受力图。A AC CB BF FA AF FC Cy yF FCxCxF FBxBxF FByByD DK KC CA A
40、B BE EP P1.1.杆杆BDBD（B B处为没有销钉的孔）的受力图。处为没有销钉的孔）的受力图。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十六页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyE EC CK KD DF FK KF FEyEyF FExEx3.3.杆杆DEDE的受力图。的受力图。B BF FB B1 1y yF FB B1 1x xD DK KC CA AB BE EP P4.4.轮轮(B B处为没有销钉的孔）的受力图。处为没有销钉的孔）的受力图。13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十七页，共七十四页2022/9/202022/
41、9/20ccj_hly5.5.轮轮的受力图。的受力图。F F2 2F F1 1F FB BD DK KC CA AB BE EP P6.6.销钉销钉B B的受力图。的受力图。B B7.7.销钉销钉B B与滑轮与滑轮 一起的受力图。一起的受力图。B B13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十八页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 8.8.整体的受力图。整体的受力图。D DK KC CA AB BE EP PF FA AF FExExF FEyEyD DK KC CA AB BE EP P 9.9.杆杆ABAB，滑轮，滑轮，以及重物、钢绳以及重物、钢绳（
42、包括销钉（包括销钉B B）一起的受力图。）一起的受力图。C CA AB BF FCyCyP PF FA AF FCxCx13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第六十九页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly 重重为为P P 的的重重物物悬悬挂挂在在滑滑轮轮支支架架系系统统上上，如如图图所所示示。设设滑滑轮轮的的中中心心B B与与支支架架ABCABC相相连连接接，ABAB为为直直杆杆，BCBC为为曲曲杆杆，B B为为销销钉钉。若若不不计计滑滑轮轮与与支支架架的的自自重重，画画出出各各构构件件的的受受力力图。图。A AB BC CD DE EF FI IH HP
43、例例141413 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第七十页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hlyB BC CF FCBCBF FBCBCA AB BF FABABF FBABA解：1.1.杆杆 AB AB 的受力图。的受力图。2.2.杆杆 BC BC 的受力图。的受力图。A AB BC CD DE EF FI IH HP 3.3.轮轮 B B(B B处为没有处为没有销钉的孔）的受力图。销钉的孔）的受力图。B BH HF FF FBxBxF FByByFTHFTF13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第七十一页，共七十四页2022/9/202022
44、/9/20ccj_hly 4.4.销钉销钉 B B 的受力图。的受力图。B BFTB5.5.轮轮 D D 的受力图。的受力图。D DP PE EFTEFTD6.6.轮轮 I I 的受力图。的受力图。I IF FPxPxF FPyPyFTIA AB BC CD DE EF FI IH HP13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图本讲稿第七十二页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly A AP PB BQ QA AB BC CP P13 13 受力分析和受力图受力分析和受力图 P PQ QF FAxAxF FAyAyF FByByF FC CF FB BP PF FB BF FA A本讲稿第七十三页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly小结小结1 1、理解力、刚体、平衡和约束等重要概念、理解力、刚体、平衡和约束等重要概念2 2、理解静力学公理及力的基本性质、理解静力学公理及力的基本性质3 3、明确各类约束对应的约束力的特征、明确各类约束对应的约束力的特征4 4、能正确对物体进行受力分析、能正确对物体进行受力分析本讲稿第七十四页，共七十四页2022/9/202022/9/20ccj_hly