工业产品静力学设计 01 绪论及受力分析.pptVIP

被约束的自由度 约束类型 约束反力分析 约束举例 1个移动 (单向/ 双向) 2个移动 (单向/ 双向) 3个移动 (单向/ 双向) 1个转动 (单向/ 双向) 2个转动 (单向/ 双向) 3个转动 (单向/ 双向) 1个移动 + 1个转动 (单向/ 双向) 1个移动 + 2个转动 (单向/ 双向) 2个移动 + 1个转动 (单向/ 双向) 1个移动 + 3个转动 (单向/ 双向) 3个移动 + 1个转动 (单向/ 双向) 2个移动 + 2个转动 (单向/ 双向) 2个移动 + 3个转动 (单向/ 双向) 3个移动 + 2个转动 (单向/ 双向) 3个移动 + 3个转动 (单向/ 双向) 约束设计讨论 §1-3 物体的受力分析和受力图 在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力） 画受力图步骤： 3、按约束性质画出所有约束（被动）力 1、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图 2、画出所有主动力 作业 1：试设计机械手的运动副。 * 确定刚体通过质心轴的空间方位──三个方位角（α，β，γ）中只有其中两个是独立的──需两个转动自由度；另外还要确定刚体绕通过质心轴转过的角度θ──还需一个转动自由度。这样，确定刚体绕通过质心轴的转动，共有三个转动自由度 r = 3。所以，一个任意运动的刚体，总共有6个自由度，即3个平动自由度和3个转动自由度，即i = t + r = 3 + 3 = 6 平面机构自由度： 　　一个刚体在平面可以由其上任一点A的坐标x和y，以及通过A点的直线AB与横坐标轴的夹角等3个参数来决定，因此杆件具有3个自由度。 空间机构自由度： 　　一个杆件刚体，在空间上完全没有约束，那么它可以在3个正交方向上平动，还可以有三个正交方向的转动，那么就有6个自由度。 中文名称： 运动副 英文名称： kinematic pair 定义： 两构件直接接触组成的可动连接。 两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副元素。 运动副有多种分类方法： 按照运动副的接触形式分类:面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副，而点线接触的运动副称为高副，高副比低副容易磨损。 　　 按照相对运动的形式分类。构成运动副的两个构件之间的相对运动若是平面运动则为平面运动副，若为空间运动则称为空间运动副，两个构件之间只做相对转动的运动副被称为转动副，两个构件之间只做相对移动的运动副称为移动副。 　　 按照运动副引入的约束分类。引入一个约束的运动副称为一级副、引入两个约束的运动副称为二级副，还有三级，四级，五级副。 　　 按照接触部分的几何形状分类。可以分为圆柱副、平面与平面副、球面副、螺旋副等。 运动副的表达 约束增加，自由度就减少，机构的自由度为组成杆件自由度之和减去运动副的约束。 如果一个构件组合体的自由度F0，他就可以成为一个机构，即表明各构件间可有相对运动；如果F=0，则它将是一个结构（structure），即已退化为一个构件。 约束与运动副 工程常见的约束 1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束） 光滑支承接触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，用 表示。 滑槽与销钉 FR 2 、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 表示。 FR 柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。 3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等） （1） 、径向轴承（向心轴承） 约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束——法向约束力。 约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变。 可用二个通过轴心的正交分力 表示。 光滑圆柱铰链，轴承 光滑圆柱铰链 约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀。 铰 其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。 滚动支座 球铰链 球 股骨 盆骨 球窝 盆骨与股骨之间的球铰连接 止推轴承 滚珠(柱)轴承 FRy FRx 弹 性 约 束 机械式螺纹千斤顶 F 怎样确定 A 处的受力？ 怎样确定 D、E 二处的受力？ A 怎样确定A、B、G三处的受力？ ? 分 析 比 较 两 种 约 束 （1）光滑面约束——法向约束力 （2）柔索约束——张力 （3）光滑铰链—— 球铰链——空间三正交分力 止推轴承——空间三正交分力 （4）滚动支座—— ⊥光滑面 （5）螺纹约束 （6）复合约束 工业产品静力学设计 教师：邓武 电话办公室：工程北楼334 参考书：《