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《机械设计与创新》课程南京工业职业技术学院项目二 手爪的静力学分析 单元三 力矩与平面力偶系 Step 1 明确任务Step 2项目导入Step 3操作训练Step 4知识深化Step 5归纳总结目录《机械设计与创新》课程组单元一 手爪中的平面力系分析 《机械设计与创新》课程组素 养：严谨认真的学习工作态度单元三 力矩与平面力偶系知识点：力对点之矩，合力矩定理力偶、力偶的性质、力偶系的合成与平衡技能点：掌握力对点之矩的求解掌握力偶系的合成与平衡 《机械设计与创新》课程组分析如图所示手爪绕O1、O2旋转的效应。步骤1：明确任务手爪受力分析单元二 手爪中的平面汇交力系滑槽式杠杆手爪 《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入转动效应单元三 力矩与平面力偶系力对物体产生效应 移动效应?取决于力的大小、方向 转动效应?取决于力矩的大小、方向 《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入力对点之矩力使物体绕矩心作逆时针方向转动时，力矩为正，反之为负。力矩单位为N.m。单元三 力矩与平面力偶系力对点之矩(力矩)力矩是度量力对刚体产生转动效应的物理量。O点到F作用线的垂直距离(力臂)O点为力矩中心(矩心) 《机械设计与创新》课程组步骤2：项目导入单元三 力矩与平面力偶系合力矩定理平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于各分力对该点之矩的代数和。 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系力偶力偶?大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力。力 偶步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系力偶二力偶对物体的作用效应，用力偶矩表示。力 偶力偶所在的平面为力偶平面。力偶三要素：力偶矩的大小，转向及作用面。FF’d力偶中力的大小与两力间的垂直距离的乘积?力偶矩。方向，逆时针转向力偶为正，顺时针为负单位，N.m力偶两作用线之间的垂直距离(力偶臂)步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系力偶性质力偶只能使物体产生转动而不能移动。力偶不能进一步简化为一个力，力偶无合力。力偶不能与力相平衡，力偶只能与一个力偶相平衡。力偶对物体的转动效应用力偶矩度量。步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系力偶性质力偶性质只要保持力偶矩不变，力偶在作用面内任意移动，其对刚体的作用效果不变。步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系力偶性质力偶性质只要保持力偶矩不变，力偶可在作用面内任意转动，其对刚体的作用效果不变。步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系力偶性质力偶性质保持力偶矩不变，分别改变力和力偶臂大小，其作用效果不变。步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组单元三 力矩与平面力偶系平面力偶系的合成与平衡条件平面力偶系的合成同平面内的任意个力偶可合成为一个力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代数和。平面力偶系的平衡条件平面内各力偶矩的代数和等于零。步骤3：操作训练 《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练例1，如图所示，已知F、Q、l、α，求MO(F)、MO(Q)。单元三 力矩与平面力偶系 《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练例2，如图所示，已知F、l1、l2，α，求MO(F) 。单元三 力矩与平面力偶系 《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练例3，工件上作用有三个力偶如图所示。已知：其力偶矩分别为M1 =M2 =10N·m ，M3=20N·m，固定螺柱的距离l=200mm 。求两光滑螺柱所受的水平力。单元三 力矩与平面力偶系 《机械设计与创新》课程组步骤3：操作训练例4，如图所示结构受给定力偶的作用，求支座A、D的约束反力。单元三 力矩与平面力偶系 《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化力矩与力偶矩单元三 力矩与平面力偶系力矩是力使物体绕某点转动效应的度量。力偶矩是力偶使物体转动效应的度量。力矩随矩心位置的不同而变化。力偶矩完全可以描述一个力偶，而力对点的矩却不能完全描述一个力。相同点：单位统一(N.m)、符号规定统一。二者主要区别：力偶使物体转动的效果与所选矩心的位置无关，它完全由力偶矩唯一确定。 《机械设计与创新》课程组步骤4：知识深化力矩与力偶矩单元三 力矩与平面力偶系例5，图示结构中，构件AB为1/4圆弧形，其半径为r，构件BDC为直角折杆，BD垂直于CD，其上作用一力偶，该力偶的力偶矩数值为M，已知尺寸L=2r。试：1. 画出两构件的受力图； 2. 求铰A,C的约束力。 《机械设计与创新》课程组步骤5：归纳总结力对点之矩，合力矩定理力偶、力偶的性质、力偶系的合成与平衡单元三 力矩与平面力偶系 THANKSwanghj@niit.edu.cn