【正文】 求制動所需的最小力 F1。即： fFfFFFNNNfm ???m axtan ?摩擦錐： 如果物體與支承面的靜摩擦系數(shù)在各個方向都相同，則摩擦角范圍在空間就形成為一個錐體，稱為摩擦錐。 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 摩擦與摩擦力 ? 摩擦的物理本質(zhì)很復(fù)雜，與材料性質(zhì)、表面情況、相對運(yùn)動性態(tài)以及環(huán)境等有關(guān)并形成了專門學(xué)科 —— 摩擦學(xué) ? 摩擦的分類： 滑動摩擦、滾動摩擦 ? 兩個相互接觸的物體存在相對運(yùn)動的趨勢或發(fā)生相對運(yùn)動時，接觸面之間由于并非絕對光滑，而在接觸面的公切線上存在阻礙兩物體相對運(yùn)動的力，這種力稱為 摩擦力。 = Y FAB′ FBC G FT X 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 解： 以 AB及重物作為研究對象； 受力分析，畫出受力如圖； 列平衡方程 ，? ?0X 030cos ???? BCAx FF ? ，0Y 030sin ?????? QPF BCAy ，? 0)( FAMQPBCAD3m 1m 2mEFAxFBCAyFA3m 1mPDQ2mBCAyFF BCF AxE例 .如圖所示簡易吊車， A、 C處為固定鉸支座， B處為鉸鏈。 對稱面 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 ? 簡化方法 利 用 力的平移定理 ：將平面任意力系的各力平移到作用面內(nèi)任意點Ｏ （ 稱為簡化中心 ） , 把一般力系問題轉(zhuǎn)化為簡單力系問題來解決 。 600N 1500N Y 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 例 2 解： ① 建 立 直 角 坐 標(biāo) 系 o x y 如圖所示； ② 求出各分力在 x、 y軸上投影： F1X=300N F1Y = 0 F2X=600 sin30176。 同理過 A、B兩點分別向 y軸引垂線得到垂足 a′ 、 b′ 。 由 F F FR 組成的三角形稱為力三角形 。 ? 由以上分析可看出： 力合成的順序不影響合成的結(jié)果 合力 FR必通過 各分力的匯交點。Ｆ cosα Ｆ y=177。 30186?？梢员硎緸? FR＝ 0 ， MO＝ 0 FR＝ 0 ， MO＝ 0 平衡的充要條件 一、 平面任意力系的平衡 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 平面一般力系 平衡方程 ： ? 平衡條件 : ? 主矢為零： FR’ =0 ? 主矩為零： Mo=0 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 ? Fx = 0 , ? MA = 0 , ? MB = 0 。 ?靜定性質(zhì) 分析剛體系統(tǒng)的平衡問題與單個物體的原則一致，但需分析系統(tǒng)的 靜定性質(zhì)。 ? 靜摩擦力的規(guī)律為：①靜摩擦力產(chǎn)生的條件是有切向力Ｆ P存在，物體間有相對滑動趨勢但仍靜止；②靜摩擦力的大小可根據(jù)平衡條件確定，其方向與滑動趨勢方向相反。 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 自鎖實例 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 三 .考慮摩擦的平衡問題 ? 考慮摩擦與不考慮摩擦?xí)r構(gòu)件的平衡問題，求解方法基本相同。 可見，摩擦阻力Ｆ f除阻止車輪滑 動外，還有促使車輪滾動的作用。當(dāng)制動輪處于 臨界平衡狀態(tài)時，有： Ｆ f=Ｆ fＭ ax=Ｆ Nfs， 且左右兩摩擦力互成力偶， 方向與主動力偶Ｍ方向相反， 即得平衡方程： ∑ Ｍ O=0 ：Ｆ fＭ ax2r=Ｍ 2Ｆ Nfsr=Ｍ 算得：Ｆ N=8000N FN FN FOY FOX FN FN Ff max Ff max M M 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 例 2： 已知如圖重力 G=100N， ，物塊與斜面間摩擦系數(shù) f=,f’ =，求物塊與斜面間的摩擦力。一般同一種材料的： ｆ ＜ ｆ s 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 ? 摩擦角 Fp G FN Ff FR FN — 正壓力 Ff — 靜摩擦力 FR — 全約束反力 （全反力） — 全反力與接觸面 法線的夾角 ?m??:全反力與法線間的最大夾角 。 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 ?思考 ： （ 1）本題為何這樣選取研究對象？技巧在哪 （ 2）請你用其它方法求解，并作比較。 Ｆ ABＦ Tsin30176。 ｍ ， 按順時針方向轉(zhuǎn)動 。 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 合力投影定理 ? 合力在某一軸的投影，等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。 ?只要知道一個合力及一個分力的大小 、 方向 ，即可根據(jù)平形四邊形法則確定另一個分力的大小方向 。第一篇 汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 第一章 第三節(jié) 平面力系的簡化與合成 教學(xué)要求 掌握平面匯交力系簡化與合成方法、合力投影定理 掌握力偶系的合成方法 掌握力的平移定理、 平面任意力系的簡化與合成 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 力系 ? 力系 —— 作用于剛體上的一群力 平面匯交力系 平面平行力系 平面任意力系 平面力偶系平面力系空間匯交力系 空間平行力系 空間任意力系 空間力偶系空間力系l力系的分類第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 力系的分類 1F?2F?3F?第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 一、平面匯交力系的合成與簡化 ? 平面匯交力系是一種基本力系，是研究一般力系的基礎(chǔ)。 作用在一個點上的二個任意力可以合成一個力；反之 ， 一個力可以分解成任意二個方向的力 。 ? 根據(jù)力的投影與分力的關(guān)系，可以將較復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡單的投影代數(shù)運(yùn)算。 ｍ 即合力偶矩大小為 60 Ｎ 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 應(yīng)用舉例 例 如圖，已知 G＝ 100N，求斜面和繩子的約束力 解 ： 1)取小球為研究對象，畫受 力圖 ,并建立坐標(biāo)系如圖； 2)列平衡方程： ????????030cos:0030sin:000GFFyGFFxNT?????NFNFNT50解得：思考： 若坐標(biāo)系如圖 b)建立，平衡方程如何寫？ 300 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 G ?????????????000CmYX例 :求 A、 B兩處的約束反力及繩子的拉力 T. 解 :① .取研究對象 —— 小車 ② .做受力圖 ③ .建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸 ④ .列平衡方程 ⑤ .解方程 x y 0sin ?? ?GT 0cos ??? ?GNN BA 0???? aNb ABG α B A T C 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 ? 例題 111 G 300 300 A C B FAB FAB FAB′ FBC FBC FBC G FT 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 ? 解： ①根據(jù)題意分別選取滑輪Ｂ、桿件ＡＢ、ＢＣ為研究對象并畫出分離體； ? ②對各構(gòu)件進(jìn)行受力分析并畫出受力圖（桿件ＡＢ、ＢＣ屬二力構(gòu)件） ? ③以輪心Ｂ為原點建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)平面匯交力系的平衡條件，列出平衡方程并求解： ? ∑ Ｆ X=0Ｆ BCcos30176。 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 物系平衡問題實例 2 ? 解： 選取桿 CE（帶有銷釘 D）以及滑輪、繩索、重物組成的系統(tǒng)（小系統(tǒng)）為研究對象：。 ? 實驗表明，動摩擦力大小與兩接觸面間的正壓力Ｆ N成正比，表示為： Ｆ f′ =Ｆ N f ｆ稱為動摩擦因數(shù)，是與兩接觸物體材料性質(zhì)、表面狀況以及相對滑動速度有關(guān)的比例系數(shù)。 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 例 118 解： 取制動輪為研究對象， 畫出受力圖 。 G O B FN FP 第一章汽車常用構(gòu)件力學(xué)分析 G O FP Ff FN