【正文】 與橫截面的交線稱為中性軸。 ２、純彎曲時(shí)梁的正應(yīng)力的分布規(guī)律： 以中性軸為分界線分為拉區(qū)和壓區(qū)，正彎矩上壓下拉，負(fù)彎矩下壓上拉，正應(yīng)力成線性規(guī)律分布，最大的正應(yīng)力發(fā)生在上下邊沿點(diǎn)。３、純彎曲時(shí)梁的正應(yīng)力的計(jì)算公式： （１）、任一點(diǎn)正應(yīng)力的計(jì)算公式： （２）、最大正應(yīng)力的計(jì)算公式： 其中：M截面上的彎矩； 　IZ截面對中性軸(z軸)的慣性矩； y所求應(yīng)力的點(diǎn)到中性軸的距離。 說明：以上純彎曲時(shí)梁的正應(yīng)力的計(jì)算公式均適用于剪切彎曲。一、常用截面的二次矩和彎曲截面系數(shù)： １、矩形截面： ２、圓形截面和圓環(huán)形截面：圓形截面 　圓環(huán)形截面其中： ３、型鋼： 型鋼的二次矩和彎曲截面系數(shù)可以查表。二、組合截面的二次矩 平行移軸定理 １、平行移軸定理： 截面對任一軸的二次矩等于它對平行于該軸的形心軸的二次矩，加上截面面積與兩軸之間的距離平方的乘積。 IZ1=IZ+a2A ２、例題：例1：試求圖示T形截面對其形心軸 的慣性矩。解：求T形截面的形心座標(biāo)yc求截面對形心軸z軸的慣性矩 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算一、 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件： １、 對于塑性材料，一般截面對中性軸上下對稱，最大拉、壓應(yīng)力相等，而塑性材料的抗拉、壓強(qiáng)度又相等。所以塑性材料的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件為： （1）、強(qiáng)度校核 （2）、截面設(shè)計(jì) （3）、確定許可荷載 ２、 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算的步為： (１)、 畫梁的彎矩圖，找出最大彎矩（危險(xiǎn)截面）。 (２)、 利用彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件求解。二、例題： 例1：簡支矩形截面木梁如圖所示，L=5m,承受均布載荷q=，木材順 紋許用應(yīng)力［σ］＝10MPa，梁截面的高寬比h/b=2，試選擇梁的截面尺寸。 解：畫出梁的彎矩圖如圖，最大彎矩在梁中點(diǎn)。 由 得 矩形截面彎曲截面系數(shù)： h=2b= 最后取h=240mm,b=120mm第九講：復(fù)習(xí)與練習(xí)課：一、判斷題，各桿端彎矩的代數(shù)和為零。 （ ）。（ √ ）（或減）一個(gè)任意力，對剛體的作用效應(yīng)不會改變。（ ）、反向，作用線平行且不共線的力組成的力稱為力偶。（ √ ）。（ ）。（ √ ）。（ ），而不能使剛體移動。（ √ ）。（ √ ） O點(diǎn)之矩為m0 (F) = FL 。（ ） 圖 1 二、選擇題1. 下列說法正確的是（ C ）A、 工程力學(xué)中我們把所有的物體都抽象化為變形體。B、在工程力學(xué)中我們把所有的物體都抽象化為剛體。C、穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)。D、工程力學(xué)是在塑性范圍內(nèi)，大變形情況下研究其承截能力。（ A ）A、力偶在任何坐標(biāo)軸上的投形恒為零。B、力可以平移到剛體內(nèi)的任意一點(diǎn)。C、力使物體繞某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動的效應(yīng)取決于力的大小和力作用線到該點(diǎn)的垂直距離。D、力系的合力在某一軸上的投形等于各分力在同一軸上投形的代數(shù)和。，下列說法正確的是（ D ）A、力可以沿作用線移動到物體內(nèi)的任意一點(diǎn)。B、力可以沿作用線移動到任何一點(diǎn)。 C、力不可以沿作用線移動。D、力可以沿作用線移動到剛體內(nèi)的任意一點(diǎn)。 、CB支承如圖，在鉸C處受力F作用，則A、B兩處約束力與ｘ軸正向所成的夾角α、β分別為:α=___B___，β=___D___。 A、 30176。； B、45176。；C、 90176。； D、135176。（ D ） 圖 2A、工程力學(xué)中，將物體抽象為剛體。B、工程力學(xué)中，將物體抽象為變形體。C、工程力學(xué)中，研究外效應(yīng)時(shí)，將物體抽象為剛體。而研究內(nèi)效應(yīng)時(shí)，則抽象為變形體。D、以上說法都不正確。（ D ）A、柔體約束，沿柔體軸線背離物體。B、光滑接觸面約束，約束反力沿接觸面公法線，指向物體。C、固定端支座，反力可以正交分解為兩個(gè)力方向假設(shè)。D、以上A B正確。，下列說法正確的是（ B ）A、力偶可以用力來維持平衡B、力偶的合成結(jié)果仍為一力偶C、力偶矩大小相等，方向相反的二力偶，互為等效力偶D、力偶不可以任意搬動（ C ）A、抵抗破壞的能力 B、不產(chǎn)生變形的能力C、抵抗變形的能力 D、保持平衡的能力 （ A ）A、抵抗破壞的能力 B、不產(chǎn)生變形的能力C、抵抗變形的能力 D、保持平衡的能力 第十講：平面機(jī)構(gòu)及其自由度和平面連桿機(jī)構(gòu)目的要求：運(yùn)動副及其分類、運(yùn)動副和構(gòu)件的表示教學(xué)重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；曲柄存在的條件。教學(xué)難點(diǎn)：平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制。曲柄存在的條件。教學(xué)內(nèi)容：緒論研究對象：機(jī)器及組成機(jī)器的機(jī)械零部件。機(jī)器：機(jī)器的主體是機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)由驅(qū)動部分、傳動部分和執(zhí)行部分組成。驅(qū)動部分為機(jī)器提供運(yùn)動和動力；傳動部分傳遞運(yùn)動和動力，并改變運(yùn)動大小和運(yùn)動形式；執(zhí)行部分實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件按預(yù)定規(guī)律運(yùn)動。由如圖0—1所示的牛頭刨床可知，機(jī)器是用來代替或減輕人的體力勞動和輔助人的腦力勞動、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的主要工具，更是完成人類無法從事或難以從事的各種復(fù)雜、艱難、危險(xiǎn)勞動的重要工具。機(jī)器的種類繁多，其構(gòu)造、性能及用途也各不相同。由如圖0—2所示的單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理看到：是各機(jī)件的協(xié)同工作將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使內(nèi)燃機(jī)能輸出機(jī)械運(yùn)動，做有用的機(jī)械功。電動機(jī)、發(fā)電機(jī)用來變換能量，起重運(yùn)輸機(jī)用來傳遞物料，車床、銑床、沖床等用來變換物料的狀態(tài)，計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)用來變換信息等?？梢?，機(jī)器又是用來變換或傳遞能量、物料和信息的裝置。機(jī)構(gòu)：專門用來實(shí)現(xiàn)某一種運(yùn)動的傳遞或運(yùn)動形式轉(zhuǎn)換的特定機(jī)件組合體即機(jī)構(gòu)是機(jī)器中執(zhí)行某種特定機(jī)械運(yùn)動的裝置。如圖0—2所示內(nèi)燃機(jī)中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)由活塞的往復(fù)直線運(yùn)動到曲軸整周轉(zhuǎn)動的運(yùn)動形式變換；凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)由凸輪轉(zhuǎn)動到推桿按一定規(guī)律直線移動的運(yùn)動轉(zhuǎn)換；齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳遞。因此，從運(yùn)動的觀點(diǎn)來看，機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成，但機(jī)構(gòu)不具備變換或傳遞能量、物料和信息的功能。從研究角度來看，機(jī)器種類繁多，但機(jī)構(gòu)的種類有限，常用機(jī)構(gòu)如齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)等在各種機(jī)器中經(jīng)常出現(xiàn)。研究機(jī)構(gòu)是研究機(jī)器的前提。機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)總稱。構(gòu)件：機(jī)器和機(jī)構(gòu)中獨(dú)立運(yùn)動的單元體。機(jī)械零件：組成機(jī)器的不可拆卸的基本單元，簡稱零件，它是機(jī)器中最小的獨(dú)立制造單元，如曲軸、飛輪、凸輪、齒輪等。構(gòu)件可以是單獨(dú)的零件；也可以由多個(gè)零件剛性聯(lián)接組成。部件：由一組協(xié)同工作的零件組成的獨(dú)立制造或獨(dú)立裝配的組合體。如車床的床頭箱、進(jìn)給箱、各種機(jī)器的減速箱、離合器等。零部件：零件與部件合(但在有些場合，零件即指零部件)。分為兩類：一類是各種機(jī)器中經(jīng)常都能用到的零部件，稱為通用零部件，如螺釘、齒輪、帶輪等零件，離合器、減速器、滾動軸承等部件；另一類是特定類型機(jī)器中才能用到的零部件，稱為專用零部件，如內(nèi)燃機(jī)中的曲軸、連桿(部件)，船舶的螺旋槳，紡織機(jī)中的織梭、紡錠，離心分離機(jī)中的轉(zhuǎn)鼓(部件)等。本課程研究的機(jī)械零部件，是指普通條件下工作的一般尺寸與參數(shù)的通用零部件。 本課程的地位、內(nèi)容和任務(wù) 本課程的地位本課程是一門研究常用機(jī)構(gòu)、通用零件與部件以及一般機(jī)器的基本設(shè)計(jì)理論和方法的課程，是機(jī)械工程類各專業(yè)中具有承上啟下作用的、介于基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間的主干課程，是一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程為今后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和掌握新的機(jī)械科學(xué)技術(shù)成就奠定必要的基礎(chǔ)。 本課程的內(nèi)容、通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本設(shè)計(jì)理論和基本計(jì)算方法，并簡要介紹了機(jī)械動力學(xué)和機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的有關(guān)知識；，具體機(jī)械零部件包括：（1)傳動件 帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、螺桿傳動及螺旋傳動；（2)支承零部件 軸、滾動軸承及滑動軸承；（3)連接件 軸轂連接、螺紋連接及鉚接、焊接、粘接；（4)其他零部件 聯(lián)軸器、離合器、彈簧。 本課程的任務(wù)本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握常用機(jī)構(gòu)和通用零件的基本理論和基本知識，初步具有這方面的分析、設(shè)計(jì)能力，并獲得必要的基本技能訓(xùn)練，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。通過本課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生達(dá)到下列基本要求：、組成及其特點(diǎn)，掌握通用機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)的基本方法；、結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，掌握通用機(jī)械零件的選用和設(shè)計(jì)的基本方法；，并具有運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、圖冊及標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)資料的能力；，設(shè)計(jì)簡單機(jī)械和簡單傳動裝置的能力；平面機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動簡圖 運(yùn)動副及其分類 運(yùn)動副兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定形式的相對運(yùn)動的連接。 運(yùn)動副的分類平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動分類 ）高副和低副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的接觸情況） ? 高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線的接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副。? 低副：兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副。 轉(zhuǎn)動副：兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為轉(zhuǎn)動的低副，也稱為鉸鏈。? 移動副：兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為移動的低副。 平面機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動簡圖 平面機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)就是由機(jī)架、原動件及從動件通過運(yùn)動副的連接而組成的系統(tǒng)。機(jī)架：在組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件中，與參考系固結(jié)相對不動的構(gòu)件。在機(jī)構(gòu)簡圖中，將機(jī)架打上斜線表示。其余的構(gòu)件均相對于機(jī)架而運(yùn)動。 原動件：給定獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的構(gòu)件。即直接接受能源或最先接受能源作用有驅(qū)動力或力矩的構(gòu)件。它的運(yùn)動是外界輸入的，因此又稱為輸入構(gòu)件。在機(jī)構(gòu)簡圖中，將原動件標(biāo)上箭頭表示。從動件：原動件帶動而隨之運(yùn)動的構(gòu)件。 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及其意義 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：用簡單線條和規(guī)定的符號表示構(gòu)件和運(yùn)動副，并按照一定的比例尺確定運(yùn)動副的相對位置及與運(yùn)動有關(guān)的尺寸，這種表明機(jī)構(gòu)的組成和各構(gòu)件間真實(shí)運(yùn)動關(guān)系的簡單圖形。意義：人們發(fā)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動時(shí)，各部分的運(yùn)動是由其原動件的運(yùn)動規(guī)律、該機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動副的類型、數(shù)目及相對位置來決定的，而與構(gòu)件和運(yùn)動副的實(shí)際結(jié)構(gòu)無關(guān)。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖不僅可以簡明的描述一部機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)的組成情況，而且運(yùn)動特性與其實(shí)際完全等價(jià)。 運(yùn)動副和構(gòu)件的表示 轉(zhuǎn)動副表示如圖1－1所示，移動副表示如圖1－2所示.圖1－1圖1－2構(gòu)件的表示：由于構(gòu)件的相對運(yùn)動主要取決于運(yùn)動副，因此首先應(yīng)當(dāng)用符號畫出各運(yùn)動副元素在構(gòu)件上的相對位置，然后再用簡單的線條把它們連接成構(gòu)件。圖1－3其它構(gòu)件和機(jī)構(gòu)的習(xí)慣表示方法可參見表1－1。 繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的方法和步驟繪制運(yùn)動簡圖的大致步驟可歸結(jié)為：分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動，找出機(jī)架、原動件和從動件。從原動件開始，按照運(yùn)動的傳遞順序，分析各構(gòu)件之間的相對運(yùn)動的性質(zhì)；確定活動構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動副的類型和數(shù)目。選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面和適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動瞬時(shí)位置。選擇比例尺μl＝構(gòu)件實(shí)際尺寸/構(gòu)件圖樣尺寸（單位：m/mm或mm/mm），定出各運(yùn)動副之間的相對位置，用規(guī)定符號繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。例1：如圖1－4a所示為一顎式破碎機(jī)。當(dāng)偏心軸2繞軸心A連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，動顎板3作往復(fù)擺動，從而將礦石軋碎。試?yán)L制此破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。 （a） （b）圖1－4解 1）由圖可知顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)由機(jī)架偏心軸動顎板肘板4組成。其中偏心軸2為原動件。動顎板和肘板為從動件。2）偏心軸與機(jī)架在A點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，偏心軸與動顎板在B點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副、動顎板與肘板在C點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副、肘板與機(jī)架在D點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。3）根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動情況，選擇構(gòu)件的運(yùn)動平面為視圖平面。4）選擇適當(dāng)?shù)谋壤擀蘬，根據(jù)運(yùn)動副間的尺寸依次確定各轉(zhuǎn)動副的位置A、B、C、D，然后繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，如圖b所示。平面連桿機(jī)構(gòu)一、基本概念連桿機(jī)構(gòu)：是由若干個(gè)剛性構(gòu)件通過低副聯(lián)接而組成的機(jī)構(gòu)，所以又稱為低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)：所有的構(gòu)件都在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動的連桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)：是平面連桿機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛、結(jié)構(gòu)最簡單而且最具代表性的平面低副機(jī)構(gòu)。二、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)1）適用于傳遞較大的動力，常用于動力機(jī)械。2）依靠運(yùn)動副元素的幾何形面保持構(gòu)件間的相互接觸，且易于制造，易于保證所要求的制造精度3） 能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動軌跡曲線和運(yùn)動規(guī)律，工程上常用來作為直接完成某種軌跡要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 缺點(diǎn)1）不宜于傳遞高速運(yùn)動。2）可能產(chǎn)生較大的運(yùn)動累積誤差。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用構(gòu)件之間的連接全部是轉(zhuǎn)動副的四桿機(jī)構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。如圖3—1所示為一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。固定不動的桿4為機(jī)架。與機(jī)架相連的桿1和桿3稱為連架桿，其中能作整周回轉(zhuǎn)的稱為曲柄，只能在小于360186。的一定范圍內(nèi)擺動的則稱為搖桿。連接兩連架桿的桿2稱為連桿。對于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，按照其連架桿是曲柄還是搖桿，可分為以下三種型式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。如圖3—2所示的雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)和圖3—3所示的縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)。 圖3—2 雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu) 圖3—3 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 圖31 雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。如圖3—4所示的慣性篩的四桿機(jī)構(gòu)就屬于這種機(jī)構(gòu)。圖3—4當(dāng)雙曲柄機(jī)構(gòu)中的四個(gè)桿件滿足相對兩桿平行且長度相等時(shí)，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)或平行四邊形機(jī)構(gòu)。它的運(yùn)動特點(diǎn)是：兩曲柄則以相同的角速度同向轉(zhuǎn)動，而連桿作平移運(yùn)動。如圖3—5所示的火車聯(lián)動機(jī)構(gòu)和圖3—6所示的攝影平臺升降機(jī)構(gòu)。圖3—5 火車聯(lián)動機(jī)構(gòu) 圖3—6 攝影平臺升降機(jī)構(gòu)如果從動曲柄的轉(zhuǎn)向發(fā)生反轉(zhuǎn)，則該機(jī)構(gòu)稱為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。車門開閉機(jī)構(gòu)，就利用反平行四邊形機(jī)構(gòu)的兩曲柄轉(zhuǎn)向相反的特性，使兩車門同時(shí)打開或關(guān)閉，如圖3—7所示。 雙搖桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。如圖3—8所示的飛機(jī)起落架和圖3—9所示的汽車、拖拉機(jī)等的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 圖3—8