【正文】 其中：N軸力 正應(yīng)力方向離開截面（拉力）為正；已知：F=20kN，h=25mm，h0=10mm，b=20mm。用截面法求得桿中各截面上的軸力為 N=F=20kN （2） 計算最大正應(yīng)力。（開槽處） A=(hh0)b=(2510)20=300mm2 167。 軸向拉壓的變形 絕對變形： 相對變形（應(yīng)變）：單位長度上的絕對變形量。 (1)、縱向應(yīng)變 (2)、橫向應(yīng)變 注意：軸向拉壓桿的縱向變形和橫向變形總是反號的！ 橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比： 在比例極限的范圍，桿件的絕對變形與軸力和桿件的桿長成正比，與桿件的橫截面積和彈性模量成反比。 即： N軸力 A桿件的橫截面面積 (1)、應(yīng)力不超過比例極限 比例系數(shù)即為彈性模量。 (4)、橫截面積與彈性模量的乘積稱為抗拉剛度。已知其橫截面面積分別為：ACD=300mm2，AAB=ABC=500mm2，彈性模量E=200GPa．解：(1) 作軸力圖 NCD=NBC=10kN (2) 計算各段桿的變形 得 46 許用應(yīng)力 極限應(yīng)力（σu）：材料失效時的應(yīng)力。其中：n安全系數(shù) 選取安全系數(shù)時應(yīng)考慮：計算精度、材質(zhì)、工作環(huán)境、構(gòu)件的重要性、其它意外因素 對塑性材料一般?。簄=～ 對脆性材料一般?。簄=～二、拉壓桿的強度條件 其中：[σ]許用正應(yīng)力三、強度計算 校核 截面設(shè)計 四、例題：例1：如圖所示的鋼拉桿，已知[σ]=170MPa，P=25kN，直徑d=14mm，試校核此桿的強度。 面積 由 得第六講：剪切變形目的要求：利用拉壓的強度條件解決簡單的強度計算問題。銷釘聯(lián)接件剪切與擠壓的實用計算。銷釘擠壓的實用計算的理解教學內(nèi)容：剪切與擠壓的實用計算167。 剪切的概念 （2）變形特點：沿兩力作用線之間的面發(fā)生相對錯動。 剪切的實例：剪切變形是工程實際中常見的一種基本變形。請看下列圖形：　二、擠壓的概念與實例52 剪切與擠壓的實用計算一、剪切的實用計算 與剪切相對應(yīng)，在剪切面上有剪應(yīng)力，且剪應(yīng)力的分布十分復(fù)雜，在工程實用計算中假設(shè)剪應(yīng)力是均勻分布在剪切面上的。 A剪切面面積 [τ]許用剪應(yīng)力 （1）、強度校核 （3）、確定許可載荷二、擠壓的實用計算 （1）、擠壓力:擠壓面上的壓力。見圖c （3）、擠壓面：剪切變形中傳遞力的接觸面(計算面積是其最大正投影面面積。 （1）、強度校核 （3）、確定許可荷載三、例題：因銷釘受雙剪，故每個剪切面上的剪力Fbs=P/2（1）由剪切強度條件： 得： （2）校核擠壓強度 銷釘?shù)闹睆紻選：　第七講：圓軸的扭轉(zhuǎn) 扭矩與扭矩圖目的要求：掌握圓軸扭轉(zhuǎn)內(nèi)力圖的繪制。教學重點：扭矩圖的繪制。教學難點：指定截面扭矩的計算。教學內(nèi)容：第六章 圓軸的扭轉(zhuǎn) 167?！　?圓軸扭轉(zhuǎn)的變形特點：各橫截面繞桿軸線發(fā)生相對錯動。 Me外力偶矩() n軸的轉(zhuǎn)速r/min)　?。?、 扭矩：　?。ǎ保?截面法分析扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力——扭矩(T)當桿件受到外力偶矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時其橫截面上的內(nèi)力偶矩?！　　　。ǎ常?、 指定截面扭矩的計算方法。MeT=0 即：T=Me 　　 扭矩圖：　　用一個圖形來表示截面上的扭矩隨其截面位置變化關(guān)系。試作出其扭矩圖?！　　? ２、 剪切胡克定律　　τ＝τ’（１）、 切應(yīng)變：切應(yīng)力只產(chǎn)生角應(yīng)變，單元體的直角的改變量稱為切應(yīng)變。比例常數(shù)為材料的切變模量（G）。解：計算軸的扭矩T將軸在離左端任一距離處用截面切開，取左段為脫離體，畫出其受 力圖如下圖，由平衡條件可得：T=M　校核強度此軸滿足強度要求第八講：彎曲和彎矩圖目的要求：掌握彎曲內(nèi)力及其計算。教學重點：掌握指定截面彎矩、剪力的計算。教學難點：利用外力直接計算指定截面的彎矩、剪力。教學內(nèi)容：167。 １、 受力特點：通過桿軸線的面內(nèi)，受到力偶或垂直于軸線的外力作用。 ３、 實例： 此圖中的槽鋼梁可簡化為： 平面彎曲：(如下圖) 支座，另一端為可動鉸支座。３、 懸臂梁：梁的一端為固定端， 另一端為自由端的梁。72 平面彎曲內(nèi)力——剪力與彎矩一、 截面法分析平面彎曲內(nèi)力——剪力與彎矩 （1）、剪力：沿著桿件的截面切線方向上的內(nèi)力。 （2）、彎矩：彎曲桿件橫截面上抽內(nèi)力偶矩。 （3）、結(jié)論：彎曲變形桿件的橫截面上會產(chǎn)生兩種內(nèi)力：剪力和彎矩。 其計算方法是：截面法。 RAFS=0FS＝RAΣMo=0 =0M= 剪力：繞體內(nèi)一點順轉(zhuǎn)的剪力為正，反之為負。 １、 直接根椐外力計算剪力彎矩——口訣：“左上右下剪力為正，左順右逆彎矩為正”。 ２、 例題：解 求支反力ΣMA=0 RAPq3+RB=0 RA＝30kN求FSM1對（b）圖 ΣFy=0 FS2q+RB=0FS2＝25kNΣMo=0若以表示截面的位置，則剪力和彎矩均能表示成的函數(shù)。二、 剪力圖、彎矩圖 將剪力和彎矩隨截面位置變化的關(guān)系分別用一個圖形來表示。根椐證明（下一講）無載段中剪力圖是水平直線（剪力為常數(shù)），彎矩圖為斜直線（線性函數(shù)）。例1：試作圖示懸臂梁的剪力圖和彎矩圖解　列剪力方程和彎矩方程FS（x）=P １、純彎曲：平面彎曲中如果某梁段剪力為零，該梁段稱為純彎曲梁段。 ２、剪切彎曲：平面彎曲中如果某梁段剪力不為零（存在剪力），該梁段稱為剪切彎曲梁段。 １、中性層和中性軸的概念：其中有一層既不伸長也不縮短，這一層稱為中性層。 中性軸：中性層與橫截面的交線稱為中性軸。 ２、純彎曲時梁的正應(yīng)力的分布規(guī)律：３、純彎曲時梁的正應(yīng)力的計算公式： 一、常用截面的二次矩和彎曲截面系數(shù)： ２、圓形截面和圓環(huán)形截面：圓形截面 　圓環(huán)形截面其中： 型鋼的二次矩和彎曲截面系數(shù)可以查表。 １、平行移軸定理： ２、例題：例1：試求圖示T形截面對其形心軸 的慣性矩。 所以塑性材料的彎曲正應(yīng)力強度條件為： （1）、強度校核 （3）、確定許可荷載 (１)、 畫梁的彎矩圖，找出最大彎矩（危險截面）。 (２)、 利用彎曲正應(yīng)力強度條件求解。 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。 由 得 矩形截面彎曲截面系數(shù)： 最后取h=240mm,b=120mm第九講：復(fù)習與練習課：一、判斷題，各桿端彎矩的代數(shù)和為零。（ √ ）（或減）一個任意力，對剛體的作用效應(yīng)不會改變。（ √ ）。（ √ ）。（ √ ）。（ ） 圖 1 二、選擇題1. 下列說法正確的是（ C ）A、 工程力學中我們把所有的物體都抽象化為變形體。C、穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)。（ A ）A、力偶在任何坐標軸上的投形恒為零。C、力使物體繞某一點轉(zhuǎn)動的效應(yīng)取決于力的大小和力作用線到該點的垂直距離。，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。 C、力不可以沿作用線移動。 、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___。； B、45176。； D、135176。B、工程力學中，將物體抽象為變形體。而研究內(nèi)效應(yīng)時，則抽象為變形體。（ D ）A、柔體約束，沿柔體軸線背離物體。C、固定端支座，反力可以正交分解為兩個力方向假設(shè)。，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：平面機構(gòu)及其自由度和平面連桿機構(gòu)目的要求：運動副及其分類、運動副和構(gòu)件的表示教學重點：鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型和應(yīng)用；鉸鏈四桿機構(gòu)的演化；曲柄存在的條件。曲柄存在的條件。機器：機器的主體是機械系統(tǒng)，機械系統(tǒng)由驅(qū)動部分、傳動部分和執(zhí)行部分組成。由如圖0—1所示的牛頭刨床可知，機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、危險勞動的重要工具。由如圖0—2所示的單缸四沖程內(nèi)燃機工作原理看到：是各機件的協(xié)同工作將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，使內(nèi)燃機能輸出機械運動，做有用的機械功。可見，機器又是用來變換或傳遞能量、物料和信息的裝置。如圖0—2所示內(nèi)燃機中，曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)由活塞的往復(fù)直線運動到曲軸整周轉(zhuǎn)動的運動形式變換；凸輪機構(gòu)實現(xiàn)由凸輪轉(zhuǎn)動到推桿按一定規(guī)律直線移動的運動轉(zhuǎn)換；齒輪機構(gòu)實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)運動的傳遞。從研究角度來看，機器種類繁多，但機構(gòu)的種類有限，常用機構(gòu)如齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和連桿機構(gòu)等在各種機器中經(jīng)常出現(xiàn)。機械：機器和機構(gòu)總稱。機械零件：組成機器的不可拆卸的基本單元，簡稱零件，它是機器中最小的獨立制造單元，如曲軸、飛輪、凸輪、齒輪等。部件：由一組協(xié)同工作的零件組成的獨立制造或獨立裝配的組合體。零部件：零件與部件合(但在有些場合，零件即指零部件)。本課程研究的機械零部件，是指普通條件下工作的一般尺寸與參數(shù)的通用零部件。本課程為今后學習有關(guān)專業(yè)課程和掌握新的機械科學技術(shù)成就奠定必要的基礎(chǔ)。 本課程的任務(wù)本課程的任務(wù)是使學生掌握常用機構(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)計能力，并獲得必要的基本技能訓練，同時培養(yǎng)學生正確的設(shè)計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。 運動副的分類平面運動副和空間運動副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對運動分類 ）高副和低副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的接觸情況） ? 高副：兩構(gòu)件通過點或線的接觸而構(gòu)成的運動副。 轉(zhuǎn)動副：兩構(gòu)件之間的相對運動為轉(zhuǎn)動的低副，也稱為鉸鏈。 平面機構(gòu)及其運動簡圖 平面機構(gòu)的組成機構(gòu)就是由機架、原動件及從動件通過運動副的連接而組成的系統(tǒng)。在機構(gòu)簡圖中，將機架打上斜線表示。 原動件：給定獨立運動參數(shù)的構(gòu)件。它的運動是外界輸入的，因此又稱為輸入構(gòu)件。從動件：原動件帶動而隨之運動的構(gòu)件。意義：人們發(fā)現(xiàn)，機構(gòu)在運動時，各部分的運動是由其原動件的運動規(guī)律、該機構(gòu)中各運動副的類型、數(shù)目及相對位置來決定的，而與構(gòu)件和運動副的實際結(jié)構(gòu)無關(guān)。 運動副和構(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)件的相對運動主要取決于運動副，因此首先應(yīng)當用符號畫出各運動副元素在構(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。 繪制平面機構(gòu)運動簡圖的方法和步驟繪制運動簡圖的大致步驟可歸結(jié)為：分析機構(gòu)運動，找出機架、原動件和從動件。選擇適當?shù)囊晥D平面和適當?shù)臋C構(gòu)運動瞬時位置。例1：如圖1－4a所示為一顎式破碎機。試繪制此破碎機的機構(gòu)運動簡圖。其中偏心軸2為原動件。2）偏心軸與機架在A點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，偏心軸與動顎板在B點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副、動顎板與肘板在C點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副、肘板與機架在D點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。4）選擇適當?shù)谋壤擀蘬，根據(jù)運動副間的尺寸依次確定各轉(zhuǎn)動副的位置A、B、C、D，然后繪出機構(gòu)運動簡圖，如圖b所示。平面連桿機構(gòu)：所有的構(gòu)件都在同一平面或平行平面內(nèi)運動的連桿機構(gòu)。二、平面連桿機構(gòu)的特點 優(yōu)點1）適用于傳遞較大的動力，常用于動力機械。2）可能產(chǎn)生較大的運動累積誤差。如圖3—1所示為一鉸鏈四桿機構(gòu)。與機架相連的桿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。連接兩連架桿的桿2稱為連桿。 曲柄搖桿機構(gòu)兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為曲柄搖桿機構(gòu)。 圖3—2 雷達天線俯仰機構(gòu) 圖3—3 縫紉機踏板機構(gòu) 圖31 雙曲柄機構(gòu)兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙曲柄機構(gòu)。圖3—4當雙曲柄機構(gòu)中的四個桿件滿足相對兩桿平行且長度相等時，稱為平行雙曲柄機構(gòu)或平行四邊形機構(gòu)。如圖3—5所示的火車聯(lián)動機構(gòu)和圖3—6所示的攝影平臺升降機構(gòu)。車門開閉機構(gòu)，就利用反平行四邊形機構(gòu)的兩曲柄轉(zhuǎn)向相反的特性，使兩車門同時打開或關(guān)閉，如圖3—7所示。如圖3—8所示的飛機起落架和圖3—9所示的汽車、拖拉機等的前輪轉(zhuǎn)向機