【正文】 FBAyBAyy400???????第一章汽車常用構件力學分析 作業(yè) ? 思考題（ P45） ? 16～ 112 ? 作業(yè)（ P47） ? 121 ? 124 ? 125 ? 126 第一章汽車常用構件力學分析 五 .物系的平衡 ?剛體系統(tǒng) 若干剛體通過一定的約束形式連接起來的物體系統(tǒng)。 教學要求： 熟練掌握物體系統(tǒng)平衡問題的解法 了解靜不定問題的概念 第一章汽車常用構件力學分析 (一 )剛體靜定性質的判斷 ? 各種不同力系平衡時都只有一定數目的平衡方程，如平面匯交力系為二個、力偶系為一個、一般力系為三個等。 物系外力 —— 系統(tǒng)以外的物體作用在系統(tǒng)上的力 ? 物系的內力 —— 系統(tǒng)內各物體之間相互的作用力（ 必然是成對出現(xiàn)的作用力與反作用力 ） ? 外力與內力視所取的研究對象而定 （ 如圖 161） 第一章汽車常用構件力學分析 例題 : 已知 Fp=，求 M及 O點約束力 第一章汽車常用構件力學分析 物系平衡問題實例 例 115 ①先以整個系統(tǒng)為研究對象，畫其受力圖 ② 建立平衡方程求解： ∑M G=0 FEXhM=0 FEX= ∑F X=0 FEX+FGX=0 FEX=FGX= ∑F Y=0 FGY=0 hhMFGY FGX FEX M L 第一章汽車常用構件力學分析 例 115 ③ 以 AB桿為研究對象，求 FD′ ： ∑M A=0 LFD′sin α m =0 FD′= /L 由此得 CD桿內力 : FC= FD= FD′= /L FD FC ?sinM?sinMFAY FAX A m FD′ L 第一章汽車常用構件力學分析 例題： 圖示構架，桿和滑輪的自重不計，物塊 F重 30kN，R=20cm， r=10cm，求 A、 C兩點的約束反力。 第一章汽車常用構件力學分析 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：。 2 第一章汽車常用構件力學分析 小結及課后作業(yè) ? 121 ? 122 ? 124 ? 128 ? 129 第一章汽車常用構件力學分析 第五節(jié) 摩擦 教學要求： ?了解滑動摩擦的有關概念 ?掌握靜、動、臨界滑動摩擦力的計算 ?掌握摩擦角的概念及自鎖條件 ?能解決考慮摩擦時的平衡問題 ?了解滾動摩擦 第一章汽車常用構件力學分析 引子 : ? 生活中的摩擦問題 ? 工程上的摩擦問題 : 如 :機械中帶傳動 ,車輪與地面的作用 ,汽車摩擦制動等 .摩擦有利與弊 .如何考慮 ??? 第一章汽車常用構件力學分析 摩擦實例 1 第一章汽車常用構件力學分析 摩擦實例 2 第一章汽車常用構件力學分析 第一章汽車常用構件力學分析 關于摩擦 ? 摩擦是機械傳動中普遍存在的一種自然現(xiàn)象。 ? 在許多情況下摩擦作為 主要因素 而不能忽略如：汽車的摩擦制動、皮帶傳動、機床夾具夾緊工件等等，均是利用摩擦力來工作的。 第一章汽車常用構件力學分析 摩擦與摩擦力 ? 摩擦的物理本質很復雜，與材料性質、表面情況、相對運動性態(tài)以及環(huán)境等有關并形成了專門學科 —— 摩擦學 ? 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動的趨勢或發(fā)生相對運動時，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動的力，這種力稱為 摩擦力。 f :靜滑動摩擦系數 ,為常數 ,由材料決定。由平衡條件得： F N=G Ｆ f=Ｆ P ? 如果Ｆ P繼續(xù)增大，在某一范圍內，物體仍保持靜止狀態(tài)，但摩擦力Ｆ f隨Ｆ P而增加。 第一章汽車常用構件力學分析 最大靜摩擦力 Ｆ fＭ ax ? 最大靜摩擦力 —— 當 Ｆ P增大到某一界限 Ｆ PK時，物體處于將要滑動而尚未滑動的臨界狀態(tài)。 ? 實驗表明 :Ｆ fＭ ax與 Ｆ N成正比，方向仍與相對滑動趨勢相反，可表示為： Ｆ fＭ ax=ｆ sＦ N ｆ s稱為靜摩擦因數，是大小與兩接觸物體的材料性質及表面狀況有關的比例系數。 ? 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，是與兩接觸物體材料性質、表面狀況以及相對滑動速度有關的比例系數。 二、摩擦角及自鎖的概念 第一章汽車常用構件力學分析 自鎖的概念 ? 當物體平衡時總有Ｆ f≤ Ｆ fmax，即夾角 φ ≤ φ m Ｆ Q與Ｆ R等值、反向、共線，即 α =φ ，而 φ ≤ φ m。 ? 自鎖條件 —— α ≤ φ m， 與主動力大小無關，只與 摩擦角有關的平衡條件。即： fFfFFFNNNfm ???m axtan ?摩擦錐： 如果物體與支承面的靜摩擦系數在各個方向都相同，則摩擦角范圍在空間就形成為一個錐體，稱為摩擦錐。例如：螺旋千斤頂、起重裝置中的蝸輪蝸桿，滿足自鎖條件時不會自行下落。因此，了解自鎖的條件，可以便于利用自鎖或防止自鎖發(fā)生。不同的是在畫受力圖時要畫出摩擦力 Ff ，并需要注意 摩擦力的方向與滑動趨勢方向相反，不能隨意假定 。另一種是直接用 ，以不等式進行運算。 第一章汽車常用構件力學分析 例 118 解： 取制動輪為研究對象， 畫出受力圖 。試問物塊在斜面上是靜止、下滑還是上滑？如果要使物塊上滑，求作用在物塊并與斜面平行的力 F至少應多大？ ?? 30?G Ff 物體受主動力 G的作用，不可能上滑，只能是靜止或下滑，所以， Ff 方向如圖 FN F G FN Ff 要使物體上滑， Ff 方向 如圖 第一章汽車常用構件力學分析 G Ff FN x y 解： 物體可產生的最大靜摩擦力 ： Ff Gsin30 =0 Ff = Gsin30 = 100 x = 50 N Ff max= f FN = f Gcos30 = X 100 X = 假設物體處于 靜止 狀態(tài)，可列平衡方程： 而物體處于靜止狀態(tài)條件 : 0 = Ff = Ff max Ff max 所以，物體在斜面上處于 下滑 狀態(tài)。 = = f?= FN fF?第一章汽車常用構件力學分析 F FN 使物體上滑的條件為 : fF?fF?= F – Gsin30 G 即： F = + G = Gcos30 + G sin30 = x 100 x + 100 x = f?f? x y 第一章汽車常用構件力學分析 例 2:制動器的構造如圖所示。求制動所需的最小力 F1。滾動比滑動阻力小。由于Ｆ P和Ｆ f 構成一對力偶，使車輪向前滾動。 G O B FN FP 第一章汽車常用構件力學分析 G O FP Ff FN G O B ?FN FP Ff Ff G O B FN FP G O B FN G O B FN FP m Ff 滾動摩擦的規(guī)律 第一章汽車常用構件力學分析 滾動摩擦的規(guī)律 ?將Ｆ N平移到 B點，產生的附加力偶為滾動摩擦力偶矩： Ｍ =Ｆ Nδ ?當車輪平衡時，有： ∑ Ｍ =0 Ｍ =Ｆ Nδ= Ｆ Pr ?Ｍ隨Ｆ p大小而變化，當Ｆ p增大到使車輪處于將滾面未滾的臨界狀態(tài)時，Ｍ也達到了最大值： Ｍ max=δ Ｆ N ?δ 稱為滾動摩擦系數，與接觸材料性