手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)

《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目二手爪的靜力學(xué)分析單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)Step1

明確任務(wù)Step2項(xiàng)目導(dǎo)入Step3操作訓(xùn)練Step4知識(shí)深化Step5歸納總結(jié)目錄《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組知識(shí)點(diǎn)：技能點(diǎn)：掌握剛體的受力分析素養(yǎng)：嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作態(tài)度單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)力與力系靜力學(xué)公理及推論約束與約束反力物體的受力分析、受力圖繪制《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組分析，如下圖所示滑槽杠桿式手爪的受力。步驟1：明確任務(wù)滑槽式杠桿手爪單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入2.1力(force)的基本概念單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)定義：力是物體間相互的機(jī)械作用。力的效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外效應(yīng))、變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。內(nèi)效應(yīng)外效應(yīng)力的外效應(yīng)力的作用效應(yīng)《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)FA力系：是指作用在物體上的一群力。平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，此力系為平衡力系。FA大小力的方向作用點(diǎn)平衡(balance)物體相對(duì)于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的特殊機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)在力的作用下，大小和形狀都不變的物體或物體內(nèi)任意兩點(diǎn)始終保持不變的距離，或形狀和尺寸始終保持不變的物體。2.2剛體(RigidBody)變形體任何物體在力的作用下都要產(chǎn)生變形。剛體變形體《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)2.3公理1力的平形四邊形法則作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可合成一個(gè)合力。合力的作用點(diǎn)仍在該點(diǎn)，其大小和方向由以此兩力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定。力的平行四邊形法則矢量表示《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)2.3公理2二力平衡公理作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要和充分條件是：兩個(gè)力的大小相等，方向相反，作用線沿同一直線。兩力大小相等、方向相反，共線，作用在同一物體上。此公理適合于剛體，不合適變形體。二力平衡(數(shù)值相等)《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)2.3公理2二力平衡公理只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體(構(gòu)件)為二力體(構(gòu)件)。二力桿《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)2.4公理3加減平衡力系公理在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)2.4公理3推論1力的可傳性原理作用于剛體上的力可沿其作用線移動(dòng)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。力的可傳性原理(剛體上）力的三要素：作用線、大小、方向作用在剛體上力是滑移矢量。《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)作用于剛體上三個(gè)相互平衡的力，若其中兩個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個(gè)力的作用線通過(guò)匯交點(diǎn)。推論2三力平衡定理三力平衡定理《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)兩物體間的相互作用力總是同時(shí)存在，且其大小相等、方向相反、沿同一直線，但作用在兩個(gè)不同的物體上。作用力與反作用力2.5公理4作用力與反作用力公理作用力與反作用力成對(duì)出現(xiàn)，并分別作用在兩個(gè)不同的物體上?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟2：項(xiàng)目導(dǎo)入單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)變形體在某一力系作用下處于平衡時(shí)，如將其剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。剛化公理2.6公理5剛化公理《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練工程中常見的約束單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)約束(Constraints)限制物體自由運(yùn)動(dòng)的條件；對(duì)非自由體的某些運(yùn)動(dòng)起限制作用的周圍物體。自由體在空間的位移不受任何限制的物體。非自由體在空間的位移受到限制的物體。約束《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)約束力約束物體作用于被約束物體上的力。約束力約束反力的大小常常是未知的；方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)柔索約束由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束(不考慮其彎曲剛度，忽略自重)。柔索約束繩索類只能受拉，約束反力是作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)柔索約束柔索約束《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑接觸面約束光滑面約束GFNGFNGFN兩直接接觸物體，不考慮摩擦，物體的接觸面為完全光滑的剛性接觸。約束反力的作用力通過(guò)接觸點(diǎn)，方向沿接觸面公法線而指向被約束物體?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑接觸面約束光滑面約束《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑鉸鏈約束光滑鉸鏈約束只限制兩物體徑向的相對(duì)位移，不限制兩物體繞鉸鏈中心的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸向的移動(dòng)。光滑段(銷釘)《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑鉸鏈約束固定鉸支座若相連接的構(gòu)件有一個(gè)固定在地面或機(jī)架固定鉸鏈(固定鉸支座)?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑鉸鏈約束固定鉸鏈《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑鉸鏈約束活動(dòng)鉸鏈支座下面裝上滾子，使它能在支承面上任意移動(dòng)活動(dòng)鉸鏈?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑鉸鏈約束活動(dòng)鉸鏈《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑鉸鏈約束活動(dòng)鉸鏈約束反力FNAAAAA《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟3：操作訓(xùn)練單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)固定端約束固定端約束AMAFAyFAxABFBF《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)物體的受力分析受力分析的基本步驟確定研究對(duì)象取隔離體畫出主動(dòng)載荷依次根據(jù)約束的性質(zhì)畫出約束反力ABDCOGE例1，《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)物體的受力分析ABDCOGE例1，F(xiàn)NDOGFNEEDF‘NDFBFAxFAyDBAF‘NDFBFADBA《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)例2，一構(gòu)件受力如下圖所示，試?yán)L制其受力圖?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)例3，分析如下圖所示AB、BC桿的受力情況。《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)BC桿受力AB桿受力《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)例4，分析如下各圖中AB、BC桿的受力情況。《機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)例5，分析如下各圖中構(gòu)桿的受力情況?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程組步驟4：知識(shí)深化單元一手爪中的靜力學(xué)基礎(chǔ)畫受力圖注意事項(xiàng)：不要漏畫力除重力、電磁力外，物體間只有通過(guò)接觸才有相互機(jī)械作用力，分清受力體與施力體的接觸情況，接觸處必有力，力的方向由約束類型而定。不要多畫力受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)能明確地指出一個(gè)施力體。不要畫錯(cuò)力的方向約束反力的方向必須嚴(yán)格地按照約束的類型來(lái)畫；作用力的方向一旦確定，反作用力的方向一定要與之相反。受力圖上不能再帶約束受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力因研究對(duì)象變化時(shí)，內(nèi)外力可能改變。同一系統(tǒng)各研究對(duì)象的受力圖必須整體與局部一致，相互