1.1.3约束与约束反力(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

三、约束与约束反力 约束的有关定义： 自由体——凡是能在空间作做任意运动的物体称为自由体。 例：空中飞机、小鸟等。 非自由体——如果物体受到其它物体对它的限制，在某些方向不能自由运动则称为非自由体。 1 2 常见约束类型及约束反力确定 约束的分类 柔性约束：绳子、钢丝绳、 皮带、链条等 刚性约束 光滑接触约束：如齿轮、凸轮接触 光滑铰链约束：分中间铰、固定铰和活动铰 固定端约束：如外伸梁 轴承约束：向心轴承、推力轴承 FT 3 1、柔性约束 4 柔性约束的特点： 只能限制物体沿柔体伸长方向的运动,只能受拉，不能受压。 柔性约束反力确定:作用于触点,沿柔体中心,背离被约束物体 约束反力符号：本书柔性约束反力用 FT表示 5 （接触面摩擦力很小可忽略不计时） 约束特点: 只能限制沿接触点的法线方向趋向支承面的运动 约束反力的确定： 通过接触点，沿着接触面公法线方向，指向被约束的物体，即物体受压。 光滑接触的约束反力通常用ＦN 表示。 2、光滑接触面约束 6 光滑接触约束实例 7 3.光滑铰链约束（简称铰链约束） 组成及特点： 两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆柱形销钉连接起来，在不计摩擦时，即构成光滑圆柱形铰链约束，简称铰链约束。 8 光滑铰链 9 光滑铰链约束 铰链约束反力用两个 X、Y方向的正交分力FX、FY来表示 10 光滑铰链约束（简称铰链约束） 铰链约束分类 连接铰链（中间铰链） 固定铰链支座 活动铰链支座 球型铰链支座（空间约束） 11 1）连接铰链（中间铰链） 结构特点：如图示，用销钉联接两有孔零件，两被联接件均可绕销轴转动，例如图1-18发动机中连杆与活塞、连杆与曲轴的联接 约束特点：两零件均可相对转动又互相制约 约束反力在确定：其约束反力用过销轴中心的两个正交的分力FX、和FY表示，如图下所示。 y x 12 2）固定铰链支座 约束特点：如果中间铰链中的构件之一与地基或机架相连，便构成固定铰链支座如图1-19所示。 约束反力的确定：约束反力通过销轴中心，方向随主动力方向而不同，用过销轴中心的两个正交的分力FX、FY表示。 x 13 固定铰链支座的计算简图 三种形式 F F 14 3）活动铰链支座 约束特点：在铰链支座的底部安装一排滚轮，可使支座沿固定支承面移动，只能限制构件离开和趋向支承面的运动。 在工程结构中经常采用这种约束。目的是适应构件变形。计算简图如下： 15 4、固定端约束 约束特点： 限制了平面内所有可能的运动（被约束构件既不能移动和也不能转动）。 16 x y 固定端约束 约束反力的确定： 固定端约束能限制物体沿任何方向的移动，也能限制物体在约束处的转动。所以，固定端A处的约束反力可用两个正交的分力FAX、FAY和力矩为MＡ的力偶表示。 FP F FA 17 $