教学过程: 工程上所遇到的物体通常分两种:可以在空间作任意运动的物体称为自由体,如飞机、火箭等;受到其它物体的限制,沿着某些方向不能运动的物体称为非自 由体。如悬挂的重物,因为受到绳索的限制,使其在某些方向不能运动而成为非 自由体,这种阻碍物体运动的限制称为约束。约束通常是通过物体间的直接接触 形成的。 既然约束阻碍物体沿某些方向运动,那么当物体沿着约束所阻碍的运动方向运动 或有运动趋势时,约束对其必然有力的作用,以限制其运动,这种力称为约束反 力。简称反力。约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的 方向相反,它的作用点就在约束与被约束的物体的接触点,大小可以通过计算求 工程上通常把能使物体主动产生运动或运动趋势的力称为主动力。如重力、风力、水压力等。通常主动力是已知的,约束反力是未知的,它不仅与主动力的情况有 关,同时也与约束类型有关。下面介绍工程实际中常见的几种约束类型及其约束 反力的特性。 约束:限制某物体运动的其他物体称为该物体的约束。 工程中常见的约束类型有柔体约束,光滑面约束,铰链约束和固定端约束。 约束反作用力:约束必然对物体有力的作用,这种力称为约束反作用力,简称为 约束反力或反力。约束反力属于被动力。 (1)约束反力的作用点就是约束与被约束物体的相互接触点。 (2)约束反力方向总是与约束所能限制的被约束物体的运动方向相反。 1.柔体约束:由线绳,链条,传动带等所形成的约束称为柔体约束(只承受拉 力,不承受压力)。方向:约束反力作用于连接点,方向沿着绳索等背离被约束 物体。用F 表示。2.光滑面约束:两个相互接触的物体,摩擦不计,这种光滑面接触所构成的约 束称为光滑面约束。方向:总是沿接触表面的公法线指向受力物体,使物体 表示。3.铰链约束:由铰链构成的约束,称为铰链约束。 中间铰链的约束:在机器中,经常用圆柱形销钉将两个带孔零件连在一起。这种铰链只能限制物体间的相对径向移动,不能限制物体绕圆柱销轴线的转动和 平行于圆柱销轴线的移动。] (2)固定铰链约束:两个构件中,有一个是固定的,称为支座,可以分解为两 个互相垂直的分力F 来表示。(3)活动铰链约束:支座可以移动,允许距离稍有变化,也是一种双面约束。 向:作用线通过铰链中心,并垂直于支承面,指向上或指向下均可。4.链杆约束:两端用光滑铰链与其他构件连接且不考虑自重的刚体杆称为链杆, 链杆是二力杆。常被用来作为拉杆或撑杆。由于是二力杆,因此,约束力的作用 线一定是沿着链杆两端铰链的连线。指向如果不能预先确定,通常可先假设,求 解后通过力的正负再具体确定力的指向。 5.固定端约束:车床上的刀架,三爪卡盘对圆柱工件的约束都是固定端约束, 板书设计: 1.3 约束与约束反力 1.柔体约束 2.光滑面约束 3.圆柱铰链约束 固定端约束教学反思: