最新 转向盘受力分析
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B
M(F)=±Fd
mo(F)
r
O d A
F
2．合力矩定理
平面汇交力系的合力对平面上任一点之矩，等 于所有各分力对同一点力矩的代数和。
Mo（FR）＝∑Mo（Fi）
2017/7/17
18
例1-2-2
图1-24所示圆柱直齿轮的齿面受一啮合角α＝ 20°的法向压力Fn＝1 kN的作用，齿面分度圆 直径d＝60 mm。试计算力对轴心O的力矩。
因合力与力系等效，故平面汇交力系的 平衡条件是该力系的合力为零。
2017/7/17
6
2．力在坐标轴上的投影
过F两端向坐标轴引垂线得垂足a、b 、 a‘ 、 b’ 。 线段ab和a‘b’分别为F在x轴和y轴上投 影的大小，投影的正负号规定为：从a到 b（或从a‘到b’）的指向与坐标轴正向 相同为正，相反为负。 F在x轴和y轴上的投影分别计作Fx、Fy 。
掌握力偶及力偶系的合成
能分析转向盘的受力情况
2017/7/17
3
1．平面汇交力系的合成的解析法
连续应用力的平行四边形法则 先合成力F1与F2（图中未画出力平行四边形），可得力 FR1，即 FR1＝ F1 + F2 ；再将FR1与F3合成为力FR2，即FR2 ＝FR1+ F3；依此类推，最后可得 FR＝F1+ F2+…+ Fn＝∑Fi
7
2017/7/17
解析法
Fx F cos Fy F sin
若已知Fx、Fy值，可求出F的大 小和方向，即
F Fx2 Fy2 t an Fy Fx
2017/7/17 8
3．平面汇交力系合成的解析法
设刚体上作用有一个平面汇交力系 F 1 、 F2、…、Fn，据式（1-2-1）有 FR= F1+ F2+…+ Fn = ∑Fi 将上式两边分别向x轴和y轴投影，即有
2017/7/17 4
一、平面汇交力系的简化与平衡方程
按照力系中各力的作用线是否在同一平面内，
可将力系分为平面力系和空间力系。
若各力作用线都在同一平面内并汇交于一点， 则此力系称为平面汇交力系。
ห้องสมุดไป่ตู้
2017/7/17
5
平面汇交力系的合成结果是一个合力， 合力的作用线通过汇交点，其大小和方 向由力系中各力的矢量和确定。
2017/7/17
12
解： 建立直角坐标系Axy，并应用式（1-2-4），求出 FRx = F1x + F2x + F3x = 732 N + 0 – 2000 N×cos30° = - 1000 N FRy = F1y + F2y + F3y = 0 – 732 N – 2000 N×sin30° = - 1732 N 再按式（1-2-5）得
转向盘受力分析
任务二 转向盘受力分析
任务描述：
转向盘是汽车转向机构的重要执行部件，它的 受力如何分析。 本任务要求学生掌握平面力系中几种特殊的简 单的力系，并运用这些知识分析汽车机械中简 单的受力情况。
2017/7/17
2
学习目标：
熟悉平面汇交力系合成的两种方法
掌握力偶大小的计算及方向的判断
1、力矩的概念
力的转动作用不仅与力的大小、方向有关，还与转动中心
到力的作用线的垂直距离有关
定义Fd为力对物体对点O之矩，简称力矩，用
M(F),M(F)=±Fd
二、力矩的性质 1、力F对o点的力矩，与F的大小有关，还与力臂有关
2、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零
力臂d是中心点o到F作用线之间的距离。
FRx F1x F2 x Fnx Fx FRy F1 y F2 y Fny Fy
9
2017/7/17
例1-2-1
一固定于房顶的吊钩上有三个力F1、F2、 F3，其数值与方向如图所示。用解析法 求此三力的合力。
2017/7/17
22
力偶
常见到某些物体同时受到大小相等、方向相反、作用线互相平行的 两个力作用的情况
例：1.人用手拧水龙头2.司机用双手转动方向盘
这样一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系，称为力偶,记作
M（F，F，）
m o F’ B F
d
A
力偶对物体的作用效应仅仅是产生转动d 力偶的两力作用线所决定的平面称为 力偶的作用面 两力作用线间的垂直距离称为力偶臂
解1： 按力对点之矩的定义，有
d M（ Fn h Fn cos 28.2 N m o Fn） 2
解2：按合力矩定理（自己思考）
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2017/7/17
例: 分别计算图所示的F1、F2对O点的 力矩。
解：
例1－2所示每1m长挡土墙所受土压力的合力为R，它的大小R=200kN， 方向如图所示，求土压力R使墙倾覆的力矩。
FR ( Fx ) 2 ( Fy ) 2 2000N tan
F F
y
x
1.732
60
2017/7/17 13
1．力对点之矩
力F对某点O的矩等于力的大小与点O到力的作 用线距离h的乘积。 Mo（F）＝ ±Fd
2017/7/17
14
式中，点O称为矩心，d称为力臂，Fd表示力使 物体绕点O转动效果的大小，而正负号则表明： Mo（F）是一个代数量，可以用它来描述物体 的转动方向。 通常规定：使物体逆时针方向转动的力矩为正， 反之为负。力矩的单位为牛顿·米
2017/7/17
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解析法
Fx F cos Fy F sin
若已知Fx、Fy值，可求出F的大 小和方向，即
F Fx2 Fy2 t an Fy Fx
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例1-2-1
一固定于房顶的吊钩上有三个力F1、F2、 F3，其数值与方向如图所示。用解析法 求此三力的合力。
解：土压力R可使挡土墙绕A点倾覆，求R使墙
倾覆的力矩，就是求它对A点的力矩。由于R 的力臂求解较麻烦，但如果将R分解为两个分 力F1和F2，则两分力的力臂是已知的。为此， 根据合力矩定理，合力R对A点之矩等于F1、F2 对A点之矩的代数和。则：
1．力偶的概念
一对等值、反向、不共线的平行力组成 的力系称为力偶。 此二力之间的距离称为力偶臂。
M(F)=±Fd
mo(F)
r
O d A
F
2．合力矩定理
平面汇交力系的合力对平面上任一点之矩，等 于所有各分力对同一点力矩的代数和。
Mo（FR）＝∑Mo（Fi）
2017/7/17
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例1-2-2
图1-24所示圆柱直齿轮的齿面受一啮合角α＝ 20°的法向压力Fn＝1 kN的作用，齿面分度圆 直径d＝60 mm。试计算力对轴心O的力矩。
因合力与力系等效，故平面汇交力系的 平衡条件是该力系的合力为零。
2017/7/17
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2．力在坐标轴上的投影
过F两端向坐标轴引垂线得垂足a、b 、 a‘ 、 b’ 。 线段ab和a‘b’分别为F在x轴和y轴上投 影的大小，投影的正负号规定为：从a到 b（或从a‘到b’）的指向与坐标轴正向 相同为正，相反为负。 F在x轴和y轴上的投影分别计作Fx、Fy 。
掌握力偶及力偶系的合成
能分析转向盘的受力情况
2017/7/17
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1．平面汇交力系的合成的解析法
连续应用力的平行四边形法则 先合成力F1与F2（图中未画出力平行四边形），可得力 FR1，即 FR1＝ F1 + F2 ；再将FR1与F3合成为力FR2，即FR2 ＝FR1+ F3；依此类推，最后可得 FR＝F1+ F2+…+ Fn＝∑Fi
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2017/7/17
解析法
Fx F cos Fy F sin
若已知Fx、Fy值，可求出F的大 小和方向，即
F Fx2 Fy2 t an Fy Fx
2017/7/17 8
3．平面汇交力系合成的解析法
设刚体上作用有一个平面汇交力系 F 1 、 F2、…、Fn，据式（1-2-1）有 FR= F1+ F2+…+ Fn = ∑Fi 将上式两边分别向x轴和y轴投影，即有
2017/7/17 4
一、平面汇交力系的简化与平衡方程
按照力系中各力的作用线是否在同一平面内，
可将力系分为平面力系和空间力系。
若各力作用线都在同一平面内并汇交于一点， 则此力系称为平面汇交力系。
ห้องสมุดไป่ตู้
2017/7/17
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平面汇交力系的合成结果是一个合力， 合力的作用线通过汇交点，其大小和方 向由力系中各力的矢量和确定。
2017/7/17
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解： 建立直角坐标系Axy，并应用式（1-2-4），求出 FRx = F1x + F2x + F3x = 732 N + 0 – 2000 N×cos30° = - 1000 N FRy = F1y + F2y + F3y = 0 – 732 N – 2000 N×sin30° = - 1732 N 再按式（1-2-5）得
转向盘受力分析
任务二 转向盘受力分析
任务描述：
转向盘是汽车转向机构的重要执行部件，它的 受力如何分析。 本任务要求学生掌握平面力系中几种特殊的简 单的力系，并运用这些知识分析汽车机械中简 单的受力情况。
2017/7/17
2
学习目标：
熟悉平面汇交力系合成的两种方法
掌握力偶大小的计算及方向的判断
1、力矩的概念
力的转动作用不仅与力的大小、方向有关，还与转动中心
到力的作用线的垂直距离有关
定义Fd为力对物体对点O之矩，简称力矩，用
M(F),M(F)=±Fd
二、力矩的性质 1、力F对o点的力矩，与F的大小有关，还与力臂有关
2、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零
力臂d是中心点o到F作用线之间的距离。
FRx F1x F2 x Fnx Fx FRy F1 y F2 y Fny Fy
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2017/7/17
例1-2-1
一固定于房顶的吊钩上有三个力F1、F2、 F3，其数值与方向如图所示。用解析法 求此三力的合力。
2017/7/17
22
力偶
常见到某些物体同时受到大小相等、方向相反、作用线互相平行的 两个力作用的情况
例：1.人用手拧水龙头2.司机用双手转动方向盘
这样一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系，称为力偶,记作
M（F，F，）
m o F’ B F
d
A
力偶对物体的作用效应仅仅是产生转动d 力偶的两力作用线所决定的平面称为 力偶的作用面 两力作用线间的垂直距离称为力偶臂
解1： 按力对点之矩的定义，有
d M（ Fn h Fn cos 28.2 N m o Fn） 2
解2：按合力矩定理（自己思考）
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2017/7/17
例: 分别计算图所示的F1、F2对O点的 力矩。
解：
例1－2所示每1m长挡土墙所受土压力的合力为R，它的大小R=200kN， 方向如图所示，求土压力R使墙倾覆的力矩。
FR ( Fx ) 2 ( Fy ) 2 2000N tan
F F
y
x
1.732
60
2017/7/17 13
1．力对点之矩
力F对某点O的矩等于力的大小与点O到力的作 用线距离h的乘积。 Mo（F）＝ ±Fd
2017/7/17
14
式中，点O称为矩心，d称为力臂，Fd表示力使 物体绕点O转动效果的大小，而正负号则表明： Mo（F）是一个代数量，可以用它来描述物体 的转动方向。 通常规定：使物体逆时针方向转动的力矩为正， 反之为负。力矩的单位为牛顿·米
2017/7/17
10
解析法
Fx F cos Fy F sin
若已知Fx、Fy值，可求出F的大 小和方向，即
F Fx2 Fy2 t an Fy Fx
2017/7/17 11
例1-2-1
一固定于房顶的吊钩上有三个力F1、F2、 F3，其数值与方向如图所示。用解析法 求此三力的合力。
解：土压力R可使挡土墙绕A点倾覆，求R使墙
倾覆的力矩，就是求它对A点的力矩。由于R 的力臂求解较麻烦，但如果将R分解为两个分 力F1和F2，则两分力的力臂是已知的。为此， 根据合力矩定理，合力R对A点之矩等于F1、F2 对A点之矩的代数和。则：
1．力偶的概念
一对等值、反向、不共线的平行力组成 的力系称为力偶。 此二力之间的距离称为力偶臂。