轮子受力分析过程共61页
轮子的受力分析
轮子的受力分析第一篇：轮子的受力分析ANSYS 使用手册教程9 轮子的静力学分析教程9：轮子的受力分析问题阐述下面所示为轮子的2D平面图，其中列出了该轮的基本尺寸（单位为毫米）。
现要分析该轮仅承受绕Y轴旋转角速度的作用下，轮的受力及变形情况。
所给条件已知角速度为525rad/s，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为7.5g/mm3。
根据该轮的对称性，在分析时只要分析其中的一部分即可，即取模型的十六分之一。
091.2 ANSYS 使用手册教程9 轮子的静力学分析7．按下OK按钮。
2.2面叠分操作1.Main Menu：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans-Overlap→Area。
2.在出现的拾取框中，单击Pick All。
2.3显示线1.Utility Menu：PlotCtrls→Numbering。
2.在出现的对话框中，设置Line Number为On。
3.按下OK按钮。
4.Utility Menu：Plot→Line。
2.4倒角1.Main Menu：Preprocessor→Modeling-Create→Line-Line Fillet2.3.5.6.7.在出现拾取框后，拾取线号“L16，L28”。
按下Apply按钮。
在出现的对话框中，输入RAD=6.35。
按下Apply按钮。
又分别拾取线号“L14，L27”、“L28，L23”和“L27，L19”，重复上述操作，最后按下OK按钮。
8.Utility Menu：Plot→Line。
2.5生成一个由倒角线围成的面1.Main Menu：Preprocessor→Modeling-Create→Areas-ArbitraryANSYS 使用手册教程9 轮子的静力学分析10.最后按下OK按钮。
2.8生成由圆弧线围成的面1.Main Menu：Preprocessor→Modeling-Create→Areas-Arbitray→By Line。
滑轮的受力分析
16.用如图所示的滑轮组从 15m 深的水池中（水池面积很大，达几百 平方米）提起底面积为 200cm2，高 2m 的圆柱形实心物体，已知该物体 的密度为 2.5×103kg/m3，力 F 作用的绳子所能承受的最大拉力为 350N，问： （1）该物体所受的重力为多少牛？ （2）物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力多少牛？（不 计摩擦及滑轮重） （3）物体以 0.2m/s 的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断？（取 g=10N/kg）
例 14.如图所示，置于水平桌面上的物体 A 重 490N，物体 B 重 294N，物体 B 在匀速下降了
40cm 的过程中，拉动物体 A 在水平桌面上匀速移动了一段距离；若用一水平向左的力 F 拉
动物体 A，使物体 A 在 5s 内匀速移动 0.5m（不计动滑轮、
绳 重 以 及 滑 轮 轮 轴 间 摩 擦 ）， 则 下 列 说 法 正 确 的 是
（
）
A
A、拉力 F 为 294N，拉力 F 的功率为 29.4W
B、拉力 F 为 147N，拉力 F 的功率为 14.7W
C、物体 A 与桌面的滑动摩擦力为 294N
B
D、绳子拉力对物体 B 所做的功为 73.5J
10.如图所示，物体 A 重 80N，物体 B 重 72N，物体 A 在物体 B 的作
用下向右做匀速直线运动．如果在物体 A 上加一个水平向左的力，
拉动物体 A，使物体 B 以 0.1m/s 的速度匀速上升，则此时拉力 F 及
3s 内拉力 F 所做的功 W 分别是（已知动滑轮重 18N，绳重以及绳与
滑轮之间的摩擦不计）（ ）
A、F=90N；W=27J
B、F=60N；W=54J
C、F=30N；W=27J
滑轮受力分析
图2FF甲乙GF 1 F 2F 3图1九年级物理分解受力训练题及问案分解之阳早格格创做共教们正在逢到滑轮或者滑轮组问题时，对于滑轮及滑轮组的能源或者阻力大小推断偶尔没有知从何下脚，原文便此问题期视能指面迷津，助闲共教们精确明白滑轮.一、 一根绳子力相等无论是定滑轮、动滑轮仍旧滑轮组，只消正在共一根绳子上，没有管绳子有多少，也没有管绳子绕过几滑轮，绳子上的力经常相等的.如图1，用定滑轮沿分歧的目标提高沉物，推断1F 、2F 、3F 的大小闭系.分解 要提起物体，绳子必须对于沉物施加进取的大小为G 的推力，绕过滑轮，没有管目标怎么样，推力的力臂皆是轮的半径，所以，推力大小皆等于被提起的物体的沉力.所以321F F F ==二、滑轮二边力仄稳滑轮停行或者干匀速曲线疏通时，滑轮受到差异目标上的合力相互仄稳.如图2用动滑轮匀速横曲提高沉物，推力F 取物体沉G 的闭系.分解 没有计滑轮沉，动滑轮处于仄稳状态，如图2甲，则G F =2 即G F 21=若动滑轮的沉量为0G ，如图2乙，则02G G F += 即 )(210G G F +=底下便利用上头的论断办理有闭滑轮的一些问题. 例1如图3所示的拆置处于仄稳状态，若滑轮沉、绳沉以及摩揩均忽略没有计，则1G 取2G 之比为（ ）A ．1∶1B ．2∶1C ．1∶2D ．1∶3分解 依据一个绳子力相等，每段绳子上受到的推力皆是F ，动滑轮处于仄稳状态，所以2122G F G ==，即1G ∶2G =2∶1故选B.例2、如图4用用滑轮组允速推动火仄里上的物体，若所用的推力F 为10N ，物体受到的摩揩力是多大？分解 根据一根绳子力相等，动滑轮对于物体爆收3F 的推力， 物体干匀速曲线疏通，物体受到的摩揩力取3F 仄稳，所以N F f303==.例3如图5所示的拆置中，当人用力背左推滑轮时，物体A 恰能匀速曲线疏通，此时弹簧测力计的读数为3N ，忽略滑轮、绳取测力计沉及滑轮取轴间的摩揩，则人的推力F 为（ ）F FF图3fFF 3F图4ff图5A ．3NB ．4NC ．6ND ．8N分解 依据一根绳子所受推力相等，弹簧测力计对于动滑轮的推力取对于动滑轮的推力皆等于3N ，动滑轮干匀速曲线疏通，火仄目标上受力仄稳，所以，N N fF 6322=⨯==.例4用如图6所示的拆置匀速推起沉为G 的物体（没有计摩揩、滑轮沉及绳沉），供推力F 取G 的闭系. 分解 依据一根绳子力相等，滑轮二边力仄稳，正在图中标出各绳子所受8，有G F =4，所以，G F 41=.例5 如图7，动滑轮沉5N ，物体G 的沉量为15N ，用力F 使物体匀速降高，供所用力F 的大小（没有计摩揩）.分解 如图，根据共一根绳子受力相等，标出各绳子所受力，以滑轮为钻研对于象，再依据滑轮所受力仄稳，有N N N G G F 35515220=+⨯=+=.例6 如图8所示，正在忽略滑轮自沉战摩揩的情况下，当滑轮仄稳时，推力=F G .分解 根据每个滑轮上绳子所启受力的特性，正在图上标出每一股绳子所启受力的大小.物体受到的总的推力是F 7，物体处于仄稳状态，所以G F =7，即G F 71=.由上头的例题不妨瞅出，正在推断滑轮或者滑轮组的省力或FF G2F2F 图6GG 0图72F2FG图8F4F 4F者劳累情况时，先从能源端进脚，依据滑轮二边力相等，逐个分解滑轮的受力情况，末尾根据力的仄稳，得出论断.。
中考物理重难点复习——滑轮组的受力分析(共30张PPT)
例2 如图所示，A、
B的示数为
N。
2.如图所示，用F=10 N水平拉力，使重为100 N的物体A，沿水平方向在1 s内匀速直线运
动了0.5 m，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，则物体受到地面的摩擦力为
N，
拉力F的功率为 W。
3.某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平 面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200 N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b 被拉断，每次物体拉动的距离均为2 m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到 摩擦力大小变化的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求： (1)动滑轮重力； (2)当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率； (3)一个重500 N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计 算分析他能否实现。
2.(多选)建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的
装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速
上升，绳重及摩擦均忽略不计，这三次拉力依次为F1、F2、F3，效率为η1、η2、η3，则
()
A. F1+F2=F3
B. F1+F2＞F3
C. η1+η2=η3
D. η1＜η2＜η3
3.(多选)小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物A的重力为 GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的 重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。 已知F1∶GA=5∶8，GB ∶ GA=3∶2，v1∶v2=2∶1，t1∶t2=2∶3，动滑轮的重力不能忽 略，不计绳重与摩擦的影响。下列对两个过程的分析中，正确的是( ) A.拉力之比为F1∶F2=7∶8 B.拉力的功率之比为P1∶P2=10∶7 C.机械效率之比为η1∶η2=14∶15 D.额外功之比为W1∶W2=2∶3
车轮制动时的受力学分析ppt课件
φp
0.8~0.9 0.5~0.7 0.8 0.6 0.68 0.55 0.2 0.1
φS
0.75 0.45~0.60 0.7 0.55 0.65 0.4~0.5 0.15 0.07
9
道路的类型、路况 汽车运动速度 轮胎结构、花纹、材料
b
柏油（干）
b
松砾石
光滑冰面
s
Adhisive Coefficient
10
ua
s
轮胎的磨损会影响其附着能力。 路面的宏观结构应有一定的不平度而有
自排水能力；路面的微观结构应是粗糙 且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面 与胎面直接接触。 增大轮胎与地面的接触面积可提高附着 能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附 着系数大。 滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力， 影响制动、转向能力。 潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类。
痕，看不出花纹。 u wrr 0 w w0
4
不 同 滑 动 率 轮 胎 印 迹 变 化 规 律
5
随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它
通常用滑动率S表示。
S u w rr 0 w 100 %
p
uw u w rr 0 为纯滚动
S 0
s
w 0 , S 100 % 为纯滑动
现象分析
p
纯滚动uw rr0wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
s 0
纯滑动w＝0
l
s 100％
b
S
FS mg
s
s
边滚边滑0 s 100%15~20
100
s
uw
rr0w
uw
100%,b
Fb mg
火车过弯道时受力变化分析
作者： 邱会明
作者机构： 江苏南京市金陵中学,210005
出版物刊名： 中学教学参考
页码： 61-62页
年卷期： 2010年 第14期
主题词： 受力情况 火车 弯道 行驶速度 支持力 向心力 挤压 车轮
摘要：在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力和支持力的合力来提供。
如果行驶的速度超过（或小于）规定的行驶速度，那么火车外侧车轮的轮缘挤压外轨（或内侧车轮的轮缘挤压内轨），与正常行驶相比，火车的受力情况将发生变化。
齿轮受力分析专题课件.ppt
练习：
综合题
传动中，蜗杆(左旋)主动，转向如图所示。圆柱齿 轮为斜齿轮，为使Ⅱ、Ⅲ轴的轴向力平衡，试确定： (1)蜗轮2的螺旋线方向； (2)齿轮3、4螺旋线方向； (3)蜗轮2和齿轮3所受轴向力方向； (4) Ⅲ轴上圆锥齿轮6应放置在左边的位置1或是右边 的位置2？ (5)在图上画出5轮所受力的方向；
主动轮的左右手定则：主动轮右旋用右手、左旋用左手，四指弯曲的方向与主动轮的回 转方向一致，大拇指所指的方向既是主动轮的轴向力方向，从动轮的轴向力方向与主动 轮的轴向力方向相反。
练习：
从 动 主 动
三、锥齿轮的受力分析 从动
主 动
练习：
四、蜗杆传动受力分析：
在分析蜗杆和蜗轮受力方向时，必须先指明主动轮和从动轮（一般蜗杆为主动轮）； 蜗杆或蜗轮的旋向：左旋或右旋；蜗杆的转向和位置
径向力Fr 方向的判定：外啮合的径向力有啮合点指向各自的轴心。
Fn可以分解为 圆周力Ft 方向的判定：同直齿圆柱齿轮传动一致，主反从同。
轴向力Fx 方向的判定：蜗杆的左右手定则来判定。
蜗杆的左右手定则：蜗杆右旋用右手、左旋用左手，四指弯曲的方向与蜗杆的回转方向 一致，大拇指所指的方向既是蜗杆的轴向力方向，蜗轮的轴向力方向与主动轮的轴向力 方向相反。
齿
轮
齿
条
传动Βιβλιοθήκη n1Fr1Ft2 v2
Ft1 Fr2
圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮的优缺点比较：
圆柱直齿轮用于平行轴传动，齿轮啮合与退出时沿着齿宽同时进行，容易产 生冲击，振动和噪音。
圆柱斜齿轮除可用于平行中传动，还可用于交叉轴传动（螺旋齿轮机构）其 特点：重合系数大，传动平稳，齿轮强度高，适于重负载，相比直齿而言： 斜齿有轴向力。
3.3 受力分析
3.方向：相对运动的反方向。 4.作用点：接触面上
一般把作用点平移到重心
习题讲解，课本61页第3题
已知条件： G＝100N，Fmax=35N 滑动摩擦力： f 30 N
用20N的力拉物体，物体相对地面静止， 说明f=F=20N
f
F＝20N
如图所示，水平面上一重为40N的物体，受到 F1＝12N和F2＝6N的水平力作用而保持静止， 已知物体与水平面间的动摩因数为， 0.2 求：
（2）接着分析弹力（用假设法判断） （3）再分析摩擦力（用假设法判断） （4）最后分析外力(外力可以方向不变地平移) 注意：物体受的每一个力都应找到施力物体。
受力分析方法：整体法、隔离法
当2个或者多个物体的加速度相同时，或者都 处于平衡态，则这些物体可当作一个整体。
A B F
a
物体都处于静止状态
b
物体都处于静止状态
A F B C
受力分析
T1
T2
T
G G
二、分析物体的受力情况
练习4 ．如图所示。 F f F f
G 物体静止在斜面上
G 物体沿斜面匀速下滑
二、分析物体的受力情况
例1．分析光滑球的受力。
N 堂小结
分析物体受力的一般程序： 1、明确研究对象（隔离法.整体法）。 2、受力分析的顺序： （1）先分析重力（方向总是竖直向下） （2）接着分析弹力（用假设法判断） （3）再分析摩擦力（用假设法判断）
一、重力
g = 9.8 m/s2 1.大小： G = mg 2.方向：竖直向下 3.作用点：重心 4.施力物体：地球 5.区别：物体受的重力≠地球对物体的引力
滑轮中的受力分析
简介滑轮的受力分析是工程中的一个重要概念，因为它有助于了解使用滑轮时的受力情况。
滑轮是一种简单的机器，由一个沿圆周有沟槽的轮子组成，可用于提升或移动重物。
通过了解滑轮系统中的作用力，工程师可以设计出更高效和有效的机器。
本文将讨论滑轮的受力分析原理，以及如何将其应用于实际工程问题。
受力分析的定义受力分析是确定作用于物体或系统的力的过程。
就滑轮而言，它涉及分析作用在系统中每个部件上的力，如绳索、轮子和框架。
通过了解这些力，工程师可以确定移动一个物体需要多大的力，或者每个部件上施加了多少力。
然后，这些知识可以用来设计更高效和有效的机器。
力的类型作用于滑轮系统的力有两种类型：静态和动态。
静态力是那些无论运动与否都保持不变的力，如重力或部件之间的摩擦。
动态力是那些随着运动而变化的力，如绳子的张力或旋转产生的离心力。
在对滑轮系统进行受力分析时，必须考虑到这两种类型的力。
静态力分析静态力分析包括确定作用在滑轮系统每个部件上的静态力。
这包括重力、部件之间的摩擦（如轮子和框架之间），以及任何其他外部负载（如砝码）。
通过了解这些静力，工程师可以确定每个部件需要举起多少重量才能移动物体，或者需要从外部施加多少力才能发生移动。
动态力分析动态力分析包括确定作用于滑轮系统每个部件的动态力。
这包括由于运动引起的绳索张力（如提升物体时），旋转产生的离心力（如转动车轮时），以及任何其他动态负载（如风阻）。
通过了解这些动态力，工程师可以确定需要消耗多少能量才能发生运动，以及有多少能量由于部件之间的摩擦或其他来源而被耗散。
力分析的应用力分析在工程上有许多应用，特别是在设计使用滑轮提升或移动物体的机器时。
例如，通过了解作用在起重机系统（通常使用多个滑轮）每个部件上的静态和动态力，工程师可以设计出更有效的系统，与没有这种知识的情况相比，能量消耗更少，承载能力更大。
同样，通过了解作用在电梯系统（通常也使用多个滑轮）每个部件上的静态和动态力，工程师可以设计出更有效的系统，比没有这些知识的情况下减少能源消耗。
车轮螺栓受力分析
车轮螺栓、螺母受力分析汽车行驶时，汽车车轮承受汽车的重力、行驶中的滚动阻力，以及转弯时或在倾斜路面上产生的侧向力，汽车制动时还受到路面的制动力，随着车轮转动，路面对车轮产生的冲击力。
相应地车轮螺栓、螺母也承受这些力，这些力构成车轮螺栓、螺母的交变循环应力。
一、车轮螺栓、螺母受力分析简图1、车轮螺栓受力分析图下图为汽车车轮螺栓的受力情况。
图中：G —后轴负荷（重力）通过轮毂作用于车轮螺栓上的力；N —地面反力通过轮辋作用于车轮螺栓上的力；FM1—杯形螺母拧紧时产生的对车轮螺栓的拉力（预紧力）；FX—转向或侧倾时产生的侧向横力；F M —紧固螺母对FM1的反作用力；F M2—紧固螺母对FX的反作用力；FW—汽车牵引力作用于车轮螺栓上的力；FS—汽车行驶阻力；FZ—汽车制动时产生的制动力；F G —轮毂对FZ的作用反力。
其中，G=N，FX = FM2，FM1= FM，FW= FS，FZ= FG2、车轮螺母受力分析简图下图为汽车车轮杯形螺母的受力情况。
车轮球面螺母受力情况较为简单，略。
图中：G —后轴负荷（重力）通过轮轮螺栓作用于车轮螺母上的力；N —地面反力通过轮辋作用于车轮螺母上的力；FM1—轮辋对车轮螺母的推力（预紧力）；FX—转向或侧倾时产生的侧向力；F M —紧固螺母对FM1的反作用力；F M2—车轮螺栓对FX的反作用力；FW—汽车牵引力作用于车轮螺母上的力；FS—汽车行驶阻力；FZ—汽车制动时产生的制动力；F G —通过轮毂传到螺母对FZ的作用反力。
其中，G=N，FX = FM2，FM1= FM，FW= FS，FZ= FG二、车轮螺栓、螺母受力情况分析（一）平行于车轮平面受力情况由于车轮螺母拧紧时，产生的预紧力作用在内、外轮辋及轮毂上，从而在轮辋与轮毂贴合面上产生巨大的摩擦力。
而车轮受到的各种平行于车轮平面的力，如重力、阻力、路面冲击力以及制动力等，不全部是由车轮螺栓、螺母承受，它还要克服轮辋与轮毂之间摩擦力。
滑轮受力分析
图2FF甲乙GF 1 F 2F 3 图1九年级物理阐发受力练习题及答案阐发之五兆芳芳创作同学们在遇到滑轮或滑轮组问题时，对滑轮及滑轮组的动力或阻力大小判断有时不知从何下手，本文就此问题希望能指点迷津，帮忙同学们正确理解滑轮.一、 一根绳子力相等无论是定滑轮、动滑轮仍是滑轮组，只要在同一根绳子上，不管绳子有多长，也不管绳子绕过量少滑轮，绳子上的力总是相等的.如图1，用定滑轮沿不合的标的目的提升重物，判断1F 、2F 、3F 的大小关系.阐发 要提起物体，绳子必须对重物施加向上的大小为G 的拉力，绕过滑轮，不管标的目的如何，拉力的力臂都是轮的半径，所以，拉力大小都等于被提起的物体的重力.所以321F F F == 二、滑轮两边力平衡滑轮静止或做匀速直线运动时，滑轮受到相反标的目的上的协力相互平衡.如图2用动滑轮匀速竖直提升重物，拉力F 与物体重G 的关系.阐发 不计滑轮重，动滑轮处于平衡状态，如图2甲，则G F =2 即G F 21=若动滑轮的重量为0G ，如图2乙，则02G G F += 即 )(210G G F +=下面就利用上面的结论解决有关滑轮的一些问题. 例1如图3所示的装置处于平衡状态，若滑轮重、绳重以及摩擦均疏忽不计，则1G 与2G 之比为（ ） A ．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶3 阐发 依据一个绳子力相等，每段绳子上受到的拉力都是F ，动滑轮处于平衡状态，所以2122G F G ==，即1G ∶2G =2∶1故选B.例2、如图4用用滑轮组允速拉动水平面上的物体，若所用的拉力F 为10N ，物体受到的摩擦力是多大？阐发 按照一根绳子力相等，动滑轮对物体产生3F 的拉力， 物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力与3F 平衡，所以N F f303==.例3如图5所示的装置中，当人用力向右拉滑轮时，物体A 恰能匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为3N ，疏忽滑轮、绳与测力计重及滑轮与轴间的摩擦，则人的拉力F 为（ ）A ．3NB ．4NC ．6ND ．8N阐发 依据一根绳子所受拉力相等，弹簧测力计对动滑轮的拉力与对动滑轮的拉力都等于3N ，动滑轮做匀速直线运动，水平标F FF图3fFF 3F图4f f图5的目的上受力平衡，所以，N N f F 6322=⨯==.例4用如图6所示的装置匀速拉起重为G 的物体（不计摩擦、滑轮重及绳重），求拉力F 与G 的关系.阐发 依据一根绳子力相等，滑轮两边力平衡，在图中标出各绳子所受8，有G F =4，所以，G F 41=.例5 如图7，动滑轮重5N ，物体G 的重量为15N ，用力F 使物体匀速上升，求所用力F 的大小（不计摩擦）.阐发 如图，按照同一根绳子受力相等，标出各绳子所受力，以滑轮为研究对象，再依据滑轮所受力平衡，有N N N G G F 35515220=+⨯=+=.例6 如图8所示，在疏忽滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，拉力=FG .阐发 按照每个滑轮上绳子所承受力的特点，在图上标出每一股绳子所承受力的大小.物体受到的总的拉力是F 7，物体处于平衡状态，所以G F =7，即G F 71=. 由上面的例题可以看出，在判断滑轮或滑轮组的省力或吃力情况时，先从动力端入手，依据滑轮两边力相等，逐个阐发滑轮的受力情况，最后按照力的平衡，得出结论.F F G2F2F 图6GG 0图72F2FG图8F4F 4F。