第二章 起重基本知識(shí)

1、武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼安裝起重工安裝起重工武鋼大學(xué)鐵山校區(qū)武鋼大學(xué)鐵山校區(qū)武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2 2.1 一般物體一般物體 面積、體積、質(zhì)量的計(jì)算方法面積、體積、質(zhì)量的計(jì)算方法 2.2 力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 2.3 起重設(shè)備的類別及主要參數(shù)起重設(shè)備的類別及主要參數(shù) 第二章第二章 起重基本知識(shí)起重基本知識(shí)武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼第一節(jié)第一節(jié) 一般物體一般物體 面積、體積、質(zhì)量的計(jì)算方法面積、體積、質(zhì)量的計(jì)算方法 一、物體面積、體積的計(jì)算1.面積的計(jì)算(1)通過公式計(jì)算,計(jì)算公式如表21所示(2)通過CAD軟件繪圖，然后查詢2.體積的計(jì)算計(jì)算公式

2、如表22所示3.幾何體表面積、側(cè)面積及重心位置的計(jì)算計(jì)算公式如表23所示武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼二、物體質(zhì)量的計(jì)算方法1.計(jì)算公式：質(zhì)量=量體積密度2.常用材料密度（噸/立方米） 名稱名稱密度密度名稱名稱密度密度紅松紅松0.44黏土黏土1.6杉木杉木0.387無煙煤無煙煤0.81.0樟木樟木0.58煤油煤油0.70.8鑄鐵鑄鐵7.25柴油柴油0.85熟鐵熟鐵7.7汽油汽油0.60.7鋼鋼7.85普通玻璃普通玻璃2.56不銹鋼不銹鋼7.78水水(4)1.0耐火磚耐火磚2.2海水海水1.03生石灰生石灰1.1砂土砂土1.5石灰沙漿石灰沙漿1.7卵石卵石1.61.8武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心

3、立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.常用材料密度（噸/立方米） 名稱名稱密度密度名稱名稱密度密度水泥水泥1.11.3花崗巖花崗巖2.52.7水泥沙漿水泥沙漿1.8石灰?guī)r石灰?guī)r12.4素砼素砼2.32.4砂巖砂巖2.22.5鋼筋柱鋼筋柱2.52.7碎石子碎石子1.41.5黃銅黃銅8.55普通轉(zhuǎn)普通轉(zhuǎn)1.61.8鋁鋁2.64硫酸硫酸1.84鋅鋅7.05氫氣氫氣0.00009鉛鉛11.35氧氣氧氣0.00143水銀水銀13.6空氣空氣0.00129金金19.3保溫蛭石保溫蛭石0.6武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼單位換算 1英尺 =12英寸 1 t =1000kg 1寸 = 8 分 1 kg =9.8 N

4、= 25.4mm 1分 = 3.175mm武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼長(zhǎng)度單位面積、體積單位武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼質(zhì)量、力單位壓強(qiáng)單位武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼力矩單位應(yīng)用材料強(qiáng)度單位 武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼3.物體質(zhì)量的計(jì)算例：試計(jì)算一塊長(zhǎng)為3m，寬為1m，厚為50mm的鋼板質(zhì)量。 解：先統(tǒng)一單位：長(zhǎng)為3m，寬為1m，厚為50mm，即0.05m； 鋼材的密度：=7.85103kg/m3 鋼材的體積：v=310.05=0.15m3 鋼材的質(zhì)量：m=v=7.851030.15 =1.18103kg武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼4.鋼板

5、質(zhì)量的估算 在估算鋼版的質(zhì)量時(shí)，只須記住每平方米鋼板1mm厚時(shí)的質(zhì)量為7.8kg，就可方便地進(jìn)行計(jì)算，其具體估算步驟如下：4.1先估算出鋼版的面積。4.2再估出鋼版的面積乘以7.8kg,得到該鋼板每毫米厚的質(zhì)量。4.3然后再乘以該鋼板的厚度，得到該鋼板的質(zhì)量。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼5.鋼板質(zhì)量的估算例：求長(zhǎng)5m，寬2m，厚10mm的鋼板質(zhì)量。 解：鋼板面積：52=10（m2） 鋼板每毫米的厚的質(zhì)量：107.8=78（kg） 鋼板質(zhì)量：7810=780（kg）武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼工程力學(xué)：工程力學(xué)： 靜力學(xué)靜力學(xué)受力分析、平衡規(guī)律。受力分析、平衡規(guī)律。 理論力學(xué)

6、理論力學(xué) 運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué) 材料力學(xué)材料力學(xué)構(gòu)件變形破壞規(guī)律。構(gòu)件變形破壞規(guī)律。運(yùn)動(dòng)及力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系運(yùn)動(dòng)及力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼14一、靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1.力的概念力的概念(1).定義定義：力是物體對(duì)物體的作用。物體間力的作用總是相互的。力的作用效果：一是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 二是使物體發(fā)生形變。 (2).力的單位：力的單位： 國(guó)際單位制：牛頓(N) 千牛頓(kN)(3). 力的三要素：力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)。力是矢量，常用一帶有箭頭的線段表示，線段的長(zhǎng)度表示力的大小線段的方位和箭頭的指向表示

7、力的方向，線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.力的合成與分解力的合成與分解（1）力的合成當(dāng)一個(gè)物體受到兩個(gè)以上的力共同作用時(shí),可用一個(gè)等效力代替上述力,這個(gè)力就叫原有各力的合力.1)作用于一點(diǎn)且在同一直線上力的合成2)作用于一點(diǎn)且互成一角度的兩個(gè)力的合成,可以采用平形四邊形法和三角形法3)作用于一點(diǎn)互成角度的幾個(gè)力的合力,其大小、方向決定于這些力的矢量，并按首尾相連的順序形成力的多邊形的封閉邊，即為合力。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.力的合成與分解力的合成與分解（2）力的分解 力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣可以用平行四邊形法則，將已知力作為平

8、行四邊形的對(duì)角線，兩個(gè)鄰邊就是這個(gè)已知力的兩個(gè)分力。顯然如果沒有方向角度的條件限制，對(duì)于同一條對(duì)角線可以作出很多組不同的平行四邊形。鄰邊(分力)的大小變化很大，因此應(yīng)有方向、角度條件。使用吊索時(shí)，限制吊索分肢夾角過大是防止吊索超過最大安全工作載荷，而發(fā)生斷裂。如圖所示為兩根吊索懸吊1000N載荷，當(dāng)兩根吊索處于不同夾角時(shí)，吊索受力變化如圖所示。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.力的合成與分解力的合成與分解（2）力的分解1)分力圖解法已知合力R和兩個(gè)分力的方向，求兩個(gè)分力的大小，可通過已知力R作用點(diǎn)A沿分力的方向(或合力與分力夾角)分別作直線AI、A，再經(jīng)過已知合力R終點(diǎn)C做兩個(gè)分力F1

9、、F2作用線的平行線，與AI、A一直線交于B、D兩點(diǎn)，得平行四邊形ABCD。其兩鄰邊AB、AD就是要求的兩個(gè)分力，分力的大小可用比例尺量出。如圖所示。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.力的合成與分解力的合成與分解（2）力的分解 2)三角函數(shù)法計(jì)算時(shí)也可利用三角函數(shù)公式。求力的分解，如圖所示。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.力的合成與分解力的合成與分解例2-6已知兩分力F1=2000N，F(xiàn)2=4000N，其夾角為70度，用圖角法求合力。例2-7如圖所示，吊環(huán)上作用著共面的三個(gè)拉力，各力的大小分別為T1=2KN，T2=1KN，T3=1.5KN,用作圖法求吊環(huán)所受的合力.。武鋼大學(xué)

10、礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2.力的合成與分解力的合成與分解例2-8如圖所示，用起重機(jī)吊裝一根預(yù)制梁，梁重Q=10KN，千斤繩與水平線的夾角為60、45、30、15度時(shí)，分別求兩根千斤繩的受力大小。（1）圖解法（2）數(shù)學(xué)方法武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼平面力系平面力系力系中各力的作用線在同一個(gè)平面內(nèi)。力系中各力的作用線在同一個(gè)平面內(nèi)。 平面匯交力系、平面平行力系、平面一般力系。平面匯交力系、平面平行力系、平面一般力系?？臻g力系空間力系力系中各力的作用線不在同一平面內(nèi)。力系中各力的作用線不在同一平面內(nèi)。 （1 1）平面匯交力系：平面匯交力系：作用物作用物體上各力的作用線在同一平體上各

11、力的作用線在同一平面內(nèi)且相交于一點(diǎn)。面內(nèi)且相交于一點(diǎn)。 （2 2）平面平行力系：平面平行力系：平面平面力系中各力的作用線互相平力系中各力的作用線互相平行。行。（3 3）平面一般力系：平面一般力系：平面力平面力系中各力的作用線呈任意分系中各力的作用線呈任意分布。布。3.平面力系的平衡平面力系的平衡武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼力矩的平衡條件力矩的平衡條件繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)物體平衡條件繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)物體平衡條件 各力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)矩的代數(shù)和等于零，即各力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)矩的代數(shù)和等于零，即合力矩為零。合力矩為零。汽車制動(dòng)踏板汽車制動(dòng)踏板 兩力對(duì)兩力對(duì)O O點(diǎn)力矩的代數(shù)和等于零。點(diǎn)力矩的代數(shù)和等于零。MO（P

12、）MO（Q）0力矩平衡條件：力矩平衡條件： MO（F1）MO（F2）MO（Fn）0即：即：MO（F i）0 合力矩為零合力矩為零武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼1 1平面力偶系的定義平面力偶系的定義物體同一平面內(nèi)的若干個(gè)力偶物體同一平面內(nèi)的若干個(gè)力偶稱為平面力偶系。稱為平面力偶系。平面力偶系的平衡方程平面力偶系的平衡方程2 2平面力偶系的平面力偶系的合成合成 M M= =M M1 1+ +M M2 2+ + M Mn=M Mi i3 3平面力偶系的平衡條件平面力偶系的平衡條件 力偶系中各力偶矩的代數(shù)和等于零。力偶系中各力偶矩的代數(shù)和等于零。 M Mi i=0=0武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦

13、業(yè) 服務(wù)武鋼平面匯交力系平衡條件平面匯交力系平衡條件22XY()()0iiiFFFF由該力系的合力 等于零RF0)()(2y2xRY2RX2RFFFFF平衡的必要和充分條件：平衡的必要和充分條件：該力系的合力該力系的合力F FR R等于零。等于零。平面匯交力系的平衡方程：平面匯交力系的平衡方程： XY00iiFF力系中所有力在任意兩個(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和均為零。 武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼平面平行力系的平衡條件平面平行力系的平衡條件1 1平面平行力系的平衡條件平面平行力系的平衡條件 力系中各力的代數(shù)和為零；且各力對(duì)力系中各力的代數(shù)和為零；且各力對(duì)平面內(nèi)任意一點(diǎn)的力矩的代數(shù)和為零。平

14、面內(nèi)任意一點(diǎn)的力矩的代數(shù)和為零。2 2平面平行力系平衡方程平面平行力系平衡方程（1 1）平面平行力系平衡方程的）平面平行力系平衡方程的基本形式基本形式 F F0 0 M MO O（FiFi）0 0 （2 2）平面平行力系平衡方程的）平面平行力系平衡方程的二矩式二矩式 M MA A（FiFi）0 0 M MB B（FiFi）0 0 使用條件：使用條件：A A、B B連線不能連線不能與各力作用線平行與各力作用線平行武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼平面任意力系的平衡條件平面任意力系的平衡條件1.平面任意力系平衡的平衡條件平面任意力系平衡的平衡條件0)()( 2y2x2y2xFFFFFRRRMo

15、 =Mo (F1)+(F2)+Mo (Fn)+M =Mo (Fi)=02.2.平面任意力系平衡方程的基本形式（或一矩式）平面任意力系平衡方程的基本形式（或一矩式）0)(00OyxiFMFF武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼綜述綜述平面力系的平衡條件（方程）平面力系的平衡條件（方程）【 平衡平衡合力合力R=0 R=0 】 平面任意力系平面任意力系平面內(nèi)力的作用線任意分布。平面內(nèi)力的作用線任意分布。 基本形式基本形式 Fx=0 Fx=0 Fy=0 Fy=0 M0(F)=0 M0(F)=0 平面匯交力系平面匯交力系 Fx=0Fx=0 Fy=0 Fy=0 平面平行力系平面平行力系 F=0 F=0

16、（向平行軸投影）（向平行軸投影） M0(F)=0M0(F)=0 力偶系力偶系 M=0M=0武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼285.5.杠桿原理杠桿原理一根在力的作用下能繞一根在力的作用下能繞固定點(diǎn)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的的硬硬棒棒。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼 組成組成支點(diǎn)支點(diǎn)(O):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)動(dòng)力動(dòng)力( F1):使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力阻力(F2):阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)力臂動(dòng)力臂(l1):支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離垂直距離阻力臂阻力臂(l2) :支點(diǎn)到阻力作用線的支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離垂直距離Ol1l2F2F1

17、（1）杠桿的組成）杠桿的組成武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼l2l1l1l2l1l2l1l2武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼提問：什么是力臂？2 杠桿是否都是直的？回答：力臂是支點(diǎn)到力的作用線的 垂直距離。思考討論：1 力臂是一定在杠桿上嗎？3 若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但 作用方向改變，力臂是否改變？答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變想一想?武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼l2OF1F2l2l1l1l2F1F2OOF2F1l1l1F2l2OF1武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力（動(dòng)力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的大小跟它們的

18、力臂成反比。動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂，。下式中，F(xiàn)1表示動(dòng)力，L1表示動(dòng)力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂?？煽闯?，欲使杠桿達(dá)到平衡，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。 杠桿平衡的條件:F1l1=F2 l2F1/F2=l2/l1（2）杠桿的平衡）杠桿的平衡武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2這這是費(fèi)力杠桿是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿（3）杠桿的分類）杠桿的分類武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼

19、h hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1A AB B可見，省力杠桿雖然省力，但費(fèi)了距離可見，省力杠桿雖然省力，但費(fèi)了距離省力杠桿省力杠桿武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2LL1 1 = = L L2 2FF1 1 = = F F2 2這這

20、是省力杠桿是省力杠桿等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿等臂杠桿武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼總結(jié)總結(jié)省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿的特點(diǎn) A 動(dòng)力臂大于阻力臂動(dòng)力臂大于阻力臂 B 省力但是費(fèi)距離省力但是費(fèi)距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿的特點(diǎn) A 動(dòng)力臂小于阻力臂動(dòng)力臂小于阻力臂 B 費(fèi)力但是省距離費(fèi)力但是省距離等臂杠桿的特點(diǎn)等臂杠桿的特點(diǎn) A 動(dòng)力臂等于阻力臂動(dòng)力臂等于阻力臂 B 不省力也不省距離不省力也不省距離武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼 與質(zhì)點(diǎn)一樣，在研究重力對(duì)一個(gè)物體的作用效果時(shí)，也可以把物體各部分受到的重力視為集中于某一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是重力作用點(diǎn)。6.重心

21、的概念重心的概念武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼（2 2）重心的確定重心的確定1）質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體：其重心位置在物體的幾何中心。例如：找出碗、碟、籃球、鉛球、救生圈等的重心。注意：重心不一定在物體上。武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼2）質(zhì)量均勻、但形狀不規(guī)則的物體，或者質(zhì)量分布不均勻的物體。探究：如何找重心？用什么辦法？武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼參考的一種辦法武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼（3）重心有時(shí)可以改變重心有時(shí)可以改變當(dāng)物體當(dāng)物體形狀、位形狀、位置置改變，重心就改變，重心就有可能改變有可能改變武鋼大學(xué)礦業(yè)

22、培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼447.7.摩擦力的概念摩擦力的概念 (1)定義：定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力叫摩擦力 。 分為滑動(dòng)摩擦力和滾動(dòng)摩擦力.武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼 (2)2)摩擦力的計(jì)算摩擦力的計(jì)算1)滑動(dòng)摩擦力計(jì)算公式為:F=kN式中:-動(dòng)摩擦因數(shù)，也叫滑動(dòng)摩擦系數(shù)，它只跟材料、接觸面粗糙程度有關(guān)，注意跟接觸面積無關(guān)；N-正壓力,K-修正系數(shù)，一般取K=1.21.5，如果路面狀況良好，可取1.0。例2-16如圖所示，在坡度為15度的鋼軌上滑運(yùn)一鋼制設(shè)備，其重力為20KN，問需多大的牽引力才能使設(shè)備沿鋼軌移

23、動(dòng)？解:P=N+P1=Qcos+Qsin=20cos150.25+20sin15=10KN武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼 (2)2)摩擦力的計(jì)算摩擦力的計(jì)算2)滾動(dòng)摩擦力武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1.材料力學(xué)的任務(wù)主要任務(wù)就是研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題。對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求. 具有足夠的強(qiáng)度荷載作用下不斷裂，荷載去除后不產(chǎn)生過大的永久變形(塑性變形)構(gòu)件在外載作用下，抵抗破壞的能力。 例如儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆破。（破壞 斷裂或變形過量不能恢復(fù)）。. 具有足

24、夠的剛度荷載作用下的彈性變形不超過工程允許范圍。構(gòu)件在外載作用下，抵抗可恢復(fù)變形的能力。例如機(jī)床主軸不應(yīng)變形過大，否則影響加工精度。導(dǎo)軌、絲杠等。. 滿足穩(wěn)定性要求對(duì)于理想中心壓桿是指荷載作用下桿件能保持原有形態(tài)的平衡。 構(gòu)件在某種外載作用下，保持其原有平衡狀態(tài)的能力。例如柱子不能彎等。 武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)2.外力、內(nèi)力與應(yīng)力（1）外力：就是指那些作用在所要研究的設(shè)備與構(gòu)件上的力。外力在力學(xué)中又稱為荷載。（2）內(nèi)力：當(dāng)外力使物體發(fā)生變形的同時(shí)，在物體的分子間也伴隨產(chǎn)生一種抵抗力，這種抵抗力就叫內(nèi)力

25、。物體的內(nèi)力隨外力的增大而增大。但內(nèi)力的增大是有一定限度的，如果外力不斷增大而超過限度，物體就會(huì)破壞。（3）應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)力的大小叫應(yīng)力。應(yīng)力的大小與物體的總內(nèi)力成正比，與物體的截面積成反比。即： =N/A =N/A 式中：式中：正應(yīng)力，正應(yīng)力， PaN/m PaN/m2 2；MPaN/mmMPaN/mm2 2 ，1 MPa=101 MPa=106 6 Pa Pa ；NN內(nèi)力；內(nèi)力；AA截面積截面積 武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)二、材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)3.桿件變形的基本形式桿件變形的基本

26、形式彈性變形彈性變形外力卸除后桿件變形能完全消除的變形。塑性變形塑性變形外力卸除后變形不能完全消除的變形。桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式 （1）軸向拉伸或壓縮 （2）剪切 （3）扭轉(zhuǎn) （4）彎曲武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼 桿件受到沿軸線方向的拉力或壓力作用，桿件變形是沿軸向的伸長(zhǎng)或縮短。（1 1）軸向拉伸或壓縮）軸向拉伸或壓縮 拉伸與壓縮拉伸與壓縮 應(yīng)力應(yīng)力正應(yīng)力。正應(yīng)力。=N/A =N/A （PaN/mPaN/m2 2；MPaN/mmMPaN/mm2 2 。1 MPa=101 MPa=106 6 Pa Pa） 強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件max=N/Amax=N/A武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心

27、立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼拉伸、壓縮強(qiáng)度條件及應(yīng)用拉伸、壓縮強(qiáng)度條件及應(yīng)用1 1）拉（壓）強(qiáng)度條件拉（壓）強(qiáng)度條件NFA 2 2）強(qiáng)度條件應(yīng)用強(qiáng)度條件應(yīng)用 （1 1）強(qiáng)度校核）強(qiáng)度校核 （2 2）選擇截面尺寸：）選擇截面尺寸： A A F FN N/ （3 3）確定許用載荷：）確定許用載荷： F FN N A A武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼構(gòu)件受到大小相等、方向相構(gòu)件受到大小相等、方向相反且相距很近的兩個(gè)垂直于反且相距很近的兩個(gè)垂直于構(gòu)件軸線方向的外力作用，構(gòu)件軸線方向的外力作用，構(gòu)件在兩個(gè)外力作用面之間構(gòu)件在兩個(gè)外力作用面之間發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)變形發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)變形 。（2 2）剪切剪切剪切與擠壓

28、剪切與擠壓 應(yīng)力應(yīng)力切應(yīng)力。切應(yīng)力。=Q/A=Q/A 擠壓擠壓局部塑變。局部塑變。jy=Fjy/A jy=Fjy/A 【擠壓面積擠壓面積平面平面平面面積；曲面平面面積；曲面投影面積投影面積】 強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：max=Q/Amax=Q/A jy=Fjy/Ajy jy=Fjy/Ajy武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼擠壓變形擠壓變形連接和被連接件接觸面相互壓緊的現(xiàn)象。 擠壓面擠壓面連接件與被連接件相互接觸并產(chǎn)生擠壓的側(cè)面。擠壓力擠壓力擠壓面上的作用力，用F Fjy表示。擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力擠壓面上由擠壓引起的應(yīng)力，用jy表示。 jyjy = = F Fjyjy/ /A Ajyjy擠壓變形擠壓變

29、形武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼剪切與擠壓強(qiáng)度條件的應(yīng)用剪切與擠壓強(qiáng)度條件的應(yīng)用1 1剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件 = FQ/A 2 2抗擠壓強(qiáng)度條件抗擠壓強(qiáng)度條件jy =Fjy/Ajy jy3 3強(qiáng)度條件的應(yīng)用強(qiáng)度條件的應(yīng)用（1 1）校核強(qiáng)度）校核強(qiáng)度（2 2）選擇截面尺寸）選擇截面尺寸（3 3）確定許可載荷）確定許可載荷武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼桿件受到一對(duì)大小相等、轉(zhuǎn)桿件受到一對(duì)大小相等、轉(zhuǎn)向相反且作用面與桿件軸線向相反且作用面與桿件軸線垂直的力偶作用，兩力偶作垂直的力偶作用，兩力偶作用面間的各橫截面將繞軸線用面間的各橫截面將繞軸線產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 （3 3）

30、扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn) 應(yīng)力應(yīng)力切應(yīng)力。切應(yīng)力。max=T/Wn max=T/Wn 外力偶計(jì)算外力偶計(jì)算M=9550P/n N.m M=9550P/n N.m （ PKWPKW；nr/minnr/min） WnWn抗扭截面系數(shù)抗扭截面系數(shù) 【實(shí)心圓軸實(shí)心圓軸 dd3 3/16 /16 ； 空心圓軸空心圓軸 DD3 3(1-a(1-a4 4)/16 (a=d/D)/16 (a=d/D)】 強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件max=Tmax/Wnmax=Tmax/Wn武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼傳動(dòng)外力偶矩（轉(zhuǎn)矩）計(jì)算傳動(dòng)外力偶矩（轉(zhuǎn)矩）計(jì)算 1 1已知皮帶張力或齒輪作用力，求外力偶矩（轉(zhuǎn)矩）已知皮帶張力或齒輪作用力，求外力偶矩（轉(zhuǎn)矩） MF r 2 2已知軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速求外力偶矩（轉(zhuǎn)矩）已知軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速求外力偶矩（轉(zhuǎn)矩）M9550nPM外力偶矩，Nm；P軸傳遞的功率，kW；n軸的轉(zhuǎn)速，r/min。M=9550 P/n武鋼大學(xué)礦業(yè)培訓(xùn)中心立足礦業(yè) 服務(wù)武鋼1 1圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件 TmaxmaxnMW2 2強(qiáng)度條件的應(yīng)用強(qiáng)度條件的應(yīng)用 （1 1）校核強(qiáng)度）校核強(qiáng)度（2 2）選擇截面尺寸）選擇截面尺寸（3 3）確定許可載荷）確定許可載荷 Tmax