第四章 平面任意力系

一、填空题

1．作用在刚体上的力，可平移到刚体上的任意一点，但必须附加一个 力偶 。 2．平面任意力系向平面内任意点简化，可得到一个 力 和一个 力偶 ，分别称之为主矢和主矩。

3．固定端约束的约束反力是用两个 正交分力 和一个 力偶 来表示。 4．平面任意力系平衡的充要条件是：力系简化后的 主矢 与 主矩 同时等于零。

二、判断题

1．力可在刚体上沿作用线滑移，或平行移动，力的作用效果不会产生改变。（× ） 2．平面任意力系可简化到平面内任意点，其简化的结果是：一个合力。（× ） 3．固定端约束的约束反力的方向不确定，一般用两个正交分力来表示。（× ） 4．平面任意力系，只要简化后的主矢和主矩均为零时, 则该力系一定处于平衡。（√ ） 5．固定端约束同时限制了物体的移动和转动，因此其约束反力既有力，也有力偶。（√ ）

三、计算题

1．如图4.1所示，已知重物G=8KN，α=60°，β=30°，求绳AB和AC的拉力。 解（1）取点A为研究对象，画受力图：

（2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程： ΣFX =0: FAC－Gcos300=0 ΣFY=0: FAB－Ｇsin300=0 解方程得：

FAB=4kN, FAC=5.7kN

2．如图4.2所示，已知力F=10KN，求A点和B两点的约束反力。 解（1）取杆AB为研究对象，画受力图： （2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程： ΣFX =0: FAX-Fcos450=0 ΣFY=0: FAY+FB-Fsin450=0

ΣMA(F)=0: -F.(sin450*0.6)+FB*0.9=0 （4）解方程得：

FAX=7.1kN, FAY=2.4kN FB=4.7KN

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3．如图4.3所示，已知重物W=12KN，杆件自重不计，求A点和B两点的约束反力。

解（1）取销C为研究对象，画受力图 （2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程： ΣFX =0: -FAB-FBCcos600=0 ΣFY=0: -W+FBC-Fsin600=0 （4）解方程得：

FAB=6.9 kN，FBC =13.8kN

4．如图4.4所示，已知重物G=8KN，杆件自重不计，求绳AC的拉力和B点的约束反力。 解（1）取杆AB为研究对象，画受力图： （2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程： ΣFX =0: FBX-FTcos300=0 ΣFY=0: FBY+FTsin300-G=0

ΣMB(F)=0: FT(sin300*0.5)-G*0.3=0 （4）解方程得：

FBX=8.3 kN，FBY=3.2 kN，FT=9.6 kN

5．柱式起重机臂AB的A端用铰链连接在柱上，端用绳索BC拉住，已知G＝2kN，不计AB自重，求绳索的拉力及臂AB所受的力。

解（1）取臂AB为研究对象，画受力图： （2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程：

ΣFX =0: FA-T cos450- G cos300=0 ΣFY=0: T sin450-Gsin300=0 （4）解方程得：

T=2 KN , FA=3+1kN

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6．图示支架，已知重物W=24KN作用，杆件自重不计，试分别求支架B端的约束反力及CD杆所受的力。

解（1）取杆AB为研究对象，画受力图：

（2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程：

ΣFX =0: FBX-FCDcos300=0 ΣFY=0: FBY-W+FCDsin300=0 ΣMB(F)=0: 4W-FCD*3 sin300=0 （4）解方程得：

FBX=323 kN，FBY= -8kN，FCD =64 KN

7．简易起重机用钢丝绳吊起重W＝2000N的重物，各杆自重不计，A、B、C三处简化为铰链连接，求杆AB和AC受到的力。（滑轮尺寸和摩擦不计）

解（1）取轮A为研究对象，画受力图： （2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程：

ΣFX =0: -FBA-FCAcos600=0 ΣFY=0: FCAsin600-w=0 （4）解方程得：

FBA=23/3kN，FCA=43/3 kN

8．已知杆AB上的作用力F=15kN，M=3kN.m，杆自重不计，求A、B处支座反力 解（1）取AB杆为研究对象，画受力图：

（2）建立坐标系，如图所示： （3）列平衡方程： ΣFY=0: FA- FB-F=0 ΣMA(F)=0: FB*3-M-F*2=0 （4）解方程得：

FA=4 kN，FB=11 kN

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第5章 平面机构的结构分析

一、填空题

1．两构件直接接触又能产生确定相对运动的连接，称为 运动副 。

2．运动副是两构件之间的一种 可动 连接，根据接触形式不同，它可分为___低副___和___高副___，齿轮副和凸轮副是属于 高副 。

3．平面内的自由构件具有 3 个自由度；平面机构自由度的计算公式为 F=3n-2PL-PH 。 4．低副是指两构件之间作_ 面__接触的运动副，一个平面低副会引入 2 个约束。 5．转动副和移动副都属于 低 副，引入一个转动副或移动副会限制 2 个自由度。 6．高副是指两构件之间作__点或线 接触的运动副，一个平面高副会引入 1 个约束。 7．机构具有确定运动的条件是机构自由度的数目 大于 零，且 等于 原动件的数目。 8．机构是具有确定相对确定相对运动的 构件 的组合，因此构件和 运动副 是组成机构的两个要素。

9．机构是由机架、主动件和 从动件 组成，其中的固定不动的构件，称为 机架 。 10．自由度计算公式F=3n-2PL-PH ，其中的n表示机构中的 活动构件 数目。 11．机械是 机器 和 机构 的总称。

12．机器中的每一个独立的运动单元体，称为 构件 ，即运动单元；而机器中的制造单元称为 零件 ；独立的装配组合体称为 部件 。

二、选择题

1．具有确定相对运动构件的组合称为 C 。

A．机器 B．机械 C．机构 D．构件

2．机构总是由若干个 B 通过运动副连接在一起,各实体之间具有确定的相对运动。 A．零件 B．构件 C．部件 D．机械 3．机构中构件之间的可动联接，称为 D 。

A．零件 B．构件 C．机构 D．运动副 4．凸轮副属于 A 。

A．高副 B．低副 C．移动副 D．转动副 5．当机构的自由度数F大于原动件数目时，机构将会__B___。

A．具有确定运动 B．运动不确定 C．构件被破坏 D．无影响

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6．一个平面低副限制了 B 个自由度。

A．1 B．2 C．3 D．4

7．机构要具有确定运动所需的自由度数目应 A 机构中主动件的数目。 A．等于 B．大于 C．小于 D．不大于

8．平面机构自由度与组成机构的构件数目、运动副的数目性质的关系为 A 。 A．F=3n-2PL-PH B．F=3n-PL-2PH C．F=3n-2PL-2PH D． F=3n+2PH+PL 9．一个转动副引入 C 个约束，限制了 个自由度。

A．1、2 B．2、1 C．2、2 D．1、3 10．在机构运动中始终静止不动的是 A 。

A．机架 B．机构 C．主动件 D．从动件 11．当K个构件通过铰链连接在一起时，其组成转动副数目为 B 个。 A．K B．K-1 C．K+1 D．2 12．从机构结构观点来看，以下不属于机构组成的三部分是 B 。 A．机架 B．机器 C．主动件 D．从动件 13．无论运动副的具体结构如何，但凡是低副，两构件总是以 C 相接触。 A．点 B．线 C．面 D．螺旋 14．下列运动副中，接触面积小，单位面积受力较大的是 B 。 A．移动副 B．高副 C．转动副 D．螺旋副 15．火车轮与铁轨的接触是属于 B 。

A．移动 B．高 C．低 D．转动 16．机构引入一个高副,机构的自由度将减少 A 个。

A．1 B．2 C．3 D．0 17．机器中的独立装配单元称为 C 。

A．零件 B．构件 C．部件 D．机器 18．机构的运动特性与下列因素中的 C 有关。

A．构件的形状 B．运动副的具体结构 C．各运动副的位置 D．以上均无关 19．若复合铰链处有4个构件汇集在一起，应有 B 个转动副。 A．4 B．3 C ．2 D．5 20．公式F=3n-2PL-PH 中的n表示机构中的 D 数目。

A．转动副 B．高副 C．低副 D．自由构件

三．判断题

1．从运动的观点来看,机构和机器之间并无区别,因此我们把两者总称为机械。（√ ） 2．不管何种机器,它都可以实现能量转换,或完成有用的机械功。（√ ）

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