约束类型和约束反力.pdf

机械基础

置

虫讲川蔡玲

§1-3约束和约束反力

□基本概念：

1、自由体：可以任意运动(获得任意位移)的物体。

2、非自由体：某些或全部位移受到限制的物体

3、约束：由周围物体所构成的、限制非自由体

运动的物体。

4、约束反力：约束对于物体的作用，实际上就是力，

这种力称为约束反力，即约束和被约

束的物体之间的相互机械作用，约束

反力作用于被约束的物体上

5、主动力：约束力以外的力。

约束反力三要素：

1)作用点：作用在被约束物体与约束接触的点、

线、面上。

2)大小：一般未知，主要由静力学方程或动力方

程求出。

3)方向：一般未知，但确定约束反力方向应遵循

一条原则，方向一定与约束所能够限制

物体的运动或运动趋势方向相反。

主动力：能够单独改变物体的运动状态，主动

地作用在物体上的力，其大小、方向、

作用点都是明确的。

2.几种典型约束及其约束反力

(一)柔性约束：由绳索、皮带、链条、相对柔软

的钢丝绳等构成的约束。

ABA

F

F

CDC

皮带约束实例

①

4

§1-3约束和约束反力

□常见的几种类型的约束

A

柔绳约束实例

约束反力作用于约束体和被约束体的接触点，方向

沿着柔体的中心线背离被约束的物体，恒为拉力。

通常用T表示

约束及约束反力

(二)光滑接触面约束：不计摩擦的两个物体接

触表面，其中一个是约束体，另一个是被约束物

体。

1).面接触

取出隔离体

N

约束及约束反力

2).线接触

N

3).点接触

N?

N?

N?

§1-3约束和约束反力

约束反力作用在接触点，方向沿着接触面公法线方

向，指向被约束物体，通常用FN表示

光滑接触面约束

光滑支承面约束实例

(三).光滑圆柱铰链约束

两个带孔的物体穿一个销子，只允许相对转动，

而不允许相对移动，凡具有这种特点的约束称为

圆柱铰链。

带有销子的夹板

(1)中间铰链约束

光洲圆柱铰链约束

,2