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约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.(放在桌子上的书,轨道支撑车轮,轴承限制轴)2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.(桌子对书,轨道对车轮,轴承对轴的作用力)3.位移受到限制的物体称为非自由体.(书,车轮,轴)4.空间的位移不受任何限制称为自由体.(飞机,炮弹,火箭)结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.图3 曲柄冲二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表面的约束光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动图1-19 光滑接触面约束图1-20 齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束铰链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21 铰链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1)固定铰链支座3.固定部分图1-22 固定铰链支座图1-232)活动铰链支座该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心图1-24 活动铰链支座3)铰链连接(中间铰)若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示图1-25 铰链约束4)球铰链约束圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示图1-26 球铰链约束5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动，所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-30 固定端约束在平面中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶图1-31 固定端约束反力6.二力杆(连杆)二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.（放在桌子上的书，轨道支撑车轮,轴承限制轴）2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.（桌子对书,轨道对车轮，轴承对轴的作用力）3.位移受到限制的物体称为非自由体（书,车轮，轴）图3曲柄冲结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.4.空间的位移不受任何限制称为自由体.（飞机,炮弹,火箭）二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表而的约束光滑接触而约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触而切线方向运动，而只能限制物体沿接触而公法线方向运动图1-19光滑接触而约束图1-20齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触而公法线方向指向被约束物体3.光滑较链约束较链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21较链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平而内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过较链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1）固定较链支座3.固定部分图1-22固定较链支座图 1-232）活动较链支座该约束是在较链支座与光滑支撑而之间，装有几个馄轴而构成的，又称辘轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑而约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过较链中心图1-24活动较链支座3）较链连接（中间较）若构成较链的两构件都可绕销钉转动，这种较链为较链连接。
其约束反力特点与固定较支座相同。
用过较链中心、正交分解的两个反力表示图1-25较链约束4）球较链约束圆球和球壳连接构成球较链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动, 所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-31固定端约束反力(a) (b) (c)图1-26球较链约束U) (b)在平而中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶6.二力杆（连杆）二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
简述工程上经常遇到的四种约束类型及确定约束方向的方法简工程上经常遇到的四种约束类型及确定约束方向的方法：1.柔体约束。
由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表面的约束。
光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束。
铰链：它是工程中常见的约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示（1)固定铰链支座（2)活动铰链支座该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心（3)铰链连接(中间铰)若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示4)球铰链约束。
圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示4.轴承约束。
（1)滑动轴承轴颈与轴承是两个光滑面接触，轴承不能限制轴沿轴线方向运动。
约束反力在垂直轴线平面内通过轴心，通常用两个互相垂直的分力表示（2)滚动轴承(向心轴承、径向轴承)：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。
确定约束方向的方法：1、柔体约束约束反力的方向沿着柔体中心线背离被约束的物体，通常用字母T表示。
2、光滑接触面约束约束反力的方向沿着接触点的公法线，指向被约束的物体，通常用字母N表示。
约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.(放在桌子上的书,轨道支撑车轮,轴承限制轴)2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.(桌子对书,轨道对车轮,轴承对轴的作用力)3.位移受到限制的物体称为非自由体.(书,车轮,轴)4.空间的位移不受任何限制称为自由体.(飞机,炮弹,火箭)结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.图3 曲柄冲二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表面的约束光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动图1-19 光滑接触面约束图1-20 齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束铰链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21 铰链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1)固定铰链支座3.固定部分图1-22 固定铰链支座图1-232)活动铰链支座该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心图1-24 活动铰链支座3)铰链连接(中间铰)若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示图1-25 铰链约束4)球铰链约束圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示图1-26 球铰链约束5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动，所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-30 固定端约束在平面中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶图1-31 固定端约束反力6.二力杆(连杆)二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
常见约束及其约束力1、具有光滑接触表面的约束例：支持物体的固定面、啮合齿轮的齿面、机床中的导轨等，当摩擦不计时，都属于这类约束。
这类约束不能限制物体沿约束表面切线的位移，只能阻碍物体沿接触表面法线并向约束内部的位移。
约束力：作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，并指向被约束的物体，称为法向约束力，通常以FN表示。
2、柔软的绳索、链条、胶带等这类约束本身只能承受拉力。
3、光滑铰链这类约束有向心轴承、圆柱形铰链和固定铰链支座等。
(1)向心轴承(径向轴承)轴可在孔内任意转动，也可沿孔的中心线移动，但轴承阻碍着轴沿径向向外的位移，轴承对轴的约束力FA作用在接触点A，且沿公法线指向轴心。
但随轴所受主动力的变化，接触点位置也随之不同，约束力方向也随之变化，但无论约束力朝向何方，它的作用线必垂直于轴线并过轴心。
约束力：方向随主动力改变，作用线必垂直于轴线并过轴心。
常用过轴心的两个正交分力FAx、FAy表示。
(2)圆柱铰链和固定铰链支座图示拱形桥，立体结构图见书P11，由两个拱形构件通过圆柱铰链C及两个固定铰链支座A、B连接而成，圆柱铰链简称铰链，固定铰链支座简称固定铰支。
铰链和固定铰支与轴承具有同样的约束性质。
约束力：方向不能预先定出，作用线垂直轴线并过铰链中心。
常用大小未知的正交分力表示。
4、其它约束(1)滚动支座在铰链与光滑支承面间，装有几个滚轴。
在桥梁、屋架结构中常见，滚动支座可沿支承面移动，允许由于温度变化而引起结构跨度的自由伸长或缩短。
约束力：垂直于支承面，且过铰链中心，常用FN表示。
(2)球铰链通过圆球和球壳将两个构件连接在一起的约束。
约束力：过接触点与球心，但方向不能预先确定。
常用三个正交分力表示。
(3)止推轴承止推轴承、角接触球轴承、圆锥辊子轴承等与向心轴承不同，它除了能限制轴的径向位移外，还能限制轴向位移。
约束力：有三个正交分量。
