理论教育 力偶的定义、规定与作用效果

力偶的定义、规定与作用效果

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:力偶两力作用线间的垂直距离l称为力偶臂,力偶中两力作用线所决定的平面称力偶作用面。力偶矩正、负的规定与力矩相同,即使物体顺时针方向转动时为负,逆时针方向转动时为正。力偶对物体的作用效果是由力偶矩的大小和力偶在作用平面内的转向两个要素决定的,也即力偶矩的大小等于力偶中力的大小与力偶臂的乘积,它的正负表示力偶的转向。

力偶的定义、规定与作用效果

1.力偶的定义

力偶是大小相等、方向相反,而作用线不在一直线上的两个平行力,记作(F,F′)。如攻螺纹扳手(见图3-18)、转向盘等,物体受力偶作用时产生的转动效果,不仅与力偶中力F的大小成正比,且与两力作用线间的垂直距离l成正比。

图3-18 攻螺纹扳手

力F与距离l越大,转动效果就越明显。F与l的乘积称为力偶矩。力偶两力作用线间的垂直距离l称为力偶臂,力偶中两力作用线所决定的平面称力偶作用面。

2.力偶的大小与方向

用力偶矩的正、负来表示物体受力偶作用时的转向。力偶矩正、负的规定与力矩相同,即使物体顺时针方向转动时为负,逆时针方向转动时为正。

力偶对物体的作用效果是由力偶矩的大小和力偶在作用平面内的转向两个要素决定的,也即力偶矩的大小等于力偶中力的大小与力偶臂的乘积,它的正负表示力偶的转向。(www.daowen.com)

以M表示力偶(F,F′)的力偶矩,即M=±Fl。力偶矩的单位与力矩的单位相同,为N·m。

例3-6 绞车的鼓轮轴如图3-19所示,鼓轮所受的推力Q=5000N,力Q与水平切线间的夹角α=20°,鼓轮分度圆直径 D=60cm,鼓轮直径d=20cm,求匀速转动时起重载荷的大小G。

解:根据轮轴平衡条件ΣMX(F)=0,有

所以

图3-19 绞车的鼓轮轴受力分析

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