1、1第一章 结构设计中的静力学平衡1-1 解：力和力偶不能合成；力偶也不可以用力来平衡。1-2 解：平面汇交力系可以列出两个方程，解出两个未知数。1-3 解： 取坐标系如图，如图知 ()10qx则载荷 q(x) 对 A 点的矩为 10()()26.7()AMqxdKNm1-4 解：1）AB 杆是二力杆，其受力方向如图，且FAF B2）OA 杆在 A 点受力 FA，和 FA是一对作用力和反作用力。显然 OA 杆在 O 点受力FO，F O 和 FA 构成一力偶与 m1 平衡，所以有sin30代入 OA = 400mm，m 1 = 1Nm，得 FA=5N所以 FAF A5N， FB FA5N ，即 杆
2、 AB 所受的力 SF A5N3）同理，O 1B 杆在 B 点受力 FB，和 FB是一对作用力和反作用力，F BF B5N ；且在 O1 点受力 FO1，F O1 和 FB 构成一力偶与 m2平衡，所以有 210O代入 O1B=600mm，得 m2=3N.m。1-5 解： 1）首先取球为受力分析对象，受重力 P，墙 壁对球的正压力 N2 和杆 AB 对球的正压力N1，处于平衡。有：Xq(x)FBABFAFAm1O FOm2O1FBFO1N1N2ADN1TBDFAYFAX2则 1sinNP/2）取杆 AB 进行受力分析，受力如图所示，杆 AB 平衡，则对 A 点的合力矩为 0：1()cos0AM
3、FTlNAD3）根据几何关系有 ()sintasinD最后解得： 2 21/co1csoPPaTll当 最大，即60时，有 Tmin 。2cos4l1-6 解：1）取整体结构为行受力分析，在外力（重力 P、 在 B 点的正压力 FB 和在 C 点的正压力FC）作用下平衡，则对 B 点取矩，合力矩为0：()02cos(2cso)BCMlPla解得 ，(1)aFl2BCFl2）AB 杆为三力杆，三力汇交，有受力如图 所示。根据平衡条件列方程：0cosinxAyBSF解得： /tanBS又根据几何关系知： tcoshl将 FB 和 tan代入得： 2PS1-7 解： 1）AB 杆是二力杆，受力如图，
4、F A和FB 大小相等，方向相反。2）取滑块进行受力分析，受外力 F，正压力 N，和杆 AB 对它的力 FB（和FB是一对作用力和反作用力） 。根据平衡条件可列方程0cosyBFF即 /cosBFBFCFBSFAABOABNFBF FBFAFAMd33）取 OA 杆进行受力分析。OA 杆在 A 点受力 FA（和 FA是一对作用力和反作用力） 。对 O 点取矩，根据平衡条件合力矩为 0：()OMd即： /cosABMFdd又：d=(200+100)sin tan100/200 解得：M 60000N.mm60N.m1-8 解：1）BC 杆是二力杆，受力在杆沿线上。2）取 CD 杆和滑轮为一体进行
5、受力分析。其中滑轮受力可简化到中心 E（如图，TQ） 。 C点受力 FC（方向由二力杆 BC 确定） 。列平衡方程： ()0cosinDCDXYYME代入已知参数，解得：F DX2Q ， FDY0.25Q1-9 解： 取 杆 AB 分析，A 端为固定铰链，B 端受拉力 FB，D 点受滑轮对其的作用力（滑轮受力简 化到中心点 D）T 和Q，T Q1800N。AB 杆平衡，列平衡方程：()0sincosABXAXBYYMQDFF代入已知参数，解得：FAX2400N， FAY1200N1-10 解：1）取偏心轮分析受力，处于平衡状态时，有 N 和 FC 构成一力偶，与 m 平衡。有 FCN， ，得：
6、()0CMNeNm/eTFCQEDCFDYFDXABD TQFAYFAXFBONFC CNFANAFBQNBm42）取推杆分析受力，处于平衡状态时有（推杆有向上运动的趋势，故摩擦力方向如图，且正压力 N和 N 是一对作用力和反作用力，N N）：又 ()0 /2/OABXYMFabFdQ联立方程组解得：N Aam/be ，F AF Bfam/be,ABff3）若要推杆不被卡住，则要求有 ，代入相应结果得：NQ2afmbeQ1-11 解： CD 是二力杆，所以在 D 点砖所受 的约束反力 R（和 CD 杆 D 端受 力为一对作用力和反作用力）方 向在 GD 连线上，如图所示。若 要把砖夹提起，则要
7、求约束反力 R 在摩擦角范围之内，即要求0;原动件数目等于机构自由度。原动件数少于机构自由度时机构运动不确定。原动件数多于机构自由度时机构将遭到破坏。4-4 解：复合铰链：若有 m 个机构用复合铰链连接时，则应含有（m-1）个转动副；局部自由度：某些构件所产生的局部运动，并不影响其他构件的运动，计算机构自由度时应除去局部自由度；虚约束：有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复，10因而这些约束对机构的活动实际上并无约束作用，计算机构自由度时应除去虚约束。4-5 解：为了便于对含有髙副的平面机构进行研究，也使平面低副机构的运动分析方和动力分析方法，能适用于一切平面机构。条件：为了使机构的运动保持不变，代替机构和原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必须完全相同。4-6 解：F = 3n-2PL-PH = 33-24-0 = 1F = 3n-2PL-PH = 33-24-0 = 14-7 解：
