第三章 力偶及其特性
什么是力偶呢?
在生活中和工程中许多地方都存在力偶作用,例如:开锁时施加在钥匙上的是力偶;扭转水龙头时,施加在开关上的是力偶;拧螺丝或攻丝作用在扳手上的是力偶作用;制动过程中作用在转动轴上的是力偶作用。
概念 :大小相等、方向相反、作用线平行的力与F与F'组成的力系。
概念 :力偶使物体产生转动效应的度量,等于平行力中的一个力与平行力之间的距离的乘积。
符号规定 :逆时针方向为正,反之,为负(右手螺旋法则)
单位 : N.m
总结 :由于是第一次写,书写的方式以及软件的使用不太熟悉,本来是想插入一些图片的,发现这个平台似乎不能放大缩小调整位置,这就很尴尬,所以可能有些东西理解起来会比较抽象...之后再研究研究这软件,这是我在学习工程力学中的一些笔记,主要是回忆一下所学的知识点,也希望能够帮助到有需要的人。
比如:汽车的方向盘、旧式旋转式的水龙头、自行车的车头、钳工攻螺纹时、螺丝刀工作时。
力矩是力对物体产生转动作用的物理量。可以分为力对轴的矩和力对点的矩。即:M=LxF。其中L是从转动轴到着力点的距离矢量, F是矢量力;力矩也是矢量。
力偶是作用于同一刚体上的一对大小相等、方向相反、但不共线的一对平行力。
具体应用:
在生活中用扳手拧紧螺母时,作用于扳手上的力F使扳手绕O点转动,手上用的力F越大,螺帽拧得越紧。这说明,使扳手绕支点O的转动效应不仅与力F的大小成正比,而且与支点O到作用线的垂直距离r(称力臂)也成正比。
引用“力矩”来度量力使物体绕支点(称为矩心)转动的效应。力F对矩心0点的矩简称力矩,用M(F)表示,其大小等于力F的大小与力臂r的乘积, 即M(F)=F·r。
测试/计算活动扳手的扭矩:扭矩=载荷(千克)*当地的重力加速度*距离(米)。
扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。外部的扭矩叫转矩或者叫外力偶矩,内部的叫内力偶矩或者叫扭矩。
扭矩(Torque,也称为转矩)在物理学中就是特殊的力矩,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米Nm,此外还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位,由于G=mg,当g=9.8的时候,1kg的重量为9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位,1lb=0.4536kg1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人们日常表达里,扭矩常常被称为扭力(在物理学中这是2个不同的概念)。例如:8代Civic 1.8的扭矩为173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300转/分时的输出扭矩为173.5Nm,那173.5N的力量怎么能使1吨多的汽车跑起来呢?其实引擎发出的扭矩要经过放大(代价就是同时将转速降低)这就要靠变速箱、终传和轮胎了。引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大再传到终传(尾牙)里作进一步的放大(同时转速进一步降低),最后通过轮胎将驱动力释放出来。如某车的1挡齿比(齿轮的齿数比,本质就是齿轮的半径比)是3,尾牙为4,轮胎半径为0.3米,原扭矩是200Nm的话,最后在轮轴的扭矩就变成200×3×4=2400Nm,再除以轮胎半径0.3米后,轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N,即800公斤力的驱动力,这就足以驱动汽车了。