文档介绍：3．1 机械零件工作能力及其基本变形形式
1、机械零件工作能力
机械零件在工作时都要承受力的作用，为确保零件在规定的工作条件和使用寿命期间能正常工作，须满足以下要求：
（1）足够的强度；
（2）足够的刚度；
（3）足够的稳定性。
零件的强度、刚度和稳定性与所用材料的力学性能有关，而材料的力学性能必须由实验来测定。此外，还有些实际工程问题至今无法由理论分析来解决，必须依赖于实验手段。
2、基本变形形式
机械零件在不同的外力作用下，将产生不同形式的变形。主要的受力和变形有如下几种：
（1）拉伸与压缩
（2）剪切
（3）扭转
（4）弯曲
3．1 机械零件工作能力及其基本变形形式
拉伸
压缩
剪切
扭转
弯曲
★ 还有一些杆件同时发生几种基本变形，例如车床主轴工作时发生弯曲、扭转和压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸和弯曲两种基本变形。这种情况称为组合变形。
P
P
m
m
（2）弃、代
P
N´
m
m
（3）平
或
假设截面
轴力
轴力的符号规定：
离开截面为正，指向截面为负；拉为正，压为负。
注意：内力符号规定与静力学不同，是以变形的不同确定正负，截面上的未知内力皆用正向画出。
P
m
m
S
轴力
P
P
P
P
P
3．2 机械零件的内力分析
内力的概念
零件在外力作用下将产生变形，其各部分之间的相对位置将发生变化，从而产生零件内部各部分之间的相互作用力。这种由外力引起的零件内部的相互作用力，称内力。
截面法求内力
（1）截
两种截面法
（1）利用平衡关系的截面法
截、弃、代、平。如前述，应选择最简单的部分为研究对象。
（2）利用向截面简化的截面法
P
P
m
m
假设截面
P
P
m
m
P
m
m
P
P
P
P
P
N
轴力
P
P
m
m
假设截面
P
P
m
m
P
P
结果：N=P
P
P
结果：N= -P
轴向拉伸或压缩时的内力
例3-1 设一杆轴线同时受力P1,P2,P3的作用，其作用点分别为A、C、B,求杆的
轴力。
P1=2kN
P1=2kN
N1´=2kN
P2=3kN
P2 =3kN
P3=1kN
A
A
B
C
C
N1
N2
1 2
1
1
P1 =2kN
P2 =3kN
A
C
1 2
P3 =1kN
B
2
B
N2´
P3 =1kN
A
B
C
2kN
1kN
轴力图
轴向拉伸或压缩时的内力
解：
T
扭转构件的受力特点
构件两端受到两个在垂直于轴线
平面内的力偶作用，两力偶大小
相等，转向相反。
扭转构件的变形特点
在这样一对力偶作用下，其各横

任意两截面间有相对的角位移，
这种角位移称为扭转角。
T
P
P
扭转时的内力
Me--作用在轴上的外力偶矩，单位为牛顿米（Nm)；
N--轴传递的功率，单位为千瓦(kW)；
n--轴的转速，单位为转/分(r/min)。
扭矩
杆扭转时，其横截面上的内力，是一个在截面平面内的力偶，其力偶矩称为扭矩。
扭矩的
符号规定：
用截面法
求扭矩：
外力偶矩的计算
扭转时的内力
扭矩图
在工程实际中常用一个图形
来表示沿轴长各横截面上的
扭矩随横截面位置的变化规
律，这种图形称为扭矩图。
如图所示的轴，用截面法求得AB、BC两段的扭矩值分别为：
T1=TA=3000N•m
T2=TA-TB=3000-1800
=1200N•m
扭矩图如图（d）所示。
扭转时的内力
例3-2 图所示为一装岩机的后车轴，NK=105kW，n=680r/min,画出车轴的扭矩图。
解：（1）计算外力偶矩
取车轴为研究对象，其受力情况如图所示。
主动齿轮B所受的外力偶矩