题目
2-7 在四连杆机构AB CD的铰链B和C上分别作用有力F1-|||-和F2,机构在题 2-7 图(a)所示位置平衡。试求平衡时力F1和F2的-|||-大小之间的关系。-|||-C-|||-B. 45° F 2-|||-30 60°-|||-F1-|||-A. D-|||-(a)

题目解答
答案

解析
步骤 1:选取铰链B为研究对象
选取铰链B为研究对象,分析其受力情况。在题 2-7 图(b)中,铰链B受到力F1和力FBC的作用。根据题目条件,机构在图示位置平衡,因此可以列出平衡方程。
步骤 2:列出铰链B的平衡方程
对铰链B,列出平衡方程。在x方向上,有:
$$
\sum F_x = 0, \quad F_1 - F_{BC} \cos 45^\circ = 0
$$
由此可以得到:
$$
F_1 = F_{BC} \cos 45^\circ
$$
步骤 3:选取铰链C为研究对象
选取铰链C为研究对象,分析其受力情况。在题 2-7 图(c)中,铰链C受到力F2和力FCB的作用。根据题目条件,机构在图示位置平衡,因此可以列出平衡方程。
步骤 4:列出铰链C的平衡方程
对铰链C,列出平衡方程。在x方向上,有:
$$
\sum F_x = 0, \quad F_{CB} - F_2 \cos 30^\circ = 0
$$
由此可以得到:
$$
F_{CB} = F_2 \cos 30^\circ
$$
步骤 5:联立两个方程求解
由于$F_{BC} = F_{CB}$,联立步骤2和步骤4的方程,可以得到:
$$
F_1 = F_2 \cos 30^\circ \cos 45^\circ
$$
选取铰链B为研究对象,分析其受力情况。在题 2-7 图(b)中,铰链B受到力F1和力FBC的作用。根据题目条件,机构在图示位置平衡,因此可以列出平衡方程。
步骤 2:列出铰链B的平衡方程
对铰链B,列出平衡方程。在x方向上,有:
$$
\sum F_x = 0, \quad F_1 - F_{BC} \cos 45^\circ = 0
$$
由此可以得到:
$$
F_1 = F_{BC} \cos 45^\circ
$$
步骤 3:选取铰链C为研究对象
选取铰链C为研究对象,分析其受力情况。在题 2-7 图(c)中,铰链C受到力F2和力FCB的作用。根据题目条件,机构在图示位置平衡,因此可以列出平衡方程。
步骤 4:列出铰链C的平衡方程
对铰链C,列出平衡方程。在x方向上,有:
$$
\sum F_x = 0, \quad F_{CB} - F_2 \cos 30^\circ = 0
$$
由此可以得到:
$$
F_{CB} = F_2 \cos 30^\circ
$$
步骤 5:联立两个方程求解
由于$F_{BC} = F_{CB}$,联立步骤2和步骤4的方程,可以得到:
$$
F_1 = F_2 \cos 30^\circ \cos 45^\circ
$$