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第一单元 结构及其设计
第3节　常见复杂组合结构的受力分析过程
下图所示为一款机械手。在力F 作用下，拉杆通过连杆带动夹持手绕着销轴转动，将工件夹紧。连杆和夹持手的主要受力形式是（　　）
A.连杆受拉、夹持手受弯曲
B.连杆受压、夹持手受压
C.连杆受压、夹持手受弯曲
D.连杆受弯曲、夹持手受弯曲
C　
在对称结构中，主要考虑受力构件的变形趋势（变长、变短、构件运动方向等），直接受力F 作用的拉杆（推杆、顶杆）只能受压或受拉。
①拉杆在力F 作用下向右运动，带动连杆运动。对比力F 作用前后的状态，可以发现，A 点向右移，连杆有变短的趋势，故受压。
②再分析夹持手，夹紧过程中，右端受到连杆施加的向外的力，夹持手夹紧后左端受到工件施加的向外的力，中间受到销轴施加的向内的力，三点受力，夹持手受弯曲。
③由此得出答案为C。
下图所示为一种压紧机构，在力F 的作用下，驱动杆通过连杆1、摆杆、连杆2带动压杆向下运动，将工件压紧。压紧时，连杆1和连杆2与摆杆垂直，且连杆2与压杆在同一直线上，此时连杆1、摆杆、连杆2、压杆的主要受力形式是（　　）
A.连杆1受拉、摆杆受扭转、连杆2受压、压杆受压
和受弯曲
B.连杆1受压、摆杆受弯曲、连杆2受压、压杆受压
和受弯曲
C.连杆1受压、摆杆受扭转、连杆2受拉、压杆受压
D.连杆1受压、摆杆受弯曲、连杆2受压、压杆受压
D　
①利用反推法分析，当工件被压紧时，压杆与连杆2两端同时受到相向的力，被压紧时，连杆2与压杆在同一直线上，故压杆、连杆2只受压。
②其他分析：摆杆为三力杆，有三处与其他构件铰连接，左端受向上的力，右端在力F的间接作用下，受向上的力，中间受向下的力，故受弯曲。
③ 在力F的作用下，驱动杆顺时针转动，连杆1向上运动，有变短的趋势，故受压。
④由此得出答案为D。
注：如果摆杆与连杆1改为刚连接（焊接），那么连杆1的受力形式主要是受弯曲。
如图所示的机构，在力F 的作用下，通过摆杆、连杆1和连杆2带动拉杆运动，克服阻力P。下列分析中不正确的是（　　）
A. 连杆1 受压
B. 连杆2 受拉
C. 拉杆受拉、受弯曲
D. 机座立杆受压、受弯曲
···
A　
① 以二力杆为突破口，图中连杆1和连杆2属于二力杆，可分析出连杆2受拉，同时，连杆2对拉杆的力沿连杆2方向，该力可分解成沿拉杆和垂直拉杆方向的两个力，所以拉杆受拉、受弯曲
②利用去除法分析，去除连杆1，摆杆将向右转动，装置无法平衡，所以连杆1的作用是拉住摆杆，连杆1受拉
③机座立杆受垂直机座立杆方向的分力（如连杆1等），所以受弯曲。另外还是可以用去除法，将机座拆除，机座立杆无法平衡，向下移动，所以机座支撑着机座立杆，机座立杆受压。因此机座立杆受压、受弯曲
④由此得出答案为A
[2022浙江选考]下图所示为一种滑轮装置，滑轮在力F和Q的作用下处于平衡状态。下列对支架和销轴主要受力形式的分析中，正确的是 （　　）
A.支架受弯曲、销轴受剪切
B.支架受弯曲、销轴受弯曲
C.支架受拉、销轴受弯曲
D.支架受拉、销轴受扭转
B　
例1　B　注意区分受弯曲与受剪切。支架呈L形，根据自身形状，在力的作用下有弯曲形变的趋势，受弯曲；销轴较长，受到的两个力相距较远，因此主要受弯曲。
［2024浙江选考］如图所示的连杆机构，在力Fd和Fr的作用下处于平衡状态，此时推杆1、推杆2 水平，摆杆处于垂直位置。下列对各个构件主要受力形式分析中正确的是（　　）
A. 推杆1 受压
B. 摆杆受压、受弯曲
C. 推杆2 受压、受扭转
D. 连杆2 受扭转
A　
例2　A　A 项，推杆1 受到Fd 和摆杆对其的反作用力，有变短的趋势，受压；B 项，摆杆为三力杆，中间受连杆1、2 斜向上的作用力，两端受推杆1 向左的作用力和机座的支撑力，受弯曲的同时受拉；C 项，推杆2 受到Fr 和连杆1、2斜向下的作用力，同时受到机座的限位作用，受弯曲的同时受压；D 项，连杆1、2 为两端铰连接的二力杆，在推杆2 和摆杆的作用下有变短的趋势，受压。
　［2023浙江选考］下图所示是一种楔块机构的结构示意图，楔块在机座槽内滑动，其中Fd为驱动力，Fr为工作阻力。下列对工作时各个构件主要受力形式的分析中，正确的是（　　）
A. 楔块受压、滚子受压、推杆受压受弯曲
B. 楔块受压、滚子受压、推杆受压
C. 楔块受弯曲、滚子受剪切、推杆受压受弯曲
D. 楔块受弯曲、滚子受剪切、推杆受弯曲
A　
例3　A　推杆受机座限位孔的作用，能上下移动，同时受到楔块斜面通过滚子传递的侧向作用力，受压受弯曲；滚子受到销轴和楔块斜面的挤压，楔块受滚子和底座的挤压，均受压。
下图所示是一种传动机构。驱动轴带动杆1转动，杆1通过连杆带动杆2、杆3运动，从而带动滑块在导轨上来回滑动。当滑块向箭头方向滑动时，在图示位置杆1、杆2、杆3的主要受力形式是 （　　）
A.杆1受压、杆2受压、杆3受压
B.杆1受弯曲、杆2受压、杆3受压
C.杆1受弯曲、杆2受压、杆3受拉
D.杆1受拉、杆2受弯曲、杆3受压
B　
例4　B　杆1在驱动轴的作用下向下压连杆，连杆作用在杆2和杆3的连接处，使得杆2和杆3两端点间的距离变大，带动滑块向箭头方向滑动。杆1一端与驱动轴刚连接，另一端与连杆铰连接，带动连杆运动，受到连杆的反作用力，则杆1受弯曲；连杆对杆2和杆3的连接处施加向下的作用力，杆2和杆3有变短的趋势，则杆2、杆3均受压。
[2023浙江选考]下图是两根传动轴连接结构的示意图，Md为驱动力矩，Mr为阻力矩。下列对工作时各个零件主要受力形式的分析中正确的是 （　　）
A.轴1受剪切、套筒受压、圆锥销1受弯曲
B.轴1受扭转、套筒受扭转、圆锥销1受剪切
C.套筒受压、圆锥销2受剪切、轴2受扭转
D.套筒受扭转、圆锥销2受弯曲、轴2受剪切
B　
例5　B　分析结构图可知，轴1受到驱动力，是主动轴，它转动将力传递给圆锥销1，圆锥销1将力传递给套筒，套筒又带动圆锥销2，从而使轴2克服阻力矩。因此在这个过程中，轴1、轴2均受扭转；圆锥销1、2受剪切；套筒受扭转。
1．下图所示为一种压紧机构，转动手柄，丝杆带动夹头夹紧工件。在夹紧工件的过程中，下列受力形式分析正确的是 (　　)
A．手柄受扭转，丝杆受压
B．手柄受弯曲，丝杆受拉
C．夹头受弯曲，支架受弯曲
D．夹头受压，支架受压
C
2．下图所示为一种力学机构，拉杆在力F的作用下带动杆3，杆3通过销轴带动杆1、杆2抵抗阻力P。图示状态下，受力形式分析正确的是 (　　)
A．杆1受压，杆2受压
B．杆3既受拉又受弯曲
C．拉杆仅受拉，推杆仅受压
D．销轴既受剪切，又受扭转
2．A　A项，在力F的作用下，杆2给杆1作用力，使其有变短的趋势，故杆1受压，杆2两端受到杆3和推杆的作用力，也有变短的趋势，受压；B项，杆3是两端铰连接的杆件，只能受压或者受拉，不可能受弯曲；C项，拉杆不仅受拉，它被机架固定，还受弯曲，同理，推杆还受弯曲；D项，销轴仅受剪切。　
A
3．如图所示的连杆机构，在力Fd 和Fr 的作用下处于平衡状态，此时推杆2 和摆杆相互垂直。下列对各个构件主要受力形式分析中正确的是 (　　)
A. 推杆1 受压和受弯曲
B. 摆杆受压和受扭转
C. 连杆受弯曲
D. 推杆2 受压和受弯曲
A
3．A　连杆与推杆1 有一定角度，受到机座的限位作用，推杆1 受压的同时还受弯曲；摆杆为L 形杆件，因此主要受弯曲，没有受扭转；连杆为两端铰连接的二力杆，只受压或受拉，不受弯曲；因为推杆2 和摆杆相互垂直，因此推杆2 只受压，不受弯曲。
4．图a 所示为一款车载手机支架。将手机放在底托杆上后，在手机重力作用下，底托杆往下运动（弹簧压缩），通过连杆带动夹臂往中间转动，夹紧手机（如图b 所示）。提起手机，弹簧复位，夹臂展开。夹臂把手机夹紧后，下列受力分析中正确的是 (　　)
A. 连杆受拉、夹臂受拉、弹簧受拉
B. 连杆受拉、夹臂受弯曲、弹簧受拉
C. 连杆受拉、夹臂受弯曲、弹簧受压
D. 连杆受压、夹臂受弯曲、弹簧受压
C
4．C　夹臂把手机夹紧后，连杆两端分别受到夹臂和底托杆的作用力，有变长的趋势，受拉；夹臂三点受力，有弯曲形变的趋势，受弯曲；弹簧因底托杆往下运动，被压缩，受压。
5．[2026浙江选考]如图a所示的方管切断机（为便于观察，已将前夹板拆卸）,在力F1作用下，手柄绕刀架转动，带动刀片竖直向下运动将工件切断。在剪切过程中，工件对刀片产生反作用力F2。在剪切过程中，构件的主要受力形式是（　　）
A.手柄受弯曲，杆1受拉，杆2受压
B.摆杆受弯曲，杆1受拉，杆2受拉
C.手柄受弯曲，杆1受压，杆2受压
D.摆杆受弯曲，杆1受压，杆2受拉
A
分析题图可知，摆杆和手柄三点受力，有弯曲形变的趋势，均受弯曲；杆1两端受到手柄和摆杆的作用，有拉伸变长的趋势，受拉；杆2两端受到刀片和摆杆的作用，有压缩变短的趋势，受压。
6．下图所示为一种传动结构，通过转轴的单向转动可使滑块向左或向右滑动。当转轴顺时针转动，在图示位置时，连杆1、连杆2、连杆3的主要受力形式是(　　)
A．连杆1受拉、连杆2受弯曲、连杆3受拉
B．连杆1受压、连杆2受拉、连杆3受弯曲
C．连杆1受弯曲、连杆2受拉、连杆3受压
D．连杆1受弯曲、连杆2受压、连杆3受拉
6．D　分析结构可知，转轴转动带动连杆1转动，因此转轴与连杆1刚连接，连杆1受弯曲；连杆2两端受挤压，受压；连杆3有变长的趋势，受拉。
D
7．下图所示是一种结构对称的增力机构。在较小的推力F作用下，推杆通过连杆和摆杆带动顶杆运动，能克服较大的工作阻力P。下列受力形式分析中正确的是 (　　)
A．连杆1受拉、摆杆1受拉、推杆受弯曲
B．连杆1受压、摆杆1受拉、推杆受压
C．连杆1受压、摆杆1受压、推杆受弯曲与受压
D．连杆1受压、摆杆1受压、推杆受压
7．D　该增力机构为对称机构，在力F的作用下，推杆往里伸入，通过连杆1和连杆2的作用推动并使摆杆1和连杆3、摆杆2和连杆4的连接部分伸直，从而使顶杆往里伸入，推杆、连杆1、摆杆1都因推力而发生了位置的变化，所以推杆、连杆1、摆杆1都受压。
D
8.［2024 浙江选考］下图所示是小明在通用技术实践课上制作的自行车驱动系统的结构模型，F1 为施加在踏板轴上的驱动力，F2 为链条施加在链轮上的阻力。在图示状态，下列对各个构件主要受力形式分析中正确的是 (　　)
A. 踏板轴受弯曲，曲柄受弯曲和受扭转，主轴受弯曲和
受扭转
B. 踏板轴受压和受弯曲，曲柄受弯曲，主轴受弯曲
C. 踏板轴受压和受弯曲，曲柄受弯曲和受扭转，主轴受
扭转
D. 踏板轴受弯曲，曲柄受扭转，主轴受弯曲和受扭转
A
8．A　当力F1 作用在踏板轴上时，踏板轴有向下弯曲的趋势，受弯曲；踏板轴与曲柄90°连接，因此曲柄受弯曲的同时还受扭转；主轴在力的作用下转动，同时多点受力，受扭转的同时也受弯曲。
A项，刹车盘是实心的 ，结构整体受力 ，是实心结构 ；B项，刹车臂与机架之间不能相对移动，但可相对转动，属于铰连接；C项，刹车时，通过杆1和杆2带动上、下刹车臂靠近抱紧刹车盘，弹簧被压缩；D项，刹车时，在力F作用下，手柄顺时针转动，杆2有被拉长的趋势，杆2受拉。
9.［2024 浙江选考］如图所示的刹车装置，刹车盘通过转轴安装在机架上，刹车臂、手柄通过销轴安装在机架上。手柄在力F的作用下转动，通过杆1和杆2带动上、下刹车臂抱紧刹车盘，从而实现刹车。撤去力F后，弹簧使装置复
位。下列关于该刹车装置的分析，不正确的是（ ）
A.刹车盘属于实体结构
B.刹车臂与机架之间的连接属于铰连接
C.刹车时，弹簧处于压缩状态
D.刹车时，杆2受压
D

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