C296《机械基础》题库(计算部分)

1、C296机械基础题库（计算部分）四、计算题1、试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。BAOW(a)BAOWF(b)OW(c)AAOW(c)FAFOBAOWF(b)FAFB解：FBFABOW(a)2、试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。 答案：题图：AOW(e)BFBFAAOW(d)FBFAAOW(d)BAOW(e)B3、试画出以下各题中AB杆的受力图。AWCB(c) D(a)AWCEB(b)AWCDB答案：(a)FDFBFEDAWCEB(b) AWCDBFDFBFA(c) AWCBFBFA4、试画出以下各题中AB杆的受力图。ABF(

2、d)CABW(e)CABW(e)CFBFAABF(d)CFBFA解：5、试画出以下各题中指定物体的受力图ABPP(b) FCAPCFBBPCFCFAABPPFBFN答案：6、杆AC、BC在C处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F1和F2作用在销钉C上，F1=445 N，F2=535 N，不计杆重，试求两杆所受的力。CcABF2F14330o解：(1) 取节点C为研究对象，画受力图，注意AC、BC都为二力杆， FACFBCCcF2F1xy(2) 列平衡方程：AC与BC两杆均受拉。图4-17、如图4-1已知 P=2kN 求FCD , FA解：研究AB杆 画出受力图 列平衡方程jFAFCD 解平衡

3、方程由EB=BC=0.4m解得：8、已知：Q=7.5kN, P=1.2kN , l=2.5m , a=2m ,a=30o , 求：BC杆拉力和铰A处的支座反力？aQlABPal/2C解：（1）选AB梁为研究对象。（2）画受力图（3）列平衡方程，求未知量。FAxFAyaFBCAQlBPal/29、图5-3 ,a所示一等直杆及其受力图，试作其轴力图。图5-3答案10、钢木构架如图4-4所示。BC杆为钢制圆杆，AB杆为木杆。若 FP=10kN,木杆AB的横截面面积 AAB=10000mm,容许应力=7MPa;钢杆BC的横截面积为ABC=600mm,容许应力=160MPa图4-4校核各杆的强度；求容许

4、荷载根据容许荷载，计算钢 BC所需的直径。解：校核两杆强度 为校核两杆强度，必须先知道两杆的应力，然后根据强度条件进行验算。而要计算杆内应力，须求出两杆的内力。由节点B的受力图（图4-4b），列出静力平衡条件：图4-4b FNBC·cos60°-FP=0得 FNBC=2FP=20kN(拉) FNAB- FNBC·cos30°=0得 FNAB=所以两杆横截面上的正应力分别为=1.73MPa<=7MPa=33.3MPa<=160MPa 根据上述计算可知，两杆内的正应力都远低于材料的容许应力，强度还没有充分发挥。因此，悬吊的重量还可以大大增加。那么

5、 B点处的荷载可加到多大呢？这个问题由下面解决。求容许荷载 因为=而由前面已知两杆内力与P之间分别存在着如下的关系：根据这一计算结果，若以BC杆为准，取，则AB杆的强度就会不足。因此，为了结构的安全起见，取为宜。这样，对木杆AB来说，恰到好处，但对钢杆BC来说，强度仍是有余的，钢杆BC的截面还可以减小。那么，钢杆 BC的截面到底多少为宜呢？这个问题可由下面来解决。根据容许荷载，设计钢杆BC的直径。因为，所以=。根据强度条件钢杆BC的横截面面积应为钢杆的直径应为11、一传动轴作每分钟200转的匀速转动，轴上装有5个轮子如下图。主动轮2输入的功率为60kW,从动轮1，3，4，5依次输出的功率为18

6、kW,12kW,22kW和8kW。试作出该轴的扭矩图。解：（1）代入公式 KN·m PkW指轴所传递的功率（千瓦、Kw） n指轴的转速（转/分、r/min），将计算所得的外力偶矩值标上各轮上。 （2）作扭矩图，12、已知：主传动轴AB由45#钢的无缝钢管制成。外径D=90mm,壁厚t=2.5mm,=60MPa,工作时承受Mnmax=1.5KN·m试：校核该轴的强度。解：1、 按空心圆轴公式计算：校核结果：强度足够。13、某轴AB段是空心轴，内外径之比；BC段是实心轴（其倒角过度忽略不计），承受的外力偶矩及其长度如图示，已知轴材料的=80MPa,试设计D和d 应等于多少？图4

7、-15解：1、作扭矩图 2、根据强度条件设计D、dAB段：BC段： 题10图14、一木柱受力如图示，柱的横截面为边长20cm的正方形，材料服从虎克定律，其弹性模量MPa如不计柱自重，试求：（1） 作轴力图；题10答案图（2） 各段柱横截面上的应力；解：（1） 轴力图FNAC=-100KNFNCB =-260KN（2） AC段应力 CB段应力15、图(a)所示铆接件，板件的受力情况如图（）所示已知：P7 kN，t0.15cm，b10.4cm，b2=0.5cm，b3=0.6cml。试绘板件的轴力图，并计算板内的最大拉应力。解:（1）轴力图 （2）最大拉应力16、某铣床工作台进给油缸如图示，缸内工作

8、油压，油缸内径D7.5cm，活塞杆直径d1.8cm.，已知活塞杆材料的许用应力Mpa。试校核活塞杆的强度。解故安全17、钢拉杆受轴向拉力PkN，杆材料的许用应力MPa，杆的横截面为矩形，并且b2a，试确定a与b的尺寸。解 18、大功率低速柴油机的气缸盖螺栓如图示，螺栓承受预紧力P390 kN，材料的弹性模量E210Gpa，求螺栓的伸长变形。解:19、常用仓库搁架前后面用两根圆钢杆AB支持，其平面投影图如图示，估计搁架上的最大载重量为P10kN，假定合力P作用在搁板BC的中线上。已知，杆材料的许用应力160 Mpa，试求所需圆钢杆的直径。解杆轴力 杆直径 FFABtd20、一销钉连接如图所示,已

9、知外力 F =40kN,被连接的构件 A 和 B 的厚度分别为 t= 20mm 和 t1 = 12mm ,销钉直径 d = 15mm ,销钉材料的许用剪应力为 t = 60MPa,许用挤压应力为 sbS = 200 Mpa ,试求销钉所需的直径。解: 销钉受力如图所示FmmnnF(1) 剪切强度校核剪切面为 mm 和 nn 面由截面法得每个面上的剪力剪切面的面积为F（2）挤压强度校核21、试求杆件 1-1, 2-2, 3-3 截面上的扭矩, 并画杆的扭矩图解: 1-1截面 ( 假设扭矩为正 )Me3Me4Me2Me1122332-2截面 ( 假设扭矩为正 )MeT13-3截面 ( 假设扭矩为正

10、 )Me3MeT22MeT3Me2Me2Me(-)(+)22、在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处的约束力。CABa3aM2aa解：(1) 取BC为研究对象，受力分析，BC为二力杆，画受力图；BFBFCC(2) 取AB为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；ABFBFAM223、齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M1=500 Nm，M2 =125 Nm。求两螺栓处的铅垂约束力。图中长度单位为cm。M2M1AB50FBFA解：(1) 取整体为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；(2) 列平衡方程：24、四连杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小为