材力题解第3章

1、精选优质文档-倾情为你奉上3-2. 作出图示各杆的扭矩图。3MeMe(b)MeMe(a)(c)10kNm15kNm20kNm30kNm解: (a)（1）用截面法求内力MeMe1122MeT1MeT2Me1122截面1-1截面2-2（2）画扭矩图(-)Tx2MeMe（b）（1）用截面法求内力3MeMe11223MeMe1122T1Me11T2截面1-1截面2-2（2）画扭矩图x(+)TMeMe(-)（c）（1）用截面法求内力30kNm15kNm20kNm30kNm20kNm30kNmT111T222T23310kNm15kNm20kNm30kNmT444截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4（

2、2）画扭矩图(+)T(kNm)x15(-)510303-6. 发电量为1500kW的水轮机主轴如图示。D=550mm，d=300mm，正常转速n=250r/min。材料的许用剪应力=500MPa。试校核水轮机主轴的强度。dD发电机轴水轮机轴解：（1）计算外力扭矩（2）计算扭矩（3）计算抗弯截面模量（4）强度校核强度足够。3-7. 图示AB轴的转速n=120 r/min，从B轮输入功率N=60马力，此功率的一半通过锥形齿轮传给垂直轴C，另一半由水平轴H输出。已知D1=60cm，D2=24cm，d1=10cm，d2=8cm，d3=6cm，=20MPa。试对各轴进行强度校核。d1d2d3D1D2AB

3、HC解：（1）计算外力扭矩（2）计算内力扭矩（3）计算抗扭截面模量（4）强度校核强度足够。3-8. 阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm，d2=70mm，轴上装有三个皮带轮。已知由轮3输入的功率为N3=30kW,轮1输出的功率为N1=13kW，轴作匀速转动，转速n=200 r/min，材料的许用剪应力=60MPa，G=80GPa，许用扭转角=2o/m。试校核轴的强度和刚度。1M3CBAM2M1320.5m1m0.3mDd2d1解：（1）计算外力扭矩（2）计算内力扭矩（3）计算抗扭截面模量（4）强度校核强度足够。（5）刚度校核刚度足够。3-11. 实心轴和空心轴由牙嵌式离合器相联接。已知轴的转速为

4、n=100 r/min，传递的功率N=7.5kW，材料的许用剪应力=40MPa。试选择实心轴直径d1和内外径比值为1/2的空心轴外径D2。D2d2d1解：（1）计算外力扭矩（2）计算内力扭矩（3）计算抗扭截面模量（4）设计截面2-13. 传动轴的转速为n=500 r/min，主动办公轮1输入功率N1=500马力，从动轮2、3分别输出功率N2=200马力，N3=300马力。已知=70MPa，=1o/m，G=80GPa。(1). 分另确定AB段的直径d1和BC段的直径d2；(2). 基AB和BC两段选用同一直径，试确定直径d。(3). 主动轮和从动轮应如何安排才比较合理？1N3CBAN2N1325

5、00400解：（1）计算外力扭矩（2）计算内力扭矩（3）计算AB段的直径d1和BC段的直径d2由强度条件：由刚度条件：综合强度和刚度条件，取（4）若AB和BC两段选用同一直径，则取（5）A轮和B轮对调位置即主动轮放在中间更合理。3-14. 设圆轴横截面上的扭矩为T，试求四分之一截面上内力系的合力的大小、方向及作用点。dOT解：（1）横截面上剪应力分布为：（2）将四分之一截面上的力系向O点简化OQxQyROMOxyRd（3）Ro与x轴之间的夹角（4）将Ro和Mo进一步简化为一合力R，即将Ro平移3-19. 钻头简化成直径为20mm的圆截面杆，在头部受均布阻抗扭矩m的作用，许用剪应力为=70MPa。(1).求许可的Me；(2).若G=80GPa，求上、下两端的相对扭转角。100200mMe解：（1）画扭矩图T1. Me2. 0.1m由扭矩图知（2）确定许可载荷：（3）求上、下两端的相对扭转角：3-22. AB和CD两杆的尺寸相同。AB为钢杆，CD为铝杆，两种材料的切变模量之比为G钢：G铝=3：1。若不计BE和ED两杆的变形，试部P的影响将以怎样的比例分配于AB和CD杆上。PCDBAaaE解：（1）受力