C296《机械基础》题库(计算部分)讲解.doc

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。 解： 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： 3、试画出以下各题中AB杆的受力图。 答案： 4、试画出以下各题中AB杆的受力图。 解： 5、试画出以下各题中指定物体的受力图 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。 解：(1) 取节点C为研究对象，画受力图，注意AC、BC都为二力杆， (2) 列平衡方程： AC与BC两杆均受拉。 7、如图4-1已知 P=2kN 求FCD , FA 解：①研究AB杆 ②画出受力图 ③列平衡方程 ④ 解平衡方程 由EB=BC=0.4m 解得： 8、已知：Q=7.5kN, P=1.2kN , l=2.5m , a=2m ,(=30o , 求：BC杆拉力和铰A处的支座反力？ 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。 9、图5-3 ,a所示一等直杆及其受力图，试作其轴力图。 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 ①校核各杆的强度； ②求容许荷载 ③根据容许荷载，计算钢 BC所需的直径。 解： ①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： 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 B点处的荷载可加到多大呢？这个问题由下面解决。 ②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。 ③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18kW,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,[τ]=60MPa,工作时承受Mnmax=1.5KN·m试：校核该轴的强度。 解： 按空心圆轴公式计算τ： 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[τ]=80MPa,试设计D和d 应等于多少？ 图4-15 解：1、作扭矩图 2、根据强度条件设计D、d AB段： BC段： 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： 作轴力图； 各段柱横截面上的应力； 解： 轴力图 FNAC=-100KN FNCB =-260KN AC段应力 CB段应力