《建筑力学》第5章计算题选编.doc

浙江建设职业技术学院 PAGE 2 PAGE 8 第  PAGE 8 页 共  NUMPAGES 8 页 计 算 题( 第五章 ) 5.1 试作下列各轴的扭矩图。 5.1图 图示传动轴，转速，A轮为主动轮，输入功率，B、C、D为从动轮，输出功率分别为，。⑴试作轴的扭矩图；⑵如果将轮A和轮C的位置对调，试分析对轴受力是否有利。 题5.2图 题5.3图 5.3 T为圆轴横截面上的扭矩，试画出截面上与T对应的切应力分布图。 5.4 图示圆截面空心轴，外径，内径，扭矩， 试计算的A点处的扭转切应力以 及横截面上的最大和最小的扭转切应力。 题5.4图 5.5 一直径为的圆截面轴，其转速为，设横截面上的最大切应力为，试求所传递的功率。 5.6 将直径，长的钢丝一端嵌紧，另一端扭转一整圈，已知切变模量，求此时钢丝内的最大切应力。 5.7 某钢轴直径，扭矩，材料的许用切应力，单位长度许用扭转角，切变模量，试校核此轴的强度和刚度。 5.8 阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm，d2=70mm，轴上装有三个皮带轮，如图所示。已知由轮3输入的功率为N3=3kW，轮1输出的功率为N1=13kW，轴作匀速转动，转速n=200r/min，材料的许用切应力，，许用扭转角＝。试校核轴的强度和刚度。 题5.8图 5.9 一钢轴受扭矩，许用切应力，许用扭转角，切变模量，试选择轴的直径。 5.10 桥式起重机题5.10图所示。若传动轴传递的力偶矩，材料的许用切应力，，同时规定0.5°/m。试设计轴的直径。 题5.10图 5.11 某空心钢轴，内外径之比，转速，传递功率，已知许用切应力，许用扭转角，切变模量，试设计钢轴的内径和外径。 5.12 某传动轴，横截面上的最大扭矩，许用切应力，试按下列两种方案确定截面直径：⑴横截面为实心圆截面；⑵横截面为的空心圆截面。5.13 横截面面积相等的实心轴和空心轴，两轴材料相同，受同样的扭矩T作用，已知实心轴直径，空心轴内外径之比值。试求二者最大切应力之比及单位长度扭转角之比。 5.14 钢质实心轴和铝质空心轴（内外径比值）的横截面面积相等，钢轴许用应力，铝轴许用应力，若仅从强度条件考虑，哪一根轴能承受较大的扭矩？ 5.15 实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起，已知轴的转速，传递功率，材料的许用切应力，试选择实心轴直径和内外径比值的空心轴外径。 题5.15图 5.16 已知传动轴的功率分别为，，，若AB段和BC段轴的最大切应力相同，试求此两段轴的直径之比及两段轴的扭转角之比。 题5.16图 5.17 已知轴的许用切应力，切变模量，许用单位扭转角，试问此轴的直径d达到多大时，轴的直径应由强度条件决定，而刚度条件总可满足。 5.18 长度、材料、外力偶矩相同的两根圆轴，一根是实心轴，直径为，另一根为空心轴，内外径之比，试求两轴具有相等强度时的重量比和刚度比。 5.19 图示圆轴承受集度为m的均匀分布的扭力矩作用，已知轴的抗扭刚度和长度l，试求B截面的扭转角。 题5.18图 题5.19图 5.20 传动轴外径，长度，段内径，段内径，欲使轴两段扭转角相等，则应是多长。 5.21图5.21所示一圆轴，直径D=110mm，力偶矩Me=14kN.m，材料的许用切应力，试校核轴的强度。（安全） 题5.21图 部分参考答案 5.1～5.3略 5.4 ，， 5.5 5.6 5.7 ， 5.8 ，，，安全 5.9 5.10 5.11 ， 5.12 ，， 5.13 实心轴与空心轴最大切应力之比为2.733， 实心轴与空心轴单位长度转角之比为4.56， 5.14 5.15 ， 5.16 ， 5.17 5.18 重量比为0.51或1.96，刚度之比为1.18或0.85 5.19 5.20