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C296《机械基础》题库(计算部分)课件
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的受力图。与其它物体接触处的摩力均略去。
解:
2、试画出以下各题中圆柱的受力图。与其它物体接触处的摩力均略去。
3、试画出以下各题中AB杆的受力图。
4、试画出以下各题中AB杆的受力图。
解:
答案:
6、杆ACBC在C处铰接另一端均与墙面铰接如图所示F1和F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: 取节点C为研究对象AC、BC都为二力杆,
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
15、图(a)所示铆接件,板件的受力情况如图(b)所示.已知:P=7 kN,t=0.15cm,b1=0.4cm,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:
(2)
最大拉应力
16、某铣床工作台进给油缸如图示,缸内工作油压,油缸内径D=7.5cm,活塞杆直径d=1.8cm.,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P=40kN,杆材料的许用应力MPa,杆的横截面为矩形,并且b=2a,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
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