材料力学习题参考 答案——2011年7月-第19章扭转.docVIP

19-1 19-2 19-3 19-5 19-4、19-8 19-10 19-1 绘制图示各杆的扭矩图。 参考答案略 19-2 直径为=5cm的圆轴，受到扭矩=2.15kN·m的作用，试求在距离轴心1cm处的剪应力，并求轴截面上的最大剪应力。 参考答案： 由圆轴扭转横截面上任意一点剪应力计算公式可知，距轴心1cm处的剪应力为 截面上的最大剪应力： 19-3 已知作用在变截面钢轴上的外力偶矩=1.8kN·m，=1.2kN·m。试求最大剪应力和最大相对转角。材料的=80GPa。 参考答案： 直径为75mm段的扭矩为； 直径为50mm段的扭矩为。 最大剪应力计算： ； 则最大剪应力 最大相对转角计算： 19-4 已知圆轴的转速=300r/min，传递功率330.75kW，材料的=60MPa，=82GPa。要求在2m长度内的相对扭转角不超过1o，试求该轴的直径。 参考答案： 计算外力偶矩（即扭矩）： 按强度条件设计轴的直径： 按刚度条件设计轴的直径： 得 故该轴的直径 19-5 图示一圆截面直径为80cm的传动轴，上面作用的外力偶矩为=1000N·m，=600N·m，=200N·m，=200N·m，（1）试作出此轴的扭矩图，（2）试计算各段轴内的最大剪应力及此轴的总扭转角（已知材料的剪切弹性模量=79GPa）；（3）若将外力偶矩和的作用位置互换一下，问圆轴的直径是否可以减少？ 注意：此题传动轴直径应为80mm。 参考答案： 扭矩图： 各段轴内的最大剪应力及此轴的总扭转角 以下略。 19-8 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=100r/min，传递的功率=7.5kW，材料的许用应力=40MPa。试选择实心轴直径和内外径比值为的空心轴的外径。 参考答案： 轴所传递的扭矩为： 根据实心轴强度条件： 得到： 同理，空心轴外径为 19-10 钢质实心轴和铝质空心轴（内外径比值α=0.6）的横截面面积相等。=80MPa，=50MPa。若仅从强度条件考虑，哪一根轴能承受较大的扭矩？ 参考答案：