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1、建筑力学第5章计算题浙江建设职业技术学院 计 算 题( 第五章 ) 5.1 试作下列各轴的扭矩图。 5.1图 5.2 图示传动轴，转速n=300rmin，A轮为主动轮，输入功率PA=50kW，B、C、D为从动轮，输P=PD=20kW出功率分别为PB=10kW，C。试作轴的扭矩图；如果将轮A和轮C的位置对调，试分析对轴受力是否有利。 第 1 页 共 8 页 1 浙江建设职业技术学院 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D=40mm，内径d=20mm，扭矩T=1kNm， 试计算r=15mm的A点处的扭转切应力t
2、A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90mm的圆截面轴，其转速为45rmin，设横截面上的最大切应力为50MPa，试求所传递的功率。 5.6 将直径d=2mm，长l=4m的钢丝一端嵌紧，另一端扭转一整圈，已知切变模量G=80GPa，求此时钢丝内的最大切应力 第 2 页 共 8 页 2 tmax。 浙江建设职业技术学院 5.7 某钢轴直径d=80mm，扭矩T=2.4kNm，材料的许用切应力t=45MPa，单位长度许用扭oq=0.5转角m，切变模量G=80GPa，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
3、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t=60MPa，G=80GPa，许用扭转角q=2om。试校核轴的强度和刚度。 题5.8图 5.9 一钢轴受扭矩T=1.2kNm，许用切应力t=50MPa，许用扭转角q=0.5om，切变模量G=80GPa，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第 3 页 共 8 页 Me=1.08kNm，材料的许用切应力3 浙江建设职业技术学院 t=40MPa，G=80GPa，同时规定q=0.5/m。试设计轴的直径。 题5.10图 5.
4、11 某空心钢轴，内外径之比a=0.8，转速n=250rmin，传递功率N=60kW，已知许用切应力t=40MPa，许用扭转角q=0.8(o)m，切变模量G=80GPa，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T=1.5kNm，许用切应力t=50MPa，试按下列两种方案确定截面直径：横截面为实心圆截面；横截面为a=0.9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d1=30mm，空心轴内外径之比值a=d=0.8D。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的横截面面积相等，钢
5、轴许用应力t1=80MPa，铝轴许用应力t2=50MPa，若仅从强度条件考虑，哪一根轴能承受较大的扭矩？ 第 4 页 共 8 页 4 浙江建设职业技术学院 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n=100rmin，传递功率N=7.5kW，材料的许用切应力t=40MPa，试选择实心轴直径d1和内外径比值a=0.5的空心轴外径D2。 题5.15图 N=500kW5.16 已知传动轴的功率分别为NA=300kW，NB=200kW，C，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。 第 5 页 共 8 页 5 浙江建设职业技术学院 题5.16
6、图 oq=0.3t=21MPaG=80GPa5.17 已知轴的许用切应力，切变模量，许用单位扭转角m，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d1，另一根为空心轴，内外径之比a=d2D2=0.8，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，已知轴的抗扭刚度扭转角jB。 题5.18图 题5.19图 5.20 传动轴外径D=50mm，长度l=510mm，l1段内径d1=25mm，l2段内径d2=38mm，欲使轴两段扭转角相等，则l2应是多长。 5
7、.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t=70 MPa，试校核轴的强度。 题5.21图 第 6 页 共 8 页 GIp和长度l，试求B截面的6 浙江建设职业技术学院 部分参考答案 5.15.3略 5.4 tA=63.7MPa，tmax=84.9MPa，tmin=42.4MPa 5.5 P=33.7kW 5.6 tmax=126MPa 5.7 tmax=23.9MPa，q=0.43(o)/m 5.8 tACmax=48.4MPat，tDBmax=20.9MPat，qmax=1.740/mq，安全 5.9 d=64.7mm 5.10 D=63mm 5.11 D=79mm，d=63mm 5.12 d1=54mm，D2=76mm，d2=68.7mm 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 T铝/T钢=1.06 5.15 d145mm，D246mm 第 7 页 共 8 页 7 浙江建设职业技术学院 5.16 d1/d2=1.186，j1/j2=0.843l1/l2 5.17 d100mm 5.18 重量比为0.51或1.96，刚度之比为1.18或0.85 Ml25.19 jB=2GI P5.20 l2=212mm 第 8 页 共 8 页 8
