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1、2、如图所示阶梯形圆轴,一端固定。圆轴横截面的直径分别为50mm和75mm,所受的外力偶第三章扭转习题一、单项选择题1、横截面都为圆的两个杆,直径分别为d和D,并且d=0.5Do两杆横截面上扭矩相等两杆横截面上的最大切应力Z比上氓为maxDA、2倍,B、4倍,C、8倍,D、16倍。TI二、1、扭转变形时,公式&=——屮的表示单位长度的扭转角,公式中的T表示横GIP截面上的;G表示杆材料的弹性模量;Ip表示杆横截面对形心的;GIp表示杆的抗扭o2、截面为圆的杆扭转变形时,所受外力偶的作用面与杆的轴线.3、实心圆轴扭转时,横截面上的切应力分布是否均匀,横截面上离圆心愈远的点处切应力,
2、圆心处的切应力为,圆周上切应力4、两根实心圆轴的直径d和长度L都相同,而材料不同,在相同扭矩作用下,它们横截面上的最大切应力是否相同,单位长度的扭转角是否相同O5、剪切虎克定律的表达式T=Gy,式中的G表示材料的模量,式中的丫称为o6、根据切应力互等定理,单元体两互相垂直截面上在其相交处的切应力成对存在,且相等,而现反。三、1、如图所示圆轴,一端固定。圆轴横截面的直径D=100mm,所受的外力偶矩Mi=6kNem,M2=4kN・m。试求圆轴横截面上的最大扭矩和最大切应力。答:圆轴横截面上的最大扭矩为kN>m;圆轴横截面上的最大切应力为Mpz矩Mc=1200N*m,MB=1800N
3、・m。试求BC段横截面上的扭矩和该阶梯轴的最大切应力。答:BC段横截而上的扭矩为N>m;该阶梯轴的最大切应力为Mpao图3.3.23、如图所示圆轴,一端固定。圆轴横截面的直径d=100mm,所受的外力偶矩M
4、=7000N*mM2=5000N・m。试求圆轴横截面上的最大扭矩和最大切应力。答:最人扭矩为N・mo4、某传动轴为实心圆轴,轴内的最大扭矩最大切应力为Mpaor=1.5kNLhi,许用切应力[r]=50MPa,试确定该轴的横截面直径。5、圆轴AB传递的功率为P=7.5kW,转速n=360i7min。轴的AC段为实心圆截面,CB段为空心圆截面,如图所示。己知D二30mmo试计算
5、AC段横截面边缘处的切应力。图3.3.56、己知解放牌汽车主传动轴传递的最大扭矩T=1650Nm,传动轴用外径D二90mm,壁厚t=2.5mm的钢管做成。材料为20钢,其许用切应力k]=70MPa。校核此轴的强度。7、传动轴上装有四个带轮,其上分别作用主动力偶矩m尸420N・m,从动力偶矩012=250N-m;m3=70N-m;m4=100N-m,轴的直径〃二40mm。轴的材料为45钢,[r]=40MPa。试校核轴的强度。8、某机器的传动轴为钢制实心轴如图所示,轴的转速n=700r/min,主动轮的输入功率凡=400kW,从动轮&C、D的输岀功率分别为炸二Pc二120kW,P/?
6、=160kWo其许用扭转切应力[r]=40MPao求:1、画出扭矩图并计算轴内的最大扭矩;2、试设计轴的直径。9、已知:图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴,传递的功率N=7.5kW,轴的转速A?=100r/min,许用切应力[刃=40MPa。求:选择实心轴的直径10、传动轴上装有四个带轮,其上分别作用主动力偶矩mi=120N・m,从动力偶矩m2=70N-m;m3=20N-m;m4=30N-m。求截面1・1,2-2,3・3上的内力并画扭矩图。这样把主动轮放在一侧,对提高轴的承载能力有利吗?应如何布局合理?说明原因。11、传动轴上装有四个带轮,其上分别作用主动力偶矩m^noN-
7、m,从动力偶矩m2=70N•m;m3=20N•m;m4=30N-m,轴的直径t/=40mmo画出该轴的扭矩图、并求岀截面1・1,2-2,3-3±的切应力。1、C二、填空题1、扭矩剪切极惯性矩抗扭刚度2、垂直3、愈大零最大4、相同不同5、剪切弹性剪应变(或切应变)6、大小符号三、计算题1、4202、1200483、5000254、解:实心圆轴的直径为f16T16xl.5xlO3…“讥X50X”"3对圆整得d=54mm5、解:(1)计算扭矩轴所受的外力偶矩为P75=9550-=9550二=199N•mn360由截面法计算各横截面上的扭矩均为卩=他=199N・m(2)计算极惯性矩AC段
8、轴横截面的极惯性矩分别为【pAC7TP432=“x3°=7.95xl0°mn?32(3)计算应力AC段轴在横截面边缘处的切应力为D2199x1()37.95X104X—=37.5MPa6、解:“余詈=0.944Wp=(1一刃)=气(1-0.9444)=29400mm3E宀亠T1650x10「八仆「[—门切应力r,n,lx=—==56MPa<[r]=70MPa,naxW?29400故AB轴的强度足够。77;=-420Nm7;=-170N-m7;=-100N-mT^=420N-m