《建筑力学》第5章计算题

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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。⑴试作轴的扭矩图；⑵如果将轮A和轮C的位置

出功率分别为PB?10kW，C对调，试分析对轴受力是否有利。

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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?1kN?m， 试计算??15mm的A点处的扭转切应力?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

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?max。

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5.7 某钢轴直径d?80mm，扭矩T?2.4kN?m，材料的许用切应力????45MPa，单位长度许用扭

?????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????60MPa，

G?80GPa，许用扭转角????2

?m＝。试校核轴的强度和刚度。

题5.8图

5.9 一钢轴受扭矩T?1.2kN?m，许用切应力????50MPa，许用扭转角????0.5?m，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

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Me?1.08kN?m，材料的许用切应力

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????40MPa，G?80GPa，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??0.8，转速n?250rmin，传递功率N?60kW，已知许用切应力

????40MPa，许用扭转角????0.8(?)

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?1.5kN?m，许用切应力????50MPa，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??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

??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（内外径比值??0.6）的横截面面积相等，钢轴许用应力??1??80MPa，铝轴许用应力??2??50MPa，若仅从强度条件考虑，哪一根轴能承受较大的扭矩？

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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????40MPa，试选择实心轴直径d1和内外径比值??0.5的空心轴外

径D2。

题5.15图

N?500kW，若AB段和BC段轴的

5.16 已知传动轴的功率分别为NA?300kW，NB?200kW，C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。

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