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文档简介

扭 转 1 某圆轴作用有四个外力偶矩，。(1) 试作轴扭矩图；(2) 若、位置互换，扭矩图有何变化？解： 2 如图所示一传动轴AC，主动轮A传递外扭矩，从动轮B、C传递的外扭矩分别为，已知轴的直径cm，各轮间距cm，切变模量GPa，(1) 试合理布置各轮的位置；(2) 试求各轮在合理位置时轴内的最大切应力以及轮A与轮C 之间的相对扭转角。 解： 1由扭矩图可以看出：按原先的布置，轴的最大扭矩为；当主动轮A位于中间位置时，轴的最大扭矩降低为，因此，将主动轮A布置在两从动轮B和C中间较为合理。 2 或 3 一空心圆轴的外径mm，内径mm，试计算该轴的抗扭截面系数；若在横截面面积不变的情况下，改用实心圆轴，试比较两者的抗扭截面系数，计算结果说明了什么？解： 1空心圆轴的抗扭截面系数 2实心圆轴的抗扭截面系数 设实心圆轴的直径为，由实心圆轴与空心圆轴的横截面面积相等，即 ，可得 故实心圆轴的抗扭截面系数为 3比较1和2可知：在横截面相同的情况下，空心圆截面要比实心圆截面的抗扭截面模量大，因而，在扭转变形中，采用空心圆截面要比实心圆截面合理。 4 图示阶梯形圆轴的直径分别为cm、cm，轴上装有三个皮带轮。已知由轮3输入的功率为kW，轮1输出的功率为kW，轴作匀速转动，转速r/min，材料的许用切应力MPa，切变模量GPa，许用单位长度扭转角。试校核该轴的强度和刚度。解： 5 图示外径mm，内径mm的空心圆轴与直径mm的实心圆轴用键相连。轴的两端作用外力偶矩，轴的许用切应力MPa；键的尺寸为，键的许用切应力MPa，许用挤压应力MPa，试校核轴的强度并计算所需键的个数n。解： 1校核轴的强度空心轴： PaMPa实心轴： PaMPa 轴满足强度条件。 2求所需键的个数 NkN由可得：由可得： 所需键的个数。 6 图示两圆轴用法兰上的12个螺栓联接。已知轴传递的扭矩，法兰边厚cm，平均直径cm，轴的许用切应力MPa，螺栓的许用切应力MPa，许用挤压应力MPa，试求轴的直径d和螺栓直径。解： 1求轴的直径由轴的剪切强度条件：，可得 mmm 2求螺栓的直径每个螺栓所受到的力为 NkN由螺栓的剪切强度条件：，可得 mmm由螺栓的挤压强度条件：，可得 mmm mm。 7 图示密圈螺旋弹簧的平均直径mm，簧杆直径mm，承受轴向拉力N。已知弹簧有效圈数，切变模量GPa。试求该弹簧的轴向变形和簧杆内的最大切应力。解： 1弹簧的轴向变形 2簧杆内的最大切应力 8 图示端部固定的钢圆杆和铜圆管以销钉联接。联接前，因制造误差，两杆销孔中心相差一角度rad。已知mm，mm，钢杆和铜管的长度及切变模量分别为mm，mm，GPa，G
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