1、弟二早 習題 3-1試求圖視各軸在指定橫截面、22和33上的扭矩，并在各截面上表示出鈕 矩的方向。 5kN - f/ I/ b 6lcN m IkN - m. ,7 / J? ；kN d m 3 ptW 譏 j（） 2kN m 7 I/ 2kN m 7 Cb） 32試繪出下列各軸的鈕矩圖并求0 題3J 3-3試繪下列各軸的扭矩圖，并求出 已知 ma=2OoN.m,mb=4ooN.m,mc=6ooN,m. 3-4 傳動軸如圖所不，已知 ma=，3oNcm, mb=3ooN.cm, mc=iooN.cm, md=7oN.cm;$段軸的直徑分別為：Dab=5cm, Dbc=75cm, Dcd=5cm

2、 畫出扭矩圖： （2）求1-4、2-2、3-3截而的最大切應力。 3-5圖示的空心圓軸，外徑D=8cm,內(nèi)徑d=6.25cm,承受扭矩m=ioooN.m. （2）繪岀橫截而上的切應力分布圖： （3）求單位長度扭轉(zhuǎn)角已知G=8ooooMpa. 3-6已知變截而鋼軸上的外力偶矩=iSooN.m,叫=i2OoN.m,試求最大切應力和最 大相對扭矩Q已知G=8o*10* Pa. 題3-6圖 3-7 一鋼軸的轉(zhuǎn)矩n=24o/min.傳遞功率矗=44JkNm已知RLqoMpa 試按強度和剛度條件計算軸的直徑 解：軸的直徑由強度條件確定. 3-8圖示實心軸通過牙恢離合器把功率傳給空心軸。傳遞的功率=7.5k

3、w,軸的轉(zhuǎn)速 n=ioor/min,試選擇實心軸直徑謨和空心軸外徑已知/%=65, rl L J=4oMpa. P -ta 3-9圖示AB軸的轉(zhuǎn)速 nmor/min,從 B 輪上輸入功率=4okw,此功率的一半通過錐 齒輪傳給垂直軸V,列一半功率由水平軸H傳泄.己知錐齒輪的巧圓宜徑 =6oomm：齊軸直徑為 =ioomm =8omm, =6omm, LzoMPa.試對各 軸進行強度校核。 32船用推進器的軸，一段是實心的，直徑為28omm,另一段是空心的，如內(nèi)徑為 外徑的一半。在兩段產(chǎn)生相同的最大切應力的條件下，求空心部分軸的外徑D. 3仆有減速器如圖所示。已知電動機的轉(zhuǎn)速n=96or/min

4、,功率小巧10/7；軸的材料 為45鋼，可=4oMPa試按扭轉(zhuǎn)強度il算減速器第一軸的直徑。 題3-11圖 3-12 傳動軸傳動功率矗=3kw,轉(zhuǎn)速n=27r/min,材料為45鋼，許用切應力可 =4oMPao試計算軸的直徑C 3-13 -鋼制傳動軸，受扭矩T=4kN.m.軸的剪切憚性模SG=8oGPa.許用切應力 r| = 4M吟單位長度的許用轉(zhuǎn)ffp二r/巴試計算軸的宜徑。 3*4手搖絞車驅(qū)動軸AB的宜徑d=3 cm,由兩人搖動，每人加在手柄上的力P=250 N, 若軸的許用切應力刃=40 Mpa,試校核AB軸的扭轉(zhuǎn)強度。 3巧汽車的駕駛盤如圖所示，駕駛盤的直徑q =52cm.駕駛員每只手

5、作用于盤上的 最大切向力P=2ooN,轉(zhuǎn)向軸材料的許用切應力可=5oMPa,試設計實心轉(zhuǎn) 向軸的直徑。若改為 = =o.8的空心軸，則空心軸的內(nèi)徑和外徑各多大？并叱 較兩者的重量。 3-16二級齒輪減速箱如圖所示。已知輸入功率為10 kW,又知減速箱軸II的轉(zhuǎn)速為1530 r/min,軸的直徑d=2.5cm，許用切應力R=3oMPa,試按扭轉(zhuǎn)強度校核 軸H的扭轉(zhuǎn)強度。 3-17已知鉆探機鉆桿的外徑D=6 crrit內(nèi)徑d=5 cm,功率=736kW,轉(zhuǎn)速n=iSo r/min 鉆桿入土深度1=40 m. W =40 MPa.假設土壤對鉆桿的阻力沿鉆桿長度 均勻分布，試求： （1）單位長度上土壊

6、對鉆桿的阻力矩T： （2）作鉆桿的扭矩圖，并進行強度校核。 378四轆軋機的傳動機構(gòu)如圖所示，已知萬向接軸的直徑d=iicm.材料為4oCr，其 剪切屈服點耳=450 Mpa,轉(zhuǎn)速n=16.4 r/min：軋機電動機的功率=6o kW。 試求此軸的安全系數(shù)。 支聲輾H程 軋件 萬向接軸可程箱礒速器 / 電動機 B =60kW 題3-18圖 參考答案 3/1據(jù)截面沿指定截而ii （i=i23）將桿截為兩段，考慮任一段的平衡即可得該指泄截面上 的扭矩例如題b: 1-1截而 遲i+2lo得第十X3kNe （方向如圖所示，為負扭矩） （2） 2-2截而 zx =0. 1+2- 6+為=0得為 =6-2

7、-i=3kN.m （方向如圖所示，為正扭矩） （3）3-3截而 由卷。 =0 由以上乞扭矩爲的計算式可知，軸內(nèi)任一橫截而的扭矩，在數(shù)值上就等于該截而一側(cè)各 外力偶矩值的代數(shù)和：而扭矩的方向則與截面任一側(cè)合外力偶的方向 相反0利用這一規(guī)則可迅速求得任一截而的扭矩，而無須將軸截開。劇此規(guī)則可得a各 截面的扭矩: 昇=3kNm.爲二爲h2kNm 解：（a） 3-3 解：（a） =6ooN.m ,(b) rl 廠 a=4OoN.m 3-4 解: =-i3oN.m =170 Nm,爲=7oN.m =5.3MPa, =2.05 MPa, 也*=285MPa T 題3-5圖 O / 3-5 卿： 36解:

8、（J各段軸橫截面的扭矩: AB 段 T宓TgSOgmOLSOWW（負扭矩） BC 段 Tm=Tc=：I2Wjw （為負扭矩） （2）最大剪應力if：因兩段軸扭矩不同所以應分別汁算每段軸內(nèi)橫截面的最大剪 應力值，然后加以比較找到最大減應力值。 AB段 BC段 T 虛16x3000 Jrx 好幻0-32MPei Trj 16x3200 J隘-4妙皿 比較得最大剪應力發(fā)生在BC段，其數(shù)值為弘=4833處 （3）最大相對扭轉(zhuǎn)角因軸內(nèi)并截而扭矩方向都一致，所以最大相對扭轉(zhuǎn)角蚯即為 整個軸長的總扭轉(zhuǎn)角。在使用扭轉(zhuǎn)角公式 阿時，注意到該式的使用 條件必須是對應于所算轉(zhuǎn)角0的長度f段內(nèi) G、婦、T為常數(shù)。故分

9、別汁算兩段 軸的扭轉(zhuǎn)角，然后相加即得最大相對扭轉(zhuǎn)角。 仏=缶+務c=寶絲+綏竺= 3000 x750 x3r* 0 %沁I滬奇宀盧 1200 x500 xM）r 80 x10 XxSO*xl（r .32 O-O213弧度=422度 37解：軸的宜徑由強度條件確定，4的3亦 3-8解：（1）外力偶矩的訃算 0n 100 實心軸所需直徑由 （2兩軸各截而傳遞的扭矩 16x716“ =0_(M5ot jfx40 x0業(yè)- 4$ d=45mm. （4）空心軸的外、內(nèi)選擇由 16x716 =46?mn 所以% =a = 03x46 = 23wm 39解： AB 軸 J =16J2JPa513)9871 3Y3 解: Mx型電I 由X可求取 d=8omm 3解：益二皿販【4強度足夠。 3 巧 解 專=22tofjD = 21mm 實/空二1. 97 3-16解：強度足夠。 3解: 心、 T (a) 世317圖 （1）鉆桿上單位長度所受的阻力矩T 丁總的阻力偶矩爲 K = 9550 = 955(1=390SNj 而詢 f =邑=里至 單位長度鉆桿上的阻力矩i 40 （2）鉆桿的扭矩圖設鉆桿任一橫截面踞下端距離為xm（）,則據(jù)截而