第六章圓軸的扭轉(zhuǎn)一、填空題1、圓軸扭轉(zhuǎn)時的受力特點(diǎn)是：一對外力偶的作用面均_______于軸的軸線，其轉(zhuǎn)向______。2、圓軸扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)是：軸的橫截面積繞其軸線發(fā)生________。3、在受扭轉(zhuǎn)圓軸的橫截面上，其扭矩的大小等于該截面一側(cè)（左側(cè)或右側(cè)）軸段上全部外力偶矩的_______。4、圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上任意點(diǎn)的切應(yīng)力與該點(diǎn)到圓心的距離成___________。5、試觀察圓軸的扭轉(zhuǎn)變形，位于同一截面上不同點(diǎn)的變形大小與到圓軸軸線的距離有關(guān)，顯然截面邊沿上各點(diǎn)的變形為最_______,而圓心的變形為__________。6、圓軸扭轉(zhuǎn)時，在橫截面上距圓心等距離的各點(diǎn)其切應(yīng)力必然_________。7、從觀察受扭轉(zhuǎn)圓軸橫截面的大小、形狀及互相之間的軸向間距不變化這一現(xiàn)象，能夠看出軸的橫截面上無____________力。8、圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上切應(yīng)力的大小沿半徑呈______規(guī)律分布。10、圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上內(nèi)力系合成的成果是力偶，力偶作用于面垂直于軸線，對應(yīng)的橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力應(yīng)垂直于_________。11、受扭圓軸橫截面內(nèi)同一圓周上各點(diǎn)的切應(yīng)力大小是_______的。12、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的一實(shí)心軸和空心軸的材料相似，當(dāng)兩者的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度同樣時，它們的_________截面系數(shù)應(yīng)相等。13、橫截面面積相等的實(shí)心軸和空心軸相比，雖材料相似，但_________軸的抗扭承載能力要強(qiáng)些。16、直徑和長度均相等的兩根軸，其橫截面扭矩也相等，而材料不同，因此它們的最大剪應(yīng)力是________同的，扭轉(zhuǎn)角是_______同的。17、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的實(shí)心圓軸，若使直徑增大一倍，而其它條件不變化，則扭轉(zhuǎn)角將變?yōu)樵瓉淼腳________。18、兩材料、重量及長度均相似的實(shí)心軸和空心軸，從利于提高抗扭剛度的角度考慮，以采用_________軸更為合理些。二、判斷題1、只要在桿件的兩端作用兩個大小相等、方向相反的外力偶，桿件就會發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。（）2、一轉(zhuǎn)動圓軸，所受外力偶的方向不一定與軸的轉(zhuǎn)向一致。（）3、傳遞一定功率的傳動軸的轉(zhuǎn)速越高，其橫截面上所受的扭矩也就越大。（）4、受扭桿件橫截面上扭矩的大小，不僅與桿件所受外力偶的力偶矩大小有關(guān)，并且與桿件橫截面的形狀、尺寸也有關(guān)。（）5、扭矩就是受扭桿件某一橫截面在、右兩部分在該橫截面上互相作用的分布內(nèi)力系合力偶矩。（）6、只要懂得了作用在受扭桿件某橫截面以左部分或以右部分全部外力偶矩的代數(shù)和，就能夠擬定該橫截面上的扭矩。（）7、扭矩的正負(fù)號可按以下辦法來規(guī)定：運(yùn)用右手螺旋法則，四指表達(dá)扭矩的轉(zhuǎn)向，當(dāng)拇指指向與截面外法線方向相似時規(guī)定扭矩為正；反之，規(guī)定扭矩為負(fù)。（）8、用截面法求桿件的扭矩時，無論取截面以左還是以右部分來研究，按歷手螺旋法則規(guī)定的扭矩正負(fù)總是相似的，從左、右兩部分的作用與反作用關(guān)系看，兩者方向也是相似的。（）9、對于產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的圓桿，無論處在彈性變形階段還是塑性變形階段，其剪應(yīng)力總是與廬點(diǎn)到圓心的距離成正比。（）10、橫截面為圓形的直桿在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時作出的平面假設(shè)僅在彈性范疇內(nèi)成立。（）11、扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力公式τρ＝Ｔρ／Ｉρ的合用范疇是：變形體為各向同性、最大剪應(yīng)力不超出材料的剪切比例極限并屬于小變形狀況的等圓截面直桿，同時承受的外力偶作用面垂直于桿軸線。（）12、已知鋼材的剪變模量G=80Gpa，剪切屈服極限τs=120Mpa，由此鋼材制成的軸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時的剪應(yīng)力變?yōu)棣?τs/G=。（）13、一空心圓軸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時，其危險截面外緣處含有全軸的最大剪應(yīng)力，而危險截面內(nèi)緣處的剪應(yīng)力為零。()14、粗細(xì)和長短相似的二圓軸，一為鋼軸，另一為鋁軸，當(dāng)受到相似的外力偶作用產(chǎn)生彈性扭轉(zhuǎn)變形時，其橫截面上最大剪應(yīng)力是相似的。（）15、某一圓軸的抗扭強(qiáng)度可由其抗扭截面系數(shù)和許用剪應(yīng)力的乘積度量。（）16、實(shí)心軸和空心軸的材料、長度相似，在扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度相等的狀況下，空心軸的重量輕，故采用空習(xí)圓軸合理?？招膱A軸壁厚越薄，材料的運(yùn)用率越高。但空心圓軸壁太薄容易產(chǎn)生局部皺折，使承載能力顯著減少。（）17、圓軸橫截面上的扭矩為T，按強(qiáng)度條件算得直徑為d，若該橫截面上的扭矩變?yōu)椋瑒t按強(qiáng)度條件可算得對應(yīng)的直徑。（）18、一內(nèi)徑為d，外徑為D的空心圓軸截面軸，其極慣性矩可由式Ip≈(D4-d4)計算，而抗扭截面系數(shù)則對應(yīng)地可由式Wt≈(D3-d3)計算。（）19、由扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)可知，低碳鋼試樣扭轉(zhuǎn)破壞的斷面與試樣軸線成45°的傾角，而扭轉(zhuǎn)斷裂破壞的因素，是由于斷裂面上的剪應(yīng)力過大而引發(fā)的。（）20、鑄鐵圓桿在扭轉(zhuǎn)和軸向拉伸時，都將在最大拉應(yīng)力的作用面發(fā)生斷裂。（）21、直徑相似的兩根實(shí)心軸，橫截面上的扭矩也相等，妝兩軸的材料不同時，其單位長度扭轉(zhuǎn)角也不同。（）22、實(shí)心圓軸材料和所承受的載荷狀況都不變化，若使軸的直徑增大一倍，則其單位長度扭轉(zhuǎn)角將減小為原來的1/16。（）23、兩根實(shí)心圓軸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時，其材料、直徑及所受外力偶之矩均相似，但由于兩軸的長度不同，因此短軸的單位長度扭轉(zhuǎn)角要大某些。（）三、最佳選擇題1、汽車傳動主軸所傳遞的功率不變，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速減少為原來的二分之一時，軸所受的外力偶的半偶矩較之轉(zhuǎn)速減少前將（）A、增大一倍數(shù)B、增大三倍數(shù)C、減小二分之一D、不變化2、圓軸AB扭轉(zhuǎn)時，兩端面受到力偶矩為m的外力偶作用于，若以一假想截面在軸上C處將其截分為左、右兩部分（如圖所示），則截面C上扭矩T、Tˊ的正負(fù)應(yīng)是非曲直（）A、T為正，Tˊ為負(fù)B、T為負(fù)，Tˊ為正大光明Ｃ、Ｔ和Tˊ均為正Ｄ、Ｔ和Tˊ均為負(fù)3、左端固定的等直圓桿ＡＢ在外力偶作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形（如圖所示），根據(jù)已知各處的外力偶矩大小，可知固定端截面Ａ上的扭矩Ｔ大小和正負(fù)應(yīng)為（）kNm。A、0B、C、D、4、某圓軸扭轉(zhuǎn)時的扭矩圖（如圖所示）應(yīng)是其下方的圖（）5、一傳動軸上主動輪的外力偶矩為m1,從動輪的外力偶矩為m2、m3，并且m1=m2+m3。開始將主動輪安裝在兩從動輪中間，隨即使主動輪和一從動輪位置調(diào)換，這樣變動的成果會使傳動軸內(nèi)的最大扭矩（）A、減小B、增大C、不變D、變?yōu)榱?、傳動軸轉(zhuǎn)速為n=250r/min（如圖所示），此軸上輪C的輸入功率為P=150KW，輪A、B的輸出功率分別為Pa=50KW、Pb=100KW，使軸橫截面上最大扭矩最小，軸上三個輪子的布置從械至右應(yīng)按次序（）排比較合理。A、A、C、BB、A、B、CC、B、A、CD、C、B、A7、桿件扭轉(zhuǎn)時，其平婕偕璧惱方峁揮型ü）的扭轉(zhuǎn)變形才干得到。A、等直桿B、；圓截面沿軸線變化的錐形桿C、等直圓桿D、等直圓桿和錐形桿8、實(shí)心或空心圓軸扭轉(zhuǎn)時，已知橫截面上的扭矩為T，在所繪出的對應(yīng)圓軸橫截面上的剪應(yīng)力分布圖（如圖所示）中（）是對的的。9、直徑為D的實(shí)心圓軸，兩端所受的外力偶的力偶矩為m，軸的橫截面上最大剪應(yīng)力是τ。若軸的直徑變?yōu)?，則軸的橫截面上最大剪應(yīng)力應(yīng)是（）A、16τB、8τC、4τD、2τ10、空心圓軸的內(nèi)徑為d，外徑為D，其內(nèi)徑和外徑的比為d/D=α,寫出橫截面的極慣性矩和抗扭截面系數(shù)的對的體現(xiàn)式應(yīng)當(dāng)是（）A、Ip=πD4/64(1-α4),Wt=πD3/32(1-α3)；B、Ip=πD4/32(1-α4),Wt=πD3/16(1-α3)；C、Ip=π/32（D4-α4）,Wt=π/16(D3-α3)；D、Ip=πD4/32(1-α4),Wt=πD3/16(1-α4)。11、一空心鋼軸和一實(shí)心鋁軸的外徑相似，比較兩者的抗扭截面系數(shù)，可知（）A、空心鋼軸的較大B、實(shí)心鋁軸的較在大C、其值同樣大D、其大小與軸的剪變模量有關(guān)12、鉆機(jī)的實(shí)鉆桿工作時，其橫截面上的最小剪應(yīng)力（）為零。A、一定不B、不一定C、一定D、有可能13、直徑為D的實(shí)心圓軸，兩端受外力偶作用而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，橫截面的最大許右載荷為T，若將軸的橫截面面積增加一倍，則其最大許可載荷為（）。A、2TB、4TC、；D、。14、內(nèi)徑為d，外徑為D和空心軸共有四根，其橫截截面面積相等，扭轉(zhuǎn)時兩端的外力偶矩為m，其中內(nèi)外徑比值d/D=α為（）的軸的承載能力最大。A、B、C、D、0（實(shí)心軸）15、使一實(shí)心圓軸受扭轉(zhuǎn)的外力偶的力偶矩為m，按強(qiáng)度條件設(shè)計的直徑為D。當(dāng)外力偶矩增大為2m時，直徑應(yīng)增大為（）D。A、B、C、D、216、對于材料以及橫截面面積均相似的空心圓軸和實(shí)心圓軸，前者的抗扭剛度一定（）于后者的抗扭剛度。A、小B、等C、大D、無法對比17、內(nèi)外徑比值d/D=的空心圓軸受扭轉(zhuǎn)，若將內(nèi)外徑都減小到原尺寸的二分之一，同時將軸的長度增加一倍，則圓軸的抗扭剛度會變成原來的（）。A、1/2B、1/4C、1/8D、1/1618、等截面圓軸扭轉(zhuǎn)時的單位長度扭轉(zhuǎn)角為θ，若圓軸的直徑增大一倍，則單位長度扭轉(zhuǎn)角將變?yōu)椋ǎ、θ/16B、θ/8C、/4D、θ/219、校核一低碳鋼鉸車主軸的扭轉(zhuǎn)剛度時，發(fā)現(xiàn)單位長度扭轉(zhuǎn)角超出了許用值，為了確保軸的扭轉(zhuǎn)剛度，采用（）的方法是最有效的。A、改用合金鋼B、改用鑄鐵C、增大圓軸的直徑D、減小圓軸的長度20、鑄鐵試樣受到如圖所示的外力偶作用而發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞是沿（）斷裂的。A、1-1橫截面B、2-2螺旋面（與軸線成45°的傾角）C、3-3縱截面D、4-4螺旋面（與軸線成45°的傾角）四、直徑d=75mm的等截面?zhèn)鲃虞S上，主動輪及從動輪分別作用有力偶矩：m1=，m2=，m3=m4=，如圖所示。1、繪扭矩圖。2、求軸中的最大剪應(yīng)力。3、如欲減少軸中應(yīng)力，各輪如何才?？并求绰柋轴謨串岓剪应力∥?、圖示兩軸用牙嵌離合器聯(lián)接，左軸為空心，[τ]=50Mpa，，右軸為實(shí)心，[τ]=60Mpa，離合器牙齒的許用剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力分別為[τ]=40Mpa和[σjy]=50Mpa。求離合器所能傳遞的許可扭矩。六、兩軸用套筒聯(lián)接如圖所示。不考慮鍵槽對軸和套筒的削弱，若軸和套筒材料的扭轉(zhuǎn)許用剪應(yīng)力分別為[τ]軸=45Mpa和[τ]套=40Mpa，擬定套筒外徑D和軸徑d之比為多少答案一、填空題:1、垂直、相反；2、相對轉(zhuǎn)動；3、代數(shù)和；4、突變，突變；5、正比；6、大，零；7、相等；8、正應(yīng)；9、線性；10、半徑；11、相等；12、抗扭；13、空心；14、脆，塑；15?。?6、相，不；17、1/16；18、空心。二、判