2015工程力学（高教第3版 陈位宫主编）习题解答：第7章 圆轴的扭转.doc

第7章 圆轴的扭转 习题解答 题7-1 (a) 解： 题7-1 (b) 解： 题7-2 (a) 解： 题7-2 (b) 解： 题7-3 解： （1）计算各轮的转矩： （2）计算各段轴的扭矩： AB段 BC段 CD段 （3）绘制扭矩图 题7-4 解： （1）计算各段轴的扭矩 AB段 BC段 CD段 （2）计算各截面上的最大切应力 1-1截面 2-2截面 3-3截面 （3）绘制扭矩图 题7-5 解： （1）计算轴上扭矩 （2）计算实心轴D1 （3）计算空心轴D2 题7-6 解： （1）校核轴的强度 （2）计算实心轴D1 （3）比较空心轴与实心轴的重量之比 题7-7 解： （1）计算最大起重载荷W （2）计算轴的直径 由于轴上各段的扭矩绝对值相等，故只需计算一段轴的直径即可。 题7-8 解： （1）分别计算各轮的转矩 （2）计算各段轴的扭矩并绘制扭矩图 AD段 DB段 （3）校核轴的强度 AC段 DB段 故该轴满足扭转强度要求。 （4）校核轴的刚度 显然最大单位长度扭转角发生在AC段，即只需校核AC段的刚度 故该轴满足扭转刚度要求。 题7-9 解： （1）计算各轮的转矩 （2）计算各段轴的扭矩并绘制扭矩图 （3）确定各段轴的直径 由强度条件 AB段 BC段 由刚度条件 AB段 BC段 综合以上可得AB段应取91.4mm，BC段应取80.4mm。 （4）若AB、BC两段选用同一直径，应取91.4mm。 （5）输入功率应布置在轴的中间为好。 题7-10 解： （1）计算各段轴的扭矩 AB段 BC段 （2）校核轴的强度 AB段 BC段 故该轴满足扭转强度要求。 （3）校核轴的刚度 AB段 BC段 故该轴满足扭转刚度要求。 2 1 1 2 3 2 3 4.5kN·m 1.5kN·m 2kN·m T1 2 3 2 3 1.5kN·m 2kN·m T2 3 3 2kN·m T3 2kN·m 1kN·m 2 2 3 3 1 1 T1 2kN·m 1kN·m 2 2 3 3 T2 2kN·m 1kN·m 3 3 T3 + 3kN·m 1kN·m x x 0 T 0 8kN·m 4kN·m T 2kN·m -114.59N·m -114.59N·m T x B - + 114.59N·m 152.78N·m 57.29N·m A C D T x B - + 1.3kN·m 1.7kN·m 0.7kN·m A C D T x A C D B 620.69N·m 811.66N·m + - + T x 9549N·m 5729.4N·m