补充习题(.9)

机械基本补充习题第一章 工程力学基本思 考 题11 下图中各物体的受力图有无错误？如何改正？思考题11图12 比较力矩与力偶矩的异同。13 比较力偶与力偶矩的异同。14 既然一力不能与一力偶平衡，那么为什么如图所示的绞车鼓轮，它在力偶M和绳的拉力G的作用下，能匀速提高该重物？ 15 拧旋钮时，手指对旋钮施加的力偶由两个什么力构成？为什么旋钮外面有花纹？16 如图所示刚体上A、B、C三点分别作用有三个大小相等的力F1、F2 、F3，该力系与否平衡？为什么？17 一力系如图所示，且F1 = F2 = F3 = F4。求此力系向点A和点B的简化成果。这两个简化成果与否相似？思考题14图 思考题16图 思考题17图 18 试指出如图所示各构件的剪切面和挤压面。思考题18- 1 -19 在减速箱中，为什么一般高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大？110 如图所示的两根传动轴上各装有积极轮A和从动轮B、C，试问轮的哪一种布置对提高轴的承载能力有利？为什么？思考题110图 111 试鉴别图示各剪应力分布图与否对的。MT为截面上的扭矩。 思考题111图112 作用在梁上的载荷常有哪几种？其单位是什么？113 材料力学中弯矩符号的规定与静力学中力矩的符号规定有何区别？取m m截面左段梁为研究对象时，设横截面上内力方向如图所示，问： 现设M的符号如何? 为求M值，在列平衡方程Mc = 0时，M前用什么符号？ 由平衡方程算得M = +10kNm，成果中的正号阐明什么？ M的实际转向如何？按弯矩符号规定，其符号如何？思考题113图 思考题114图114 试画出图示梁m m截面上弯矩的实际转向。辨明截面上哪些部位受压，并画出其应力分布图。- 2 -习 题11画出下图中杠杆（或横梁）AB的受力图。各杆自重不计，q为分布载荷。题11图12 以图中的下列物体为研究对象，画出受力图：（1）圆柱C；（2）杆AB；（3）圆柱C和杆AB构成的物系。题12图 题13图13 分别画出图中杆AD和BC在下述两种状况下的受力图（A、B、C均为铰链）：（1）不计两杆的自重；（2）考虑两杆的自重，重心均在杆的中点。14 画出图示构架中下列研究对象的受力图：（1）杆AIB；（2）杆CID；（3）轮E；（4）整个构架。各杆和轮的自重不计。题14图 题15图 15 图示为一杠杆压榨机。用力F扳动手柄A时，杠杆ABC可绕轴B顺时针转动，通过连杆CD推动滑块E压紧工件。若不计各构件的自重和摩擦，试分别画出杠杆和滑块的受力图。 26 悬挂重物的吊架如图所示。重物的重量为G。各杆自重不计，试在原图上分别画出重物和杆ACD的两个受力图，并分析这种画法与否恰当。题16图 题17图- 3 - 17 图(a)中，圆柱O的重量为G，杆AB和BC的重量不计。图(b)为AB杆的受力图，图(c)表达以圆柱O和杆AB构成的物系为研究对象的受力图。试分析两受力图中有哪些错误。 18画出图中整体，杆AB（连同滑轮、重物），杆AB（不连滑轮）的受力图。题18图 题19图 19图示为一简易起重机，其支架ABC由杆AB与BC铰接而成，并通过固定支座与机体相连。铰链B处装有定滑轮。绞车D通过定滑轮B匀速提高重物Q。若已知物体Q的重量G = 4kN， = 15， = 45，不计两杆和滑轮的自重、滑轮大小及摩擦，求支杆AB和BC所受的力。110 图示的液压压榨机中，连杆AB和BC的长度相等，A、B、C处为铰链连接，各杆自重和摩擦忽视不计。已知活塞1上受到的液压推力F=3000N，规定压块2对工件3 的压榨力Q等于11.15kN，图中l = 1486.6mm。试求增力比QF的计算式和H的大小。 题110图 题111图 111 分别就图(a)，(b)，(c)所示三种状况指出约束反力RA的方向，并计算其大小。已知F=1000N，AC=CB=CD=AD=1，杆重不计。 112 如图所示，梁AB受集中力F和集中力偶M的作用。已知M = -1kNm，F=2 kN，l= 1m，梁的倾角为30。试分别计算力F和力偶M对于点A、B、C的矩。题112图 题113图113 图示为一减速箱。在图面内，减速箱的输入轴上作用有力偶矩M1= - 500Nm，在输出轴上作用有力偶矩M2= +Nm。地脚螺钉A和B相距l = 800 mm。不计减速箱重量和支承面与减速箱底平面间的摩擦，求A、B处的法向约束力。- 4 -114用端面铣刀加工连杆的端面，如图所示。连杆在图面内受到矩为M1= 100Nm的切削力偶的作用。连杆大头的孔套在固定心轴O上，小头靠在固定挡销A上以避免连杆在图面内转动。若不加夹紧并忽视摩擦，且已知l = 200mm。试求心轴与挡销所受的横向力。题114图 题115图115重力坝受力状况如图，设G1 = 450kN，G2 =200kN，P1 =300kN，P2 =70kN，长度单位为m。求合力的大小，方向及与基底AB的交点至A点的距离x 。116构件的支承及载荷状况如图(a)、(b)所示，求支座A，B的约束反力。117 求图示各梁中平行分布力的合力和对于A点之矩。 题117图118 图示为一塔式起重机，机身重G = 220kN，其重心在机身中心线上。已知最大起吊重量F=50kN，起重悬臂长12m，轨道A和B的间距为4m，平衡重Q到机身中心线距离为6m，试求：(1) 保证起重机不翻倒时，平衡重Q的大小；(2) 当Q=30kN而起重机满载时，两轮对轨道A、B的压力。 题118图- 5 -119 图示的曲柄压力机由飞轮1、连杆2和滑块3构成。Q、A、B处均为铰接，飞轮在驱动转矩M作用下，通过连杆推动滑块在水平导轨中移动。已知滑块受到工件的阻力为F，连杆长为l ,曲柄半径OB = r，飞轮重为，连杆和滑块的重量及各处摩擦均不计。求在图示位置（AOB=90）时，应当作用于飞轮的驱动转矩M、以及连杆2、轴承O和滑块3的导轨所受的力。 题119图 题120图120 已知力F1、F2、F3、F4作用于O点。 F1=500N，F2=300N，F3=600N，F4=1000N，各力方向如图示。求它们的合力的大小和方向，并在图中画出。121 图为铸工造型机的翻台机构。它由翻台1、曲杆2和连杆3构成，O、A、B、D均为铰链连接。已知BD=300mm，CD=OE=400mm，OD=1000mm，ODOE，其他角度如图示，翻台重G=500N，重心在C点，曲杆和连杆的自重不计，在图示位置连杆铅垂，且ABBC。问保持平衡时，需在E点施加多大的力F？并求连杆3和铰链D、O 所受的力。122 重物悬挂如图所示，长度单位为cm。已知G=1.8kN，其他重量不计。求铰链A的约束反力和杆BC所受的力。123 梁的支承和载荷如图所示，长度单位为米。已知集中力P = 2kN，线性分布载荷的最大值q = 1kN/m，若不计梁的自重，求支座A和B的约束力。题123图 题124图 124 平面一般力系如图所示。试将它向原点O简化，并求合力的大小、方向和原点O到合力作用线的距离。已知：F1=150N，F2=200N，F3=300N；力偶臂长8cm，力偶中的力F=200N，其他尺寸如图所示。- 6 -125 各梁的尺寸和载荷如图，梁重不计。图中力的单位为N，力偶矩单位为Nm，长度单位为cm。求支座A、B的约束力。题125图 题126图 126 旋转起重机的支架ABD由点A的径向轴承和点B的径向止推轴承支持，如图示。起重机上有载荷F和Q作用，它们到支柱的距离分别为a和b，AB间距离为c，不计支架自重，求轴承A和B的约束力。127 炼钢炉的送料器由跑车1和移动桥2构成，如图所示。跑车可沿桥上的轨道运动，两轮间距离为2m，跑车连同架3和臂4共重G，重心在架3的轴线上，臂长OC=5m。若装料重Q=15kN，问此时G至少应多大才干保证跑车不致翻倒？又若Q=10kN，求两轮对轨道的压力。题127图 题128图 128 长方板ABCD重G=200N，用两根拉杆吊住，并于D点搁在与拉杆平行的光滑斜面上，如图示，各部尺寸如图，求两拉杆和斜面所受的力。129 物体Q重1200N，由图示三杆ADB、BC、CDE和滑轮E构成的构架支持。已知AD=DB=2m，CD=DE=1.5m，不计杆和滑轮的重量。求支承A和B的约束力，以及杆BC所受的力。 题129图 题130图130 压路机的碾子重20kN，半径r = 400mm，如图所示。用一通过其中心的水平力F将碾子拉过高h = 80mm的石块。 求此水平力的大小。 若要使拉力F最小，求最小拉力的大小和方向。- 7 -131 求图示各杆1 1、2 - 2、3 3截面上的轴力并作轴力图。 题131图 题132图132 横截面积为5 cm2的直杆，其受力状况如图所示。试绘出其轴力图，并求杆内的最大正应力。(力的单位为kN)133试求图示圆钢杆不同直径两段横截面上的应力，以及杆的总伸长。钢的弹性模量E=200GPa。题133图 题134图134 图示为一铆接件。其上板的受力状况如图(b)所示。已知F=7kN，t=1.5mm，b1=4mm，b2=5mm，b3=6mm。试计算板内的最大拉应力。如果铆钉的许用剪应力=30MPa，求铆钉的直径d。135 图示三角架的AB杆由两根8号等边角钢（80807）构成，AC杆由两根10号槽钢构成，其材料为Q235-A钢，许用应力=120MPa。试求该三角架所能承受的许可载荷F（每根80807等边角钢的截面积为10.86cm2，每根10号槽钢的截面积为12.74cm2）。题135图 题136图136 在图示构造中，钢索BC由一组直径d=2mm的钢丝构成，若钢丝许用应力=160MPa，AB梁上所受的均布载荷集度（即单位长度上的载荷大小）q=30kN/m。试求所需钢丝的根数。- 8 -137图示的托架，BC为圆截面钢杆，其直径为d=30mm，斜杆AB由两根7号等边角钢（70706）构成，材料都是Q235-A钢，许用应力=120MPa，每根角钢的截面积A=8.16cm2。(1) 若载荷F=20kN，试校核托架的强度；(2) 根据托架的强度，计算其许可载荷F；(3) 若托架承受的载荷为F，根据材料的强度，试重新选择最合理的截面尺寸。题137图 题138图138 如图所示杆件，已知F=4kN，l1= l2=100mm，d=10mm，材料为45号钢，E=210GPa。试计算此杆的总伸长量。139 已知钢板厚t =10mm，其剪切极限应力lim =320MPa，若用直径d=20mm的冲头在钢板上冲孔，求所需的冲压力F。题139图 题140图140 图示接头受轴向载荷F=80kN的作用，已知b=80mm，t=10mm，d=16mm，铆钉和板件的材料相似。许用拉应力=160MPa，许用剪应力=120MPa，许用挤压应力jy=340MPa。试校核该接头与否安全。 141 作图示杆件的扭矩图。题141图 题142图142传动轴的转速为n=500r/min，积极轮1输入功率P1=500kW，从动轮2、3分别输出功率P2=200kW，P3=300kW，已知=70MPa，图中尺寸单位为mm。(1) 试拟定AB段的直径d1和BC段的直径d2 ；(2) 若AB和BC段的直径均为d，试拟定d值；(3) 积极轮和从动轮如何布置较合理。- 9 -1-43 求外伸梁截面E和D处的弯矩。 题1-43图 题1-44图1-44 图示为一简支梁，在C处受集中力F作用，试绘制梁的弯矩图。1-45 图所示的辊轴，中段BC受均布载荷作用。已知载荷集度q=1kN/mm，许用应力=140MPa，试拟定辊轴的直径。图中尺寸单位为mm。 题1-45图1-46 图中a和b表达形截面的铸铁梁。铸铁的许用拉应力拉=45MPa，许用压应力压=175MPa，试校核梁的强度。图中尺寸单位为mm。其中y1=0.072m，y2=0.038m，Iz=0.57310-5m4。题1-46图 1-47 求图示各梁中指定截面的弯矩。题1-47图148 直径d=1mm的钢丝，绕在直径D=2m的轮缘上，已知材料的弹性模量为E=200GPa，试求钢丝中的最大弯曲正应力。 题148图- 10 -1-49 作下列各梁的弯矩图，并求Mmax 题149图150 矩形截面如图所示，试计算截面I上A、B、C、D各点处的正应力，并指明是拉应力还是压应力（图中尺寸单位为cm）。题150图151 某圆轴的外伸部分系空心圆截面，载荷状况如图所示。试作该轴的弯矩图，并求轴内的最大正应力。题151图 题152图152 形截面铸铁悬臂梁，尺寸及载荷如图所示，若材料许用拉应力拉 = 40MPa，许用压应力压 = 80MPa，截面对形心轴Z的惯性矩为IZ = 10180cm4, h1= 9.64 cm.。试计算该梁的许可载荷P。153 用叠加法求图示各梁截面A的挠度。题153图- 11 -第四章 机械传动基本习 题41 已知一对原则直齿圆柱齿轮的原则中心距a=160mm，齿数z1=20，z2=60，求模数和分度圆直径。42 已知一对原则直齿圆柱齿轮的原则中心距a=81.25mm，传动比i=2.611，模数m=2.5mm，正常齿。试按表1拟定两齿轮的几何尺寸。43 一汽车变速箱，x y为齿形离合器，4和6为双联滑移齿轮。z1=19，z2=38，z3=31，z4=26，z5=21，z6=36，z7=14，z8=12，积极轴I的转速n1=1000r/min。求四个档位时，轴III的转速。 题43图44图示轮系中，已知各原则圆柱齿轮齿数z1=z2=20，z3=60，z4=30，z4=22，z5=34，各轮模数相似。试计算轮3的齿数和传动比 i15。题44图 题45图45 图示轮系中，已知z1 = 15，z2 = 25，z2= 15，z3 = 30，z3= 15，z4 = 30， z4=2（右旋），z5=60，z5= 20，（m=4mm）。若n1=500r/min，转向如图中箭头所示，求齿条6线速度的大小和方向。表1 外啮合原则直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式 - 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