化工机械基础第二版第一篇部分习题解答

第一篇习题答案3起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30kN，求水平力P及绳子拉力T。GPTOxy解：（1）为研究对象，画受力图。 （2）选坐标轴，列平衡方程。(b)(a)由式（b）得， （）代入式（a），得 （）6. 梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。在AC上作用有一垂直力P。如不计梯子自重，当P600N，a=75，h=3m，a2m时，求绳的拉力的大小。解：NBNAAAPNBNATTCB（1） 取整体为研究对象，列平衡方程（2） 取AB杆为研究对象、51.76N10、两块Q235-A钢板对焊起来作为拉杆，b=60mm，=10mm。已知钢板的许用应力为160MPa，对接焊缝许用应力128MPa，拉力P=60KN。试校核其强度。答：因故强度足够。12、简易支架可简化为图示的铰接三角形支架ABC。AB为圆钢杆，许用应力=140MPa；BC为方木杆，许用应力=50MPa。若载荷P=40KN，试求两杆的横截面尺寸。解：（1）以点为研究对象，画受力图如下。（2）利用平衡条件求Fab、Fbc (1) (2)由已知条件 BPFABFBC由式（2）得=44.72KN代入（1）式，得=20KN（3）求AB杆的横截面尺寸（4）求BC杆的横截面尺寸-17(b) 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出Mmax解：（1）求支座反力NANBpa（2）写弯矩方程式取A点为原点AB段：BC段：（3）求特征点弯矩MA=0 Mc=0 MB=-pa(4)画弯矩图（5）求最大弯矩17(g) 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出Mmax+ql20.5ql2解：取B为原点，向左为x轴正向 画弯矩图如右17(m) 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出MmaxNBNCa2a+解：（1）求支座反力 （2）写弯矩方程式取A点为原点AC段：BC段：（3）求特征点弯矩 （4）画弯矩图（5）求最大弯矩由高数知，最大弯矩在x=1.5a处19。悬臂管道托架上，支承管道重8KN，l=500mm，梁用10号工字钢，材料的弯曲许用应力=120MPa。问工字梁的强度是否足够。解：最大弯矩发生在集中力作用处由附表8查得10号工字钢WZ=19cm3故梁的最大正应力为因 故强度不够。23. 横梁设计为矩形截面h/b21，许用应力=160MPa，求此梁的最大挠度和最大转角。钢材的弹性模量E=2.0105MPa。图中P=20KN,q=10KN/m，l=4m。NBNA解：(1)由强度条件确定矩形截面的惯性矩JZNA=NB=（20+104）/2=30KN最大弯矩发生在梁中点，由 得 取因 故b=72.11mm h=144.22mm则(2)求最大挠度(3)求最大转角24. 销钉联接，已知P=18KN，板厚t1=8mm，t2=5mm，销钉与板的材料相同，许用剪应力=60MPa，许用挤压应力jy=200MPa，销钉直径d=16mm，试校核销钉强度。解：（1）校核螺栓的剪切强度由平衡条件可得剪切面上的剪力剪切面积： 所以剪切强度足够。（3）校核螺栓的剪切强度有三处挤压，由于板厚不一样，故应分开校核中间：挤压力为 挤压面积 两边： 挤压力为 挤压面积 由上可见，最大挤压应力在中间，因 故挤压强度足够。27. 某搅拌轴材质为45号钢，其许用应力=31MPa，轴的n20r/min，传递功率为N=5KW。试求此实心轴的直径。解： 根据 取d=73mm28. 某化工厂的螺旋输送机，输入功率为7.KW。现拟用外径D=50mm、内径d=40mm的热轧无缝钢管做螺旋的轴，轴的转速n150r/min，材料的扭转许用剪应力t=50MPa，问强度是否足够?解：对于空心圆轴强度足够。37. 链环由直径d=20mm的圆钢制成，距离a=50mm。钢材的许用应力=100MPa。如果图示链环有缺口，其许可拉力P为多大？如果将缺口焊好，则其许可拉力P为多大？解：（1）链环有缺口，则圆钢受弯拉组合作用。（2）链无缺口，则圆钢受拉伸作用39.电动机的功率为7.5KW，转速为735r/min，皮带轮直径D=250mm，主轴外伸部分l=120mm，主轴直径d=40mm。若 =60MPa，试用第三和第四强度理论来校核主轴的强度。解：根据第三强度理论：强度足够根据第四强度理论：强度足够。9