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1、徐州工程学院试卷 1、梁的受力及尺寸如图所示，其中q、a均已知，求梁的支座反力。解：先以BD为研究对象，画受力图，列平衡方程：F =0MA =0FA+FB- Fc- qa=0 2aFB + qaa/2 - 3qaa=0解得：FB=5qa/4 FA=11qa/42、图示由杆AC和杆CD构成的组合梁通过中间铰链C连接。已知均布载荷q=10kN/m，力偶M=40 kNm。试求支座A、B、D的约束力。解：先以CD为研究对象，画受力图，列平衡方程：F =0MC =0FD- Fc- 2q=0 4FD- M- 2q1=0 解得：FD=15KN 以AD为研究对象，画受力图，列平衡方程：FD+ FA +FB-4
2、q=0 4FD- M- 4FA -2FB =0 FB = 40 KN FA = -15 KN3、图示空气泵的操纵杆右端所受力为8.5kN，截面-和-均为高宽比h/b=3的矩形，材料的许用应力= 50MPa，试确定两截面的尺寸。解MO =0 F=8.50.72=16.1 KNM1 =8.5(0.72-0.08)=5.44 KNmM2 =16.1(0.38-0.08)=4.83 KNm=1.088105mm3 h/b=3 b1h12/6=3b3/61.088105 得：b141.7 mm，h1125.1 mm 得：b240.1 mm，h1120.3 mm4、图示轮系中，各齿轮齿数为Z1=20，Z2
3、=40，Z2=20，Z3=30，Z3=20，Z4=40。试求传动比i14（判断方向），并问：如果变更的符号，可采取什么措施？解 如果变更传动比符号，可采取齿轮3和齿轮4内啮合或加一个中间齿轮的办法。5、已知圆轴受外力偶矩M=2kNm，材料的许用剪应力t=60MPa， 试设计实心圆轴的直径。 若该轴改为=d/D=0.8的空心圆轴。试设计空心圆轴的内、外径，并求其面积之比。解： Tmax= M=2kNm tr r M/WTt 实心圆：WT= D3/16 D316M /t D0.0554m=55.4mm 4分 空心圆：WT= (D4- d04)/32D D316M /(1-4)t D66.0mm d
4、=D=0.866.0mm=52.8mm 4分 比较两者面积： 实心轴截面积A1 =D2 /4 =2410.5mm2 空心轴截面积A2 = 1231.6mm2=0.516、计算测量仪表机构的自由度。F= 3n - 2PL - PHF= 36 - 28-1=17、图示一搅拌机的功率为P=8 kW，连接电动机与搅拌浆叶的竖轴直径为 50mm，长为L的等截面实心钢轴，钢轴材料为45号钢，其许用剪应力=85 MPa。当搅拌机以转速n=180 r/min旋转时，试校核竖轴的强度。 M=9550 =9550=318.3 Nm 竖轴的强度足够8、绞车的鼓轮与棘轮固连，由向心轴承O支承。鼓轮上的钢丝绳受到被吊重
5、物的拉力G=28KN, 棘爪AB阻止鼓轮转动（如图），不计摩擦和各零件自重，各部尺寸如图（单位均为），求棘爪和轴承对棘轮的约束力。解：取棘轮为研究对象。它所受的力有：给定力G，棘爪（二力体 ）的压力S和轴承约束力NOX、NOY，b图取坐标系XOY。如图示，以O为矩心，列出平衡方程： X =0 Scos+NOX=0 Y =0 -Ssin+ NOY=0MO =0 -S*OK+G*OM=0 5分OK=OBsin 而cos=200/AB=200/2002-1202 =0.8575 S=G*OM/（OB*cos）=28*150/（200*0.8575）=24.5KN 将S值和各已知数据代入可得：NX=-
6、21 KN NY=40.6 KN 9、如图所示实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。已知轴的转速n=100r/min，轴传递功率P=7.5kW，材料的许用剪应力=40N/mm2， 试选择实心轴的直径D1和内外径之比为0.5的空心轴的外径D2。比较两者的面积。、解： M max= M=9550P/n=716.25Nm tr r M/WTt 实心轴：WT= D3/16 D316M /t D10.045m=45 mm 4分 空心轴：WT= (D4- d4)/32D D316M /(1-4)t D246.0mm d=D=0.546.0mm=23mm 4分 比较两者面积： 实心轴截面积A1 =D12
7、 /4 =1589.625mm2空心轴截面积A2 =D22 -d2/4=1245.795mm2 =0.5110、试作图示梁的弯矩图，并求最大弯矩。求支座反力，FA和FC。做受力图 平衡方程 MC=0 FA 2a+Fa = Fa FA =0平衡方程 Y=0 得： FC = F - 可作弯矩图如下11、计算图示筛料机构的自由度。主动凸轮F=3n 2PL - PH =36-28-1 =12、图示构架,O、B、C、E处为铰链。D处为辊轴（可动铰链）支座，不计各杆、绳、滑轮等的重量，不计铰链处的摩擦，已知物块A重为P，CD=DE=1m，BG=0.3m，试求：（1）平衡时CE杆上E处所受的约束力。（2）平
8、衡时CE杆上D处所受的约束力。 解：以GCE为研究对象： 作受力图。 列静力平衡方程： X=0 NEX-P sin60=0 Y=0 NEY+NDY-P cos60=0 ME=0 P cos602+P sin601.3-NDY1=0 解得：NDY=P（1+1.33/2)=2.1258P NEX=3/2 P=0.866 P NEY=P/2 - 2.13P= - 1.6258 P 13、如图所示，拉杆端部采用普通粗牙螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷F=15kN，载荷很少变动，拉杆材料为Q235钢，b=315MPa，安全系数取n=2，试确定拉杆螺纹的直径。解：拉杆材料的b=315MPa，安全系数取n=2
9、，=b/n =157.5 MPa 得 d 0.011m 即11mm 14、图示圆截面钢轧辊，CD段受均布轧制载荷q=1400N/mm的作用，材料的许用应力=160N/mm2，试确定直径d和d。解：作受力简图。求约束力。 FA C D FB 3分FA + FB =2000 q =2800kNFA = FB =1400kN作弯矩图AC段弯矩方程： MAC=1400X Mmax1 =700 kNmCD段弯矩方程： MCD= 1400X-1400（X-0.5）2/2=-700X2+2100X -175 Mmax2 =1400kNmDB段弯矩方程： MDB=4200 - 1400X Mmax3 = 70
10、0 kNm 2分求直径由 Mmax / Wz Wz=d3/32=0.1 d3d310Mmax1 /d0.35236 m或d0.3546md310Mmax2 /d0.44395 m 或d0.4468 m 15、计算图示加料机构的自由度。F=3n 2PL - PH =38-211-1 =216、图示为一轴流式风机的主轴，由功率为60 kW电动机带动，转速为n=980 r/min。A为联轴器，E为风机叶轮。AB段的直径为70mm，BC段的直径为90mm,CD段的直径为80mm。试作此轴的扭矩图，并求各段轴中的最大剪力。解： M=9550 =9550=585 Nm 扭矩图如下：又对圆轴有： EC和CD
11、段没有扭矩和剪力的作用。17、试求如图所示外伸梁支座反力和指定截面1-1，2-2上的剪力、弯矩。（1）计算支座反力取整个梁为研究对象，画受力图如下图。由平衡条件MA =0 M+4q2 - FB4=0得 FB=60/4 +4102/4=35KN由Y =0 FA + FB- 4q =0得 FA =410 -35 =5KN（2）求C处截面1-1上的剪力、弯矩。以C截面左端为研究对象，画受力图如图示，1-1截面没有剪力，只有内力偶矩Mc。 MC =0 , MC -M=0 得： MC = 60KNM 又： Qc =0（3）求C处截面2-2上的剪力、弯矩。以D截面右端为研究对象，画受力图如图示，2-2截面有剪力QD，有内力偶矩MD。列平衡方程。 MD =0 , -MD -q21+ FB2=0 得： MD = 50 KNM 又： QD = q2- FB= -15 KN18、画出下图所示回转柱塞泵机构的机械运动简图，并计算该机构的自由度。1 轮子 2 柱塞缸 3 柱塞杆 4 机架
