精密机械设计基础第3章习题答案.docVIP

第三章 3-1 解：截面法，求直杆任一截面处的内力。 1）截面Ⅰ-Ⅰ处的内力，根据平衡条件：F1＝30KN， (1＝30000/300＝100（Mpa） 2）截面Ⅱ-Ⅱ处的内力，根据平衡条件：F2＝30－50KN＝－20（KN） (2＝－20000/200＝－100（Mpa） 3）截面Ⅲ－Ⅲ处的内力，根据平衡条件：F3＝30－50＋80＝60（KN） (3＝60000/300＝200（Mpa） 杆的总变形为： 可知，最大轴向力发生在A3段内。因为[(] = 160MPa(3，所以杆较危险，但若考虑安全系数，则还有一定的欲度，未必破坏。 3-2 解：受力分析围绕C点，将AC、BC两杆截开得分离体，设FA、FB为拉力，根据平衡条件： 代入已知参数，解得KN。 亦可知，杆AC和杆BC所受轴向内力为KN。 则 ，所以AC杆和BC杆的强度合格。 3-3 解：受力分析围绕B点，将AB、BC两杆截开得分离 体，设F1压力，F2为拉力，根据平衡条件： 在B点可吊最大载荷为40KN（若是48KN，则AB杆内的应力会超出许用应力）。 3-4 解：题示螺栓联接有两个剪切面，则剪切力Q＝F/2＝100KN，由 得 ： ， 即螺栓直径应大于等于40mm。 3-5 解：题示铆钉联接剪切面，剪切力Q＝F 所以铆钉强度合格。 3-6 解：杠杆为三力杆，三力汇交，故在B点处受力F如图所示。列平衡方程： 代入F1＝50KN，解得FBX＝FBY＝25KN 即FB≈35KN。 螺栓B有两个剪切面，Q＝FB/2 所以铰链处螺栓B的直径应大于等于15mm。 3-7 解：最大剪应力 1m长度扭转角 3-8 解：1）采用截面法，首先在CB段内I-I处截开， 取右端分离体，根据平衡条件： Mn＝－M2＝－5000N.m 再在AB段内Ⅱ-Ⅱ处截开，取右端分离 体，根据平衡条件： Mn＝M1－M2＝7000－5000＝2000(N.m) 可作扭矩图如图。 2) =25(Mpa) 处于CB段外圆周边。 3) (rad) (rad) 所以(rad)(-0.103° 即截面C相对A的扭转角为 0.103° 3-9 解：， 由 , 代入 ＝96KN.m，＝533N/mm2 3-10 解：由，需用剪切力相等，得，即 d＝40cm，(＝0.6，解得：空心轴外径D＝42cm。 空心轴与实心轴的重量比为：＝0.42。 3-11 解：1）首先求支反力。 解得：RA＝100N，RB＝450N 2）采用截面法求剪力和弯矩 ① 截面1－1，取分离体如图，根据平衡： Q1(x)=RA=100N （0(x400） M1(x)=RA(x=100x (N(m) ② 截面2－2，取分离体如图，根据平衡： Q2(x)=RA-F2=-250N （400(x800） M2(x)=F2(400+Q2(x=140000-250x (N(m) ③ 截面3－3，取分离体如图，根据平衡： Q3(x)= F1=200N （800(x1100） M3(x)=-F1((1100-x)=-220000+200x (N(m) 其中，x＝400mm时，M(x)＝40 N(m x＝800mm时，M(x)＝-60 N(m 则根据计算结果作出剪力图和弯矩图如图。 3-12 解： 1）先求支反力。 得：RB＝－M0/(a+b)＝－M0/l 得：RA＝－RB= M0/l 2）截面法求剪力和弯矩 分别取截面1-1（左段）、2-2（右段），取分离体，根据平衡： Q1(x)=RA= M0/ l，M1(x)=RA(x=M0(x / l（0(xa） Q2(x)=RA= M0/ l, （a(xl） M2(x)=RB(x＝-M0(( l -x) / l 3-13 解：1）首先求支反力。 解得：RA＝RB＝ql/2 2）采用截面法求剪力和弯矩 ① 截面1－1，取分离体如图， 根据平衡： Q(x)=RA-qx=q(l/2-x) 3-14 解： 本结构相当于是一悬臂梁，端部受 一力F的作用，所以工件端点的挠度为