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1、精密机械设计基础第3章习题答案 第三章 3-1 解：截面法，求直杆任一截面处的内力。 1）截面-处的内力，根据平衡条件： F 130KN ， 130000/300100（Mpa ） 1 114 100 10000.52022 l l mm E ?=?=? 2）截面-处的内力，根据平衡条件： F 23050KN 20（KN ） 2 l ?3）F 3l ?) 3-2 解： 。 259.8B BC MPa ，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F 1压力，F 2为拉力，根据平衡条件： 2sin30F F ?= 20.50.548B
2、C F F B KN =?= 21cos30F F ?= 210.50.5/cos300.540AB F F F A KN =?=? 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）。 F 1F 2 F B F A 1F 2 3-4 解：题示螺栓联接有两个剪切面，则剪切力Q F/2100KN ，由2 /4 Q d = 得 ： 40d mm ， 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 222 4424 106/4(17) Q F KN MPa d d mm ?= =? 所以铆钉强度合格。 3-6 解：杠杆为三力杆，三力汇
3、交，故在B 点处受力F 如图所示。列平衡方程： 12122()040sin 45800cos 450sin 45B X BX Y BY M F F F F F F F F F F ?=?-? =-+? =-? 即d 15mm 。 3-7 3-8 段内I-I 处截开， 体， 122000(N.m) 可作扭矩图如图。 2) ma m x ax max 33 50000.20.20.1 t Mn Mn W d =?=25(Mpa) 处于CB 段外圆周边。 3) 11 64 5000 0.50.00382000100.10.1 p Mn l GI ?-= ?-?(rad) 2264 2000 0.50
4、.001282000100.10.1 p Mn l GI ?= ?(rad) 所以123 1.20.0018?=+=-+=-(rad)-0.103 即截面C 相对A 的扭转角为 0.103 F B M 1 M 2 Mn Mn 2000 -5000 + - 3-9 解：444464()(10050)910()3232p I D d mm =-=-?，6 53910 1.810()/2100/2 p t I W mm D ?=? 由 1.5/1800.26()rad ?=? ,2000l mm = 代入 max /p GI l Mn ?=96KN.m ，a max m x t Mn W =533N
5、/mm 2 3-10 解：由t Mn W ，需用剪切力相等，得t t W W 空实=，即3430.2(1)0.2D d -= 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：(1) D d -0.42。 3-11 解： ? 2 3-12 解： 0y A B F R R =+ 得：R A R B = M 0/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： Q 1(x)=R A = M 0/ l ，M 1(x)=R A ?x=M 0?x / l （0x R B x x 2 2 3 3 3-13 解：1）首先求支反力。
6、00()0y A B l A B F R R ql M F R l qxdx ?=+-? =-? 解得：R A R B q l /2 2）采用截面法求剪力和弯矩 截面11，取分离体如图， 根据平衡： Q(x)=R A -qx=q(l /2-x) 2()/2/2/2A M x R x qx x qlx qx =-?=- 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 3 max 3Fl y EI = 3-15 解：? ? 2 其中，x 2m 时，M max 2F/3 N ?m x 4m 时，M(x)-2F/3 N ?m m a x m a x 23M F W W = = 得许用载荷： 3 3160318444.2162 W Mpa cm F KN ?= 1 1 2 2 A R A R