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1、-第 1 页补充习题补充习题(2014.9)-第 2 页机械基础补充习题机械基础补充习题第一章第一章 工程力学基础工程力学基础思思 考考 题题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，能匀速提升该重物？15 拧旋钮时，手指对旋钮施加的力偶由两个什么力组成？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，该力系是否平衡？为什么？17 一力系如图所示，且 F1=
2、F2=F3=F4。求此力系向点 A 和点 B 的简化结果。这两个简化结果是否相同？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，为什么通常高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大？110 如图所示的两根传动轴上各装有主动轮 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 试判别图示各剪应力分布图是否正确。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
3、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，结果中的正号说明什么？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-习习题题11 画出下列图中杠杆（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 组成的物系。题 12 图
4、题 13 图13 分别画出图中杆 AD 和 BC 在下述两种情况下的受力图（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。-第 3 页题 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
5、杆 ACD 的两个受力图，并分析这种画法是否恰当。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)表示以圆柱 O 和杆 AB 组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 匀速提升重物 Q。若已知物体 Q 的重量 G=4kN，=15，=45，
6、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，各杆自重和摩擦忽略不计。已知活塞 1 上受到的液压推力 F=3000N，要求压块 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)所示三种情况指出约束反力 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
7、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=+2000Nm。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 上以防止连杆在图面内转动。若不加夹紧并
8、忽略摩擦，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 重力坝受力情况如图，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 构件的支承及载荷情况如图(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
9、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。-第 4 页题 118 图-5-119 图示的曲柄压力机由飞轮 1、连杆 2 和滑块 3 组成。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、F
10、4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 组成，O、A、B、D均为铰链连接。已知 BD=300mm，CD=OE=400mm，OD=1000mm，ODOE，其余角度如图示，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，其它重量不计。求铰链
11、 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，其余尺寸如图所示。-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
12、 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 组成，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 至少应多大才能保证跑车不致翻倒？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
13、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。-第 5 页129 物体 Q 重 1200N，由图示三杆 ADB、BC、CDE 和滑轮 E 组成的构架支持。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 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。
14、题 131 图题 132 图132 横截面积为 5 cm2的直杆，其受力情况如图所示。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。其上板的受力情况如图(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-
15、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 在图示结构中，钢索 BC 由一组直径 d=2mm 的钢丝组成，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）组成，材料都是 Q235-A 钢，许用应力=120MPa，每根角钢的截面积A=8.16cm
16、2。(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
17、材料相同。许用拉应力=160MPa，许用剪应力=120MPa，许用挤压应力jy=340MPa。试校核该接头是否安全。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，主动轮 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)试确定 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，试确定 d 值；(3)主动轮和从动轮如何布置较合理。-第 6 页-9-1-43 求外伸梁截面 E 和 D 处的弯矩。题 1-43 图
18、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，试确定辊轴的直径。图中尺寸单位为 mm。题 1-45 图1-46 图中 a 和 b 表示形截面的铸铁梁。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
19、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，载荷情况如图所示。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.。
20、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-第四章第四章 机械传动基础机械传动基础习习题题41 已知一对标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=160mm，齿数z1=20，z2=60，求模数和分度圆直径。42已知一对标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=81.25mm，传动比 i=2.611，模数m=2.5mm，正常齿。试按表 1 确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，主动轴 I 的转速n1=1000r/min。求四个档位时，轴 III 的转速。-第 7 页题 43 图44 图示轮系中，已知各标准圆柱齿轮齿数z1=z2=20，z3=60，z4=30，z4=22，z5=34，各轮模数相同。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。表表 1 外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式-12-