機械基礎(chǔ)習題集答案

1、第一章靜力學一、填空1、 力對物體的作用效應(yīng)取決于力的三要素，即力的力的大小 、力的方向 和 力的作用點 。2、 平衡是指物體 相對于地球保持靜止 或作勻速直線運動的狀態(tài)。3、 柔性約束對物體的作用力為沿柔體伸長的 方向的_拉_力。4、鉸鏈約束分為_固定鉸鏈_和_活動鉸鏈_。5、活動鉸鏈的約束反力必通過 _鉸鏈中心并與支承面相垂直。6、 固定鉸鏈的約束反力是隨 _轉(zhuǎn)動零件所處的位置的變化 一而變化的，通常可用_兩個相互垂直的分力_表示。約 束反力的作用線必定通過 鉸鏈的中心_。7、 固定端約束反力一般情況下可分解為相互垂直的兩個分力和一個阻止其轉(zhuǎn)動的力偶矩。8、力對物體的作用效果是使物體運動狀

2、態(tài)發(fā)生變化或使物體產(chǎn)生變形.。9、平面匯交力系平衡的幾何 條件是一力多邊形自行封閉_；平衡的解析條 件是_力系中所有各力在兩坐標軸上的投影的代數(shù)和分別為零 _。10、 作用于物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力，合力的作用點為該兩力的作用點合力的大小和方向用 該兩個分力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線表示。11、 力偶對物體的轉(zhuǎn)動效應(yīng)取決于 _力偶矩的大小_、_力偶的轉(zhuǎn)向_和_力偶作用面的方位 三要素。12、 力偶是指_作用于同一物體上大小相等，方向相反，而作用線不在同一直線上的一對平行力。13、 物體受到的力一般可分為兩類，一類是使物體產(chǎn)生運動的力稱為 _主動力另一類是約束體對物體的 運

3、動起限制作用的力稱為 約束反力_。14、 作用在剛體上各個力的作用線如果均在同一平面內(nèi)，則這種力系稱為_平面力系平面力系中如果各力的作用線都匯交于一點，這樣的力系又叫做_平面匯交力系_；若平面力系中各力的作用線均相互平行，這種力系稱為_平面平行力系_；作用在物體上的各力的作用線在同一平面內(nèi)，若它們既不匯交于一點，又不相互平行，這樣的力系稱為 _平面任意力系_。15、 平面匯交力系的合力對平面內(nèi)任一點之矩等于_該力系中各分力對同一點的力矩的代數(shù)和_。16、 任意一個平面任意力系均可向物體內(nèi)的任一點進行簡化，簡化結(jié)果得到0 個主矢_，它等于原力 系中各力的矢量和_，作用在_簡化中心一；一個主矩_，

4、它等于_原力系中各力對簡化中心之矩的代數(shù)和 _。17、平面任意力系平衡的必要和充分條件是:力系的主矢和力系對任一點的主矩都等于零18、 在應(yīng)用平衡方程求解平衡問題時，為使計算簡化，通常將矩心選在_多個未知力的交點上_，而坐標軸盡可能選取為_與該力系中多數(shù)未知力的作用線平行或垂直_。19、最大靜滑動摩擦力的大小與 兩物體接觸面上的垂直壓力 _成正比。20、工程上凡對依靠摩擦維持平衡的物體，若在滿足一定的幾何條件下，不論主動力的大小如何，總能保 持平衡而不滑動，這種現(xiàn)象稱為 自鎖_。二、判斷題1、物體作勻速直線運動時的狀態(tài)屬于 平衡狀態(tài)。（V）2、 作用在同一物體上的 兩個力，使物體保持平衡時，則

5、這兩個力大小相等、方向相反、作用線重合。（V）3、 力對物體的作用效果僅取決于力的大小及方向。（x ）4、 合力是各個分力的合成，因此合力一定大于分力。（X）5、 力偶不能用一個力來等效替換。（V）6、 平面力偶系達到平衡狀態(tài)時，合力偶矩必等于零。（V）7、 國際單位制中，力的單位用千克（kg ）表示。（X）8、 組成力偶的兩個力，大小相等，方向相反，所以其合力為零。（X）9、 當平面一般力系對某點的主矩為零時，該力系向任一點簡化的結(jié)果必為一個合力。（x ）10、 一個物體只受三個力而平衡，則這三個力的合力一定為零。（V）11、 力偶可在其作用平面內(nèi)任意移動而不影響其對構(gòu)件的作用效應(yīng)。（V）1

6、2、 在外力大小相等和接觸面摩擦因數(shù)相同的條件下，V型槽面的夾角愈小，其契形滑塊的摩擦力愈大。（V）13、 摩擦力總是阻礙物體的運動，所以總是有害的。（X）14、 若兩個力在同一軸上的投影相等，則這兩個力必相等。（X）15、 由力的多邊形法則求平面匯交力系的合力時，其合力作用點仍為各力的匯交點，合力的大小和方向與各力相加的次序無關(guān)。（V）(V)16、作用于物體上的力，均可平移到物體的任一點，但必須同時增加一個附加力偶。(X)17、平面任意力系簡化后，其主矢量與簡化中心有關(guān)，主矩與簡化中心無關(guān)。18、 力偶對其作用面內(nèi)任意點的力矩值恒等于此力偶的力偶矩，而與矩心的相對位置無關(guān)。（V）19、 靜滑

7、動摩擦因數(shù)是隨著相對運動速度和單位面積上的壓力的變化而變化的。（X）20、 如果某剛體上僅受兩個大小相等、方向相反的力的作用，那么該剛體就一定處于平衡狀態(tài)。（X）三、選擇題1、力的法定計量單位是（D ）。A、千克力（kgf） B、達因（dyn）6噸（t）D、牛頓（N）2、光滑面約束的特點是（C）。A、只能限制物體沿接觸面公切線方向并指向光滑面的運動B、只能限制物體沿接觸面公切線方向并背離光滑面的運動C、只能限制物體沿接觸面公法線方向并指向光滑面的運動D、只能限制物體沿接觸面公法線方向并背離離滑面的運動3、 平面力偶系平衡條件是（B ）。A、平面力偶系中各力偶矩的代數(shù)和是一個常量B、平面力偶系中

8、各力偶矩的代數(shù)和等于零C、平面力偶系中各力偶方向相同D、平面力偶系中各力偶方向相反4、 有兩個共點的力，力的大小分別為9N、12N，兩力的夾角為 90°,則此兩力的合力為（B） N。A、3 B、 15 C、 21 D、 305、 力偶對物體產(chǎn)生的運動效應(yīng)為（A ）。A、只能使物體轉(zhuǎn)動B只能使物體移動C既能使物體轉(zhuǎn)動，又能使物體移動D既不能使物體轉(zhuǎn)動，又不能使物體移動6. 下列表述中正確的是（D）。A、任何平面力系都具有三個獨立的平衡方程式B任何平面力系只能列出三個平衡方程式C在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個投影軸必須相互垂直D平面力系如果平衡，該力系在任意選取的投影軸上投影的

9、代數(shù)和必為零7. 下列表述中不正確的是（B）。A、力矩與力偶矩的單位相同B改變力偶中力的大小和力偶臂的長短，則一定改變力偶對物體的作用效果C一個力偶不能用一個力來進行平衡D力偶對任一點之矩等于其力偶矩，力偶中兩個力對任一軸的投影的代數(shù)和必等于零8. 如圖所示系統(tǒng)只受 F作用而處于平衡。 欲使A支座約束反力的作用線與 AB成300角，則斜面的傾角a應(yīng)為（D）B、30C、459.如圖所示，在剛體上D、60A B C三點分別作用三個大小相等的力F1、F 2、F 3,則(C)。A、剛體平衡B剛體不平衡，其簡化的最終結(jié)果是一個力C剛體不平衡，其簡化的最終結(jié)果是一個力偶D剛體不平衡，其簡化的最終結(jié)果是一個

10、力和一個力偶10、判斷下圖所示平面匯交力系中哪一個合力最大？ （B）3N3N3N4N4N3N4N11、兩個平面匯交力系的力的關(guān)系圖如圖所示，其中結(jié)論正確的是（C）。<3）A、圖a力系與圖b力系都是平衡力系B圖a力系與圖b力系都不是平衡力系C圖a力系是平衡力系，圖 b力系不是平衡力系D圖a力系不是平衡力系，圖 b力系是平衡力系12、某機構(gòu)如圖a所示，所給桿件 AB的四個受力圖中（A）。A、圖b正確 B、圖c正確 C 、圖d正確 D 、圖e正確13、如圖所示的各圖為平面匯交力系所作的力多邊形，下面說法正確的是（）。u)b)c)d)A、圖a和圖b是平衡力系B 、圖b和圖c是平衡力系C 、圖a和

11、圖c是平衡力系D、圖c和圖b是平衡力系14、重力為G的圓柱放在如圖a所示的結(jié)構(gòu)中，在 A點與光滑墻面接觸，在 C點與光滑板接觸，在所給的 四個受力圖中，（C）是正確的。A、圖b B 、圖c C圖d D 、圖e15、關(guān)于力偶與力矩的論述，（ D）是正確的。A、力偶對物體的作用效果與其在剛體作用面內(nèi)的具體位置有關(guān)。B力偶對剛體既產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)又產(chǎn)生移動效應(yīng)C力偶可用一個力來等效替換D力偶對任意點之矩都等于力偶矩16、下面說法錯誤的是（D）。A、一個力平移后得到一個力和一個力偶B個力可分解為一個力和一個力偶C一個力和一個力偶可以合成為一個單獨的力D個力和一個力偶可以合成為一個單獨的力偶17、 平面平行

12、力系獨立的平衡方程式只有(B)個。A 1個 B、2個 C 、3個 D、4個18、下面(C)不是平面平行力系的方程組。A、XFx=0工MO(F)=0 B、工 Fy=O工 MO(F)=0CXFx=0工Fy=0D、工 MA( F) =0 工MB( F)=0S,則沿槽推動楔塊所需的最小水平19、楔形塊放在V形槽內(nèi)如圖所示，其兩側(cè)面間的靜滑動摩擦因數(shù)為卩 力P為(A)。sQsinsQ2sinC、sinD、20、設(shè)全部主動力的合力與接觸面法線間的夾角為a,摩擦角為，則a與滿足( 現(xiàn)象。C)關(guān)系時產(chǎn)生自鎖A、a B四、簡答題aW /2C、aW D 、aW 21、如圖所示，在物體的A點上作用有一個力P,若在B

13、點再作用一個力,能否使物體保持平衡。為什么?答：不能，因為如果剛體只受兩個力作用而處于平衡時，這兩個則必定大小相等、方向相反且作用線重合?，F(xiàn)在B點處找不到能與 P力重合的作用線。2、怎樣在A、B兩點加力，使圖中a、b兩個物體保持平衡?(a)(fr)答：如圖所示:3、推車時，人給小車一個作用力，小車也給人一個反作用力。此二力大小相等、方向相反、且作用在同 一條直線上，因此二力互相平衡。這種說法對嗎？為什么？答：不對，二力平衡是指大小相等，方向相反且作用線重合的兩個力同時作用于同一個物體上，上面的作 用力與反作用力是分別作用于不同的物體，因此不能說它們互相平衡。4、怎樣畫出物體的受力分析圖？答：畫

14、受力圖的步驟為：（1）確定研究對象；（2）解解除研究對象上的全部約束，畫出分離體；（3）畫出分離體上的全部主動力；（4）按照約束的性質(zhì)畫出全部約束反力；即用約束反力代替原來約束對物體的作用力。5、兩個力三角形中的三個力的關(guān)系如圖所示，試述這兩個圖中力三角形的含義？答: (a) Fi+F2= F3(b) F1+F2+F3 = 06、力偶不能用一個力來平衡，為什么圖中的滑輪能平衡?答：圖中滑輪在 0點受到一個向上的作用力，力偶 m是與力P和滑輪在0點受到向上的作用力這一對力 構(gòu)成的力偶相平衡。7、求解平面任意力系平衡問題時，怎樣選取直角坐標軸和矩心，才能使計算比較簡捷。答：在應(yīng)用平衡方程解平衡問題

15、時，將矩心選在多個未知力的交點上，將坐標軸盡可能選得與該力系中多數(shù)未知力的作用線平行或垂直，可使計算簡化。8、在簡化一個已知平面力系時，選取不同的簡化中心，其主矢和主矩是否發(fā)生變化？簡化后的力系對物 體的作用效果是否發(fā)生變化？答：主矢不變化，仍等于原力系中各力的矢量和；主矩變化，主矩等于原力系中各力對簡化中心之矩的代 數(shù)和；簡化后的力系對物體的作用效果不發(fā)生變化。9、如圖所示，物體重 G,與水平地面間的靜摩擦因素為卩s，欲使物塊向右滑動，將圖 a的施力方法 與圖b的施力方法進行比較，哪一種比較省力，為什么？答：b比較省力，因為其摩擦力小。在接觸面上有相互阻礙或阻止滑動10、把一個物體放在不光滑

16、的平面上，此物體是否一定受到摩擦力的作用? 答：不一定，只有當兩個接觸物體沿接觸面相對運動或有運動趨勢時， 的現(xiàn)象發(fā)生，才受到摩擦力的作用。五、分析與計算題1、畫受力圖(未畫重力的物體其重力均不計)(1)試畫出圖示中的球的受力圖。(2)分別畫出A輪、B輪的受力圖。(3)畫出棘輪機構(gòu)中棘輪及棘爪的受力圖。(4)畫出圖示杠桿 OAB的受力圖。(5)試畫出圖示中AB桿、BC桿及銷釘B的受力圖。B(6) 液壓夾具如圖所示，已知液壓缸油的壓力為 P,沿活塞桿 AD的軸線作用于活塞。機構(gòu)通過活塞桿 AD，連桿AB使杠桿BCD壓緊工件。設(shè)A、B均為圓柱銷釘連接，0為鉸鏈支座，C、E為光滑接觸面。 試畫出夾具

17、工作時各零件的受力圖。(7) 畫出機床導軌的受力圖(8) 畫出支架 ACEF、BDEH及輪G的受力圖(9) 畫出圖示夾具中杠桿 ABC、導柱CDH、拉桿DE及壓板EFG的受力圖。1、工件2的受力圖。(10) 圖示為一銃床夾具，當擰緊螺母時，壓板便壓緊工件，試畫出壓板和工件(12)試分別畫出下面物體系統(tǒng)中的桿AD BC以及重物E的受力圖。2、起重機吊起重 G=20kN的鋼管如圖所示，已知a=15°試求鋼絲繩所受的拉力。解：T = =2038.64kN2sin 2 sin15答：T= 38.64kN3、由AC、BC兩桿組成的支架，A、B為固定鉸鏈支座，C為連接兩桿的銷子與兩桿組成中間鉸鏈

18、，在 銷子C上懸掛一個重力 G=15kN的物體，兩桿與鉛垂線夾角分別為a=30 °、3 =60°若不計兩桿重量,求兩桿所受的力。第3題圖解：NBCsin60 o=Nabsin30 oNbccos60 o+NAbcos30o=GNBC = 7.5 kNNAc= 12.99kN答：NBC受力為7.5 kN N ac受力為12.99kN4、用組合機床加工某零件殼體上的多個徑向孔，各個徑向孔間的角度如圖所示， 已知Fi=100N、F2=50N、F3=800N、F4=150N，求該力系的合力為多少。第4題圖解:Rx=-F 2cos45o- F3+F4cos30o=-50cos45o-

19、 800+150cos30 o=-705.5Ry=_Fi-F2si n45o +F4si n30o= -100-50si n45o+150si n30o=-60.4R 、'_Rf=V；705.52 + 60.42 = 708N答：合力F = 708N5、如圖所示，起重葫蘆勻速吊起一減速箱蓋，箱蓋重G=800N，已知鐵鏈與鉛垂線的夾角a=35 °, 3 =25求鐵鏈AB和AC的拉力。第5題圖解: Tab sin a = Tacsin 3TabCOS a + Tac cos 3 =GTabs in 35o= Tacs in 25oTab cos35o+ Tac cos25o=80

20、0答：鐵鏈 Tab = 390.4N ,鐵鏈 Tac=529.8N6、一對圓柱齒輪大齒輪的分度圓直徑d2= 400mm，其齒廓受小齒輪給予的法向壓力Nn=2kN，壓力角a =20°,試求Nn力對大齒輪中心的轉(zhuǎn)動力矩 Mo (N)值。解：m°(N) Nn cos、o2cos20400答: Mo ( N)= 0.376kNm7、圖示中輪子重20kN，半徑r=400mm。今用一個通過其中心的水平力P使此輪越過高h=80mm的臺階，求此水平力的大小。如果要使作用的力為最小，問應(yīng)沿哪個方向用力？并求此最小力的值。第7題圖解：P r h G , r2cosG r2 r h 220 40

21、02400 8°2 15kN400 80r h arccosr400 80arccos40036° 52'20 4002400 8012kN 400答：水平力的大小為 15kN，沿著與水平方向向左呈 36° 52'用力，作用力最小；最小力的值為G、：r2 r h 2Pmin12kN。8、如圖所示，從鉆套中卸鉆頭時，將一楔鐵插入，用錘輕敲即能卸下鉆頭，設(shè)楔鐵之楔角a 力P=300N，試求楔鐵對鉆頭的作用力（不計摩擦力）=10° ,錘擊第8題圖9、圖示中的矩形鋼板, 并且P和 P',PbPmin、a2 b2_Pb_爲2b2200_24

22、22第9題圖89.44N解：FDsina -P=03001727.6Nsinsi n10答：契鐵對鉆頭的作用力為1727.6Na=4m, b=2m ,要使鋼板轉(zhuǎn)動，需在板的1、3兩點加兩平行、反向的力P= P' =200N,問應(yīng)當如何加力可使鋼板轉(zhuǎn)動且用力最小，并求這最小的力Pmino答: Pmin=89.44N10、如圖所示，一機床床身總重數(shù)為17.5kN ;使床身傾斜（B =20 °）時，秤上讀數(shù)為25kN，用稱秤法測量重心位置。機床床身水平放置時（B15kN ;床身長 AB=2.4m。試確定床身=0）,秤上讀AB方向重心的位置。第10題圖P 稱 ABcos = Gxco

23、s解:P稱AB17.5 2.4 “x =1.68G25答：距B點1.68m11、在多孔鉆床上加工一底盤上的六個孔。每個鉆頭的切削力偶矩的值均為m=10Nm，底盤用二個螺栓卡在鉆床工作臺面的 T型槽中，兩螺栓的距離l=500mm ;求此兩個螺栓所受的作用力。第11題圖解：Tl=6M6M6 100.5120N答：120N12、如圖所示，多孔鉆床在水平放置的工件上鉆孔時，每個鉆頭對工件施加一壓力和一力偶，已知：三個力偶的力偶矩分別為 m1=m2=9.8Nm，m3=19.6Nm，固定螺栓 A和B之間的距離l=0.2m，求兩個螺栓所受 的水平力。第12題圖解:K1M1M2M39.8 9.8 19.6“N

24、a123196Nl0.2答:196N13、斜齒圓柱齒輪輪齒受力情況如圖所示，已知Fn=1kN , a =20° ,3 =15°。試求圓周力 Ft、徑向力Fr和軸向力Fx的大小。第13題圖解：Ft=FnCOSa COS 3Fx=FnCOSa sin 3Fr=F nsin a答：Ft=0.9077kN , Fx=0.2432 kN , Fy=0.3420 kN14、汽車起重機在圖示位置保持平衡，已知起量Q=10kN，起重機自重 G=70kN。求A、B兩處地面的反力。并問起重機在此位置的最大起重量為多少。2.0m 1 .1 |第14題圖解：2G 3Q 2.5N B 0Nb3Q2

25、70 3 10 kN2.52.5Na G Q Nb 70 10 44 36kNQ max70 246.67kN3答：Na = 36 kN , Nb = 44 kN ,起重機在此位置的最大起重量為46.67 kN。15、龍門刨床工作臺如圖所示，已知工作臺重量G=20kN，兩導軸各承受 G/2，靜滑動摩擦因數(shù)卩s=0.05,23 =60。，求導軌的最大靜滑動摩擦力。第15題圖G解：N2G2si n4si nGGGG1201 F max2N sS 2 X XS +S =S10.05124si n2 2sin2sin301.5kN答：導軌的最大靜摩擦力為1.5kN16、簡易升降裝置如圖所示，貨物和吊筒

26、共重 出重物上升和下降時繩子的張力。25 (kN ),吊筒與滑道間的靜滑動摩擦因數(shù)卩s=0.3,分別求第16題圖解：T Gsin70 Gcos70 S 26.06kNT Gsin 70 Gcos70 s 20.93kN答：重物上升時繩子的張力為26.06kN，重物下降時繩子的張力為20.93kN。間的靜滑動摩擦因數(shù)卩17、如圖所示在軸上作用著一個力偶，力偶矩 M=1kNm。軸上有直徑d=500mm的制動輪，輪緣和制動塊s=0.25。問制動塊應(yīng)對制動輪施加多大的壓力Q,才能使軸不轉(zhuǎn)動。Msd10000.25 5008kN第17題圖答：8kN18、變速箱中雙聯(lián)滑移齒輪如圖所示，已知齒輪孔與軸間的靜

27、滑動摩擦因數(shù)為卩s雙聯(lián)齒輪與軸的接觸長度為b。問撥叉（圖中未畫出）作用在齒輪上的力P到軸線的距離a為多少時，齒輪就不會被卡住。（齒輪重量忽略不計）第18題圖解：Na NB 0Pa NBb 0Pana n bb要保證雙聯(lián)齒輪在力作用下滑動的條件為:PFaFbFa NaFbNbPNa NbP 2Pab答：a19、如圖所示，有 A、B二物體重疊放在粗糙水平地面上，設(shè)A、B間的最大靜滑動摩擦力為Fi, B物與地面間的最大靜滑動摩擦力為F2，在物體A上加一水平力P，若第19題圖(1) Pv Fiv F2 ; (2) Fiv Pv F2 ;(3) Fi >P> F2 ; (4) P>Fi

28、 > F2;則 A、B 兩物體各作什么運動？答：(i) A、B靜止；(2) A動，B靜止；(3) A B作為一個整體運動；(4) A B作為一個整體運動 注：(4) A、B作為一個整體的加速度大于(3)作為一個整體的加速度20、圖示構(gòu)件i、2通過楔塊聯(lián)結(jié)，已知楔塊與構(gòu)件間的靜滑動摩擦因數(shù)卩s=0.i，試求楔塊能自鎖的傾角第20題圖解：略 答：aW ii° 25i第二章材料力學、填空題1、為保證構(gòu)件使用時安全可靠，必須使其具有足夠的強度、剛度 和 穩(wěn)定性，同時還要符合 經(jīng)濟性的原則。2、 構(gòu)件在外力作用下其基本的變形方式主要有：拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等種類。3、 材料

29、喪失正常工作能力時的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力 或危險應(yīng)力。4、材料的屈服強度和抗拉強度分別是塑性材料和脆性材料的極限應(yīng)力。5、合理確定 安全系數(shù)，是解決安全與經(jīng)濟矛盾的關(guān)鍵。相互接觸的局部區(qū)域，而壓縮應(yīng)力分布于6、擠壓應(yīng)力與壓縮應(yīng)力的區(qū)別在于擠壓應(yīng)力只分布于兩構(gòu)件 整個構(gòu)件內(nèi)部 。7、起重機用鋼絲繩加速提升重物時，在鋼絲繩中產(chǎn)生的應(yīng)力稱為動荷應(yīng)力正比，圓心處的剪力為零，橫截面邊8、圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上某點剪切應(yīng)力與該點至圓心的距離成 緣的剪應(yīng)力最大，剪應(yīng)力沿截面半徑成 線性分布。9、 構(gòu)件在外力作用下單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，拉伸、壓縮時的應(yīng)力用符號b表示。N10、 拉伸（壓縮）時的強度條件為。A11

30、、利用強度條件可以解決校核強度、選擇截面尺寸、確定許可載荷 等問題。12、計算擠壓面積時，當擠壓面是平面時，擠壓面積為接觸面積：當接觸面是曲面時，擠壓面積為受擠壓部分圓柱表面在擠壓力方向上的投影面積。13、 許用切應(yīng)力的符號為 t ，許用擠壓應(yīng)力的符號為小。14、 圓軸扭轉(zhuǎn)時其橫截面上有切應(yīng)力。其分布規(guī)律為各點的切應(yīng)力的方向與直徑相垂直，大小為 與該點到圓心的距離成正比，最小切應(yīng)力位置在 圓心。其值為 零，最大切應(yīng)力的位置在 圓周上。15、 構(gòu)件彎曲時，其橫截面上有與截面相垂直的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力 .其大小為 與到中性軸的距離成正比 。 中性軸處值為零，邊緣處的值為最大。16、 壓桿在軸向壓力作用

31、下保持其原有平衡狀態(tài)的能力稱為壓桿的穩(wěn)定性。17、 構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞時的主要原因是應(yīng)力集中。因此消除或改善構(gòu)件的應(yīng)力集中 對提高構(gòu)件的疲勞強度十分重要。18、 構(gòu)件外形突然變化而引起局部應(yīng)力急劇增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。19、 圓軸扭轉(zhuǎn)時，強度條件的計算公式為max MA ，該式表達的意義是，為了保證圓軸在扭轉(zhuǎn)時Wn安全可靠，必須使危險截面上的最大切應(yīng)力 不超過材料的 許用切應(yīng)力。20、 面積相同的圓形、豎放的矩形和工字形截面，它們的抗彎截面模量以工字形截面 最大， 豎放的矩 形截面次之,圓形最小。、判斷題1、 構(gòu)件工作時，其橫截面上承受的最大應(yīng)力應(yīng)小于或等于材料的極限應(yīng)力。（X）2、 合理確定

32、安全系數(shù)，是解決構(gòu)件安全性與經(jīng)濟性矛盾的關(guān)鍵。（V）3、構(gòu)件產(chǎn)生剪切變形的外力條件是該構(gòu)件受到一對大小相等、方向相反、作用線與構(gòu)件軸心線重合的力的作用。（X）4、 所謂內(nèi)力即構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生抵抗外力使構(gòu)件變形的力。（V）5、拉伸（壓縮）變形其橫截面上的應(yīng)力垂直于橫截面，并在橫截面上均勻分布，這種應(yīng)力稱為正應(yīng)力。（V）6、 圓軸扭轉(zhuǎn)變形時其橫截面上的應(yīng)力為正應(yīng)力。（X）7、構(gòu)件擠壓變形常伴隨著承受剪切作用的同時發(fā)生，擠壓應(yīng)力與切應(yīng)力都是構(gòu)件內(nèi)部單位面積上所承受的應(yīng)力。（V ）8、 受剪切作用構(gòu)件的剪切面總是平面。（X ）9、 若在構(gòu)件上作用有兩個大小相等、方向相反、相互平行的外力，則此構(gòu)件一定產(chǎn)生剪

33、切變形。（X ）10、 構(gòu)件所承受的正應(yīng)力低于其屈服強度時，疲勞破壞不會發(fā)生。（X）11、 疲勞破壞發(fā)生前，構(gòu)件一般會產(chǎn)生明顯的塑性變形，即有一定的跡象出現(xiàn)， 從而可以加以預(yù)防。（X）12、 物體受拉力或壓力時，產(chǎn)生的應(yīng)力即為拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力。（V）13、 壓縮應(yīng)力分布于整個構(gòu)件內(nèi)部，而擠壓應(yīng)力只分布于兩構(gòu)件相互接觸的局部區(qū)域。（V）14、安全系數(shù)應(yīng)大于1。（V）15、 抗扭截面模量與截面形狀、尺寸及扭矩的大小有關(guān)。（X）16、 直徑相同的空心軸比實心軸抗彎能力大。（V）17、 當傳遞功率不變時，降低軸的轉(zhuǎn)速可使軸實際承受扭矩的值增大。（V）18、直徑和長度相同而材料不同的兩根軸，在承載能力

34、范圍內(nèi)受到相同扭矩作用，其最大切應(yīng)力不相同。（X）19、 直徑和長度相同而材料不同的兩根軸在相同扭矩作用下，其抗扭截面模量相同。（V）20、 抗彎截面模量與抗扭截面模量的量綱均為m3或mm3。（V）三、選擇題1、 材料力學的任務(wù)是研究構(gòu)件的強度、剛度和（A）,即在保證構(gòu)件既安全又經(jīng)濟的前提下，提供相應(yīng)的 分析和計算方法，從而為構(gòu)件選擇合適的材料，確定合理的截面形狀和尺寸。A、穩(wěn)定性 B、變形 C、剪切 D、壓縮2、當桿件受大小相等、方向相反、作用線相距很近的一對橫向力作用時，桿件上兩力之間的部分沿外力方向發(fā)生相對錯位，桿件的這種變形稱為（C）變形。A、彎曲B、扭轉(zhuǎn) C、剪切 D、壓縮3、常見的

35、梁的三種基本形式是（C）。A、簡支梁、外伸梁和直桿梁B、承重梁、懸臂梁和外伸梁C、簡支梁、懸臂梁和外伸梁D、簡支梁、懸臂梁和起重梁C）。4、梁的一端為固定鉸鏈支座，另一端為活動鉸鏈支座，這種梁稱作（A、懸臂梁B、外伸梁C、簡支梁D、承重梁5、梁的內(nèi)力主要有（D）兩種形式。A、壓縮和扭矩B、剪力和拉力C、剪力和扭轉(zhuǎn)D、剪力和彎矩6、構(gòu)件設(shè)計時，從強度方面考慮應(yīng)使得（ B）。A、工作應(yīng)力w極限應(yīng)力B、工作應(yīng)力w許用應(yīng)力C、危險應(yīng)力w工作應(yīng)力D、極限應(yīng)力w許用應(yīng)力7、一等直桿由兩段不同的材料連接構(gòu)成，若其一段為鋼，另一段為鋁，兩段的長度相等，當該等直桿的兩端承受拉力作用時，則這兩段的（B ）。A、應(yīng)

36、力相同，變形相同B、應(yīng)力相同，變形不同C、應(yīng)力不同，變形相同D、應(yīng)力不同，變形不同。8、 如圖所示，一根等直的傳動軸上，主動輪在B、D，從動輪在 A、C、E。設(shè)主動輪B、D上的輸入功率相等，從動輪 A、C、E上的輸出功率也相等，只考慮扭轉(zhuǎn)而不考慮彎曲的條件下，危險截面在（D）。KUA £C P-A AB區(qū)間 B、BC區(qū)間 C、CD區(qū)間 D、AB區(qū)間和 DE區(qū)間9、 如圖所示矩形截面采用兩種放置方式，從彎曲正應(yīng)力強度觀點分析，圖b放置方式的承截能力是圖 a 放置方式的承載能力的（A）。201010A 2倍B、4倍C、6倍D、8倍10、如圖所示，一階梯形桿件受拉力P的作用，其截面 的關(guān)系

37、為（B）。1-1 , 2-2 , 3-3上的內(nèi)力分別為 N, N2和三者P2 希B、Ni= N，Ni= NaNz>Nbd N = NaN>< Nb11、圖示階梯形桿，CD段為鋁，橫截面面積為3-3截面上的正應(yīng)力分別為A；d 1、b 2、b 3,則其大小次序為（B）。BC為鋼、DE段為銅，橫截面面積均為 2A。設(shè)1-1、2-2、Ao 1 >莎 2>莎 3B、b 1>b 2= (X 3Cb iVb 2= (X 3 D(T 13>X 212、圖示鋼梁AE由長度和橫截面面積相等的鋼桿1和鋁桿2支承,在載荷P作用下，欲使鋼桿1和鋁桿2材料的強度得到充分利用，則載

38、荷P的作用點應(yīng)（A）。A、靠近A端 B 、靠近B端 C、在AB梁的中點D 、任意點13、在下列說法中，（A）是正確的。A、內(nèi)力在一定范圍內(nèi)隨外力的增大而增大B 、內(nèi)力與外力無關(guān)C 、內(nèi)力隨外力增大而減小D內(nèi)力的大小和分布方式與桿件的強度無關(guān)14、在連接件上，剪切面和擠壓面分別 （B）于外力方向。A、垂直、平行B、平行、垂直C、平行 D、垂直15、 圖示鉚接件，若板與鉚釘為同一材料，且已知 X jy= 2 t ，為充分提高材料的利用率，則鉚釘?shù)闹?徑d應(yīng)為（D）。A d=2t B 、d=4t C 、d=4t/ nD、d=8t/ n16、傳動軸轉(zhuǎn)速 n= 250r/min，此軸上輪 C輸入功率為

39、P=150kw,輪 A B的輸出功率 P=50KV, P=100KW為使軸橫截面上的最大扭矩最小，軸上三個輪子的布置從左到右應(yīng)按順序（A）安排比較合理。D A-C-BA C-B-A B 、A-B-C C 、B-A-C17、一空心鋼軸和一實心鋁軸的外徑相同，比較兩者的抗扭截面模量，可知（B）。A、空心鋼軸的較大B、實心鋁軸的較大C、其值一樣大D、其大小與軸所承受的扭矩大小有關(guān)18、如圖所示，在平板和受拉螺栓之間墊上一個墊圈，可以提高（D）A、螺栓的拉伸強度;B、螺栓的擠壓強度;C、螺栓的剪切強度;D、平板的擠壓強度。19、下列關(guān)于內(nèi)力的說法，錯誤的是（A、內(nèi)力是由外力引起的B、內(nèi)力隨外力增大而無

40、限增大C、內(nèi)力是構(gòu)件內(nèi)部抵抗外力使構(gòu)件變形的力D、外力去除后，可使變形減少或消失20、若將圓形截面梁的直徑增大為原來的2倍,則允許的梁內(nèi)的最大彎矩值將增大為原來的（D）倍。A、2B、4 C 、6D、8A、彎曲B 、扭轉(zhuǎn)C、彎曲和扭轉(zhuǎn)D、拉伸與壓縮21、某減速器的傳動軸，在通過皮帶輪的傳動而受力時將產(chǎn)生（C變形。四、簡答題1、兩根材料不同，截面不同的桿，受同樣的軸向拉力作用，它們的內(nèi)力是否相同？答：相同，內(nèi)力是桿件受外力作用變形時在構(gòu)件內(nèi)部各部分之間因相對位置變化而產(chǎn)生的相互作用的力, 它與構(gòu)件的材料、截面等沒有關(guān)系。2、兩根軸力相同，截面面積相同而材料不同的拉桿，它們的正應(yīng)力是否相同？答：相同

41、，因為正應(yīng)力是軸力與截面積之比值。3、內(nèi)力和應(yīng)力有何區(qū)別？構(gòu)件在答:內(nèi)力是桿件受外力作用變形時在構(gòu)件內(nèi)部各部分之間因相對位置變化而產(chǎn)生的相互作用的力； 外力作用下，單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。4、何謂擠壓？它與軸向壓縮有何區(qū)別？答：接觸表面互相壓緊而產(chǎn)生局部變形的現(xiàn)象稱為擠壓。擠壓只分布于兩構(gòu)件相互的局部區(qū)域，而壓縮是分布在整個構(gòu)件內(nèi)部。5、圖示所畫的實心圓軸和空心圓軸在扭轉(zhuǎn)時，其橫截面剪應(yīng)力分布圖是否正確？如有錯誤，請改正。（T為截面上的扭矩）答：上述圖中橫截面切應(yīng)力分布圖均有誤，正確的圖見教材圖2- 19。6、試述梁的合理截面與等強度梁的聯(lián)系與區(qū)別，什么樣截面形狀的梁最為合理。答：梁的合理截

42、面是其抗彎截面模量與截面面積比值高的截面，等強度梁是指梁的各截面的最大應(yīng)力都達到許用應(yīng)力值的梁；梁的截面在選取等強度梁的截面或合理截面時，均可提高梁抵抗彎矩的能力，但兩者側(cè)重點不同，合理截面注重梁的的截面形狀，而等強度注重沿梁的軸線選取不同大小的截面積；梁的截面形狀既是合理截面又是等強度梁截面時最為合理。7、 在同一個減速器中，高速旋轉(zhuǎn)的軸的直徑應(yīng)比低速旋轉(zhuǎn)的軸的直徑大還是??？為什么？答：對于同一個減速器齒輪箱中，功率一定的情況下，低速軸承受的扭矩比較大，高速軸承受的扭矩比較小。所以低速軸要粗，能承受更大的扭矩。8、試述提高梁的抗彎能力的方法。答：提高梁的抗彎能力的方法：1）降低最大彎矩值；2

43、）選擇合理的截面形狀。9、圓軸彎曲和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用時，如何進行強度校核。答：考慮兩種應(yīng)力對材料的綜合影響，其計算公式一般為：_ 業(yè) JM M nT_ W W式中M、M、W分別為危險截面的彎矩、扭矩和抗彎截面模量。滿足上述條件即強度達到要求。10、什么是相當彎矩及相當應(yīng)力。答：公式 t_吐 中： Mt .MMn為相當彎矩，c T稱為相當應(yīng)力。W WT 、n五、分析與計算1、試計算圖示桿件 AB BC CD段的軸力。第1題圖答：用截面法可求得：1-1截面軸力為50kN; 2-2截面軸力為10kN; 3-3截面軸力為-20kN。2、如圖所示，在某軸上銃出一個槽，已知該軸受拉力F=15kN作用，軸的直徑

44、d=20mm試求橫截面1-1和2-2上的應(yīng)力。（銃去槽的橫截面面積可近似按矩形計算）解:4F2-2= 2d21-1=4F第2題圖4 150002024 15000.47.75MPa202 20270MPa答：c 1-1 = 70MPa; d 2-2 =47.75MPab=25mm h=50mm 桿部3、如圖所示為鑄造車間吊運鋼水包的吊鉤吊耳裝置，吊鉤桿部的橫截面為矩形,材料的許用應(yīng)力d =50MPa。鋼水包總重為 38kN （其中鋼水包自重 8kN,鋼水最大重量 30kN）。試校核 吊桿的強度。第3題圖380002bh 2 25 5015.2MPa答：c 1-1 = 15.2MPa v d ，

45、故強度合格4、圖示活塞桿受最大拉力F=300kN的作用，活塞桿用 40Cr鋼制成，其許用應(yīng)力d =300MPa,試求活塞桿退刀槽C處的直徑最小應(yīng)為多少。答: d>35.7mm4 30000030035.7MPa5、圖示桁架，桿1、2的橫截面均為圓形，直徑分別為di=36mm , d2=24mm，兩桿材料相同，許用應(yīng)力d =160MPa,該桁架在節(jié)點處受鉛垂方向的載荷F作用，求F的最大允許值。第5題圖即：F Nabcos30 N ab 弘30cos 45sin 45N ab (cos 30sin 30sin 45cos45 )222358.3Nd；36Nab160162777.6N44d；

46、242Nac16072345.6N44N ABsin 30N ACsin 45FN ab cos30N AC cos 45上述計算中取較小值作為 F的最大允許值。答：F最大值139.761kN6、如圖所示，兩軸的凸緣用4只螺栓配合相連，螺栓均布于直徑D=150mnt勺圓周上。已知傳遞的力偶矩m=2500Nm凸緣厚度 h= 10mm 螺栓材料為 Q235A t =80MPa, y200MPa。試設(shè)計螺栓直徑。（假 設(shè)每只螺栓的受力相等）。第6題圖解：按剪應(yīng)力校核d22M DD22 2500000-8015011.52 mm按擠壓應(yīng)力校核M jy4 dh D2Mjy4 h D2 250000020

47、0 4 10 1504.17mm答：螺栓直徑11.52mm,可取12mmb=315MPa7、如圖所示，在沖床上將厚度3=5mm的鋼板沖出直徑d=20mm的圓孔，鋼板的剪切強度極限t試求沖頭所需沖力 Pc。第7題圖解：Pcd b 20 5 315 99N答：Pc = 99N8、如圖所示，螺栓承受拉力求螺栓直徑d與螺栓頭高度h的比值。已知t =0.6 d 。F,如螺栓橫截面上的正應(yīng)力和螺栓頭內(nèi)的切應(yīng)力同時到達它們的許用值試解：dhd24dh0-6得:-0.6 h42.4答：-2.4 h9、某操縱桿受力及尺寸如圖所示。材料的許用應(yīng)力d =50MPa。截面I - I及n - n的截面形狀和尺寸相同，h

48、=3b,試求截面的尺寸 b和h。第9題圖解：380P=720 8.5P= 16.1kNM-8.5 (720 80) 5440kNmmM2 216.1 (380 80) 4830kNmm1-1截面為危險截面MWMWbh2b23(3b)3bM66 2 3 25440000,b341.7mm.350h=3b=3X 41.7=125.1mm答：b=41.7mm h=125.1mm10、某機構(gòu)如圖所示，已知 P=200N, AB與CD桿的截面均為圓形，它們的許用應(yīng)力<r =100MPa,試確定AB與CD桿的直徑。第10題圖32解：對于AB桿w M旦範 1003ABd AB3 32M3 32 200

49、 600V 10023mm對于CD桿P AB Ndc AC答：按實心軸計算該軸的直徑不小于36.84mm ;按空心軸計算內(nèi)外徑之比取0.4、0.6、0.8三種方案時其N DCP AB 200 650AC2600N50N DC nd CDN DC4dCD4 N DC4 26001005.75mm答：dAB=23mm dc=5.75mm40Mpa11、已知一傳動軸傳遞的功率為37kW轉(zhuǎn)速為n= 900 r/min，如果軸上扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力值不允許超過求該軸的直徑。要求：(1)按實心軸計算；(2 )按空心軸計算，內(nèi)外徑之比取0.4，0.6，0.8三種方案；答:(1) M n9550P-=9550 nWnMWnd316d16M316 392.6 10003 3* 40即：d> 36.84mm(2)WnMWn0.2D3 1-0.43790036.84mm4392.6NmD3.0.2 r 4 亍3 0.2 19器403.69mm0.6D 3 0.2二亍:鳥403.83mm0.84.36mmD 3,M“3926