2017年燕山大学环境与化学工程学院802材料力学考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、计算题
1． 如图1（a ）所示的齿轮传动装置中，第II 轴的受力情况及尺寸如图图1（b ）所示。轴上大齿轮1的半径
，
受周向力
论计算轴所需的直径。
，受周向力和径向力
和径向力作用，
且
作用，且
; 小齿轮2
的半径
。已知轴工作时传递的功率
。试按第三强度理
P=73.5 kw，转速n=2000r/min，轴的材料为合金钢，其许用应力
图1
【答案】如图2所示，即为轴II 的受力简图。
图2
其中，外力偶矩:则
又根据轴的平衡条件可求得:
由此可绘制轴II 的内力图，如图2所示。 危险截面为D 截面左侧，其弯矩和扭矩分别为:
根据第三强度理论得强度条件:
解得:
故取轴II 直径
2． 图1所示，钢杆AB 的直径为d=20mm，CB 可视为刚性杆，C 端与直径10mm 的圆杆在D E=200 GPa，G=80 GPa，点固定相连，但加工时CD 杆短了δ=25×l0×4m 。钢杆和圆杆为同一材料，AB 杆的[σ]=160 MPa，当杆CD 在D 点连接时，试用第四强度理论校核AB 杆的强度。
-4
图1
【答案】（l ）求CD 杆的内力F N
设CD 杆的拉伸轴力为F N ，D 点连接时C 点产生δ=10mm的位移应由三部分组成。题知CB 为刚性杆，故 δ应包括AB 杆的弯曲，AB 杆的扭转引起C 点的下降及CD 杆的拉伸。 其中，AB 杆的弯曲引起C 点的下降为
AB 杆的扭转角沪AB 引起C 点的下降为
CD 杆的拉伸伸长量为
代入变形协调条件
解得:F N =112.2N （2）AB 杆的强度校核 AB 杆的危险截面在A 端，由第四强 度理论，得
AB 杆的强度满足要求。
因为AB 为圆形截面，
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