10、图示钉子受拉力P作用，该钉子头部的剪应力和挤压应力分别是多少？

解：这类问题的关键是受剪面积和挤压面积的确定

头部受剪面积为 A??dh

P ?dh122头部的挤压面积为 A??(D?d)

4所受的剪应力为 ??头部所受的挤压应力为

?jy?4P 22?(D?d)

11、“等截面梁纯弯曲时，变形后梁的挠曲线必为一圆弧线；反之，若变形后梁的挠曲线是一条圆弧线，则该梁必为纯弯曲”，这种说法对吗？为什么？

解：梁的挠曲线的曲率

1与弯矩M(x)间的关系为 ?(x)1M(x) ??(x)EJ纯弯曲时，M(x)为常量，对等截面梁来说，EJ为常量，所以曲率

1亦为常量(即?(x)1?(x)挠曲线各处的弯曲程度相同)，故挠曲线必为圆弧线。反之，若挠曲线为圆弧线，则此时

为常量，M(x)亦为常量，该梁也必为纯弯曲。

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12、低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)圆截面杆受扭破坏的断口分别(a)、(b)所示，低碳钢杆沿横截面破坏，铸铁杆沿斜截面破坏。这表明塑性材料的抗剪强度低于抗拉强度；脆性材料的抗剪强度高于抗拉强度，这种说法对吗？为什么？

解：圆杆扭转时，横截面上只存在剪应力，杆沿横截面破坏，表明图(a)所示的杆是被剪坏的。图(b)所示的斜截面上存在拉应力，由纯剪应力（c）状态下斜截面正应力的计算公式

?????sin2?

可知，当??45?时，??值最大且为拉应力，即

??45???max????sin(?90?)??

??45??0，从而可知图(b)示的圆杆是被拉坏的。

根据杆件破坏的断口和上面的分析可知，塑性材料的抗剪强度低于抗拉强度(若抗剪强度高于抗拉强度，则沿斜截面破坏)；脆性材料的抗剪强度高于抗拉强度(反之，则沿横截面破坏)。

13、正方形截面细长压杆，若截面的边长由a增大到2a后认为细长杆（其他条件不变），则杆的临界力是原来的临界力的多少倍？

解：细长压杆（即大柔度杆）的临界力公式为

?2EJzPij? 2(?l)在杆的截面尺寸改变（其他条件不变）时，只有式中的Jz值不同。当正方形截面的边长由a增大到2a时，惯性矩Jz值为

(2a)4a4Jz??16?()

1212故此时杆的临界力是原来的临界力的16倍。

14、公式d?A3P有何用处？其中A取决于什么？计算出的d应作为轴上哪部分的n 6

直径？

解：用公式d?A3P可估算轴的最小直径，也可设计只受转矩作用的轴的直径。其中nA取决于许用扭转剪应力。计算出的d应作为轴上最细部分的直径。

15、受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接，为什么其总拉力≠预紧力+工作拉力？

解：螺母拧紧，但未受工作拉力时，螺栓仅受预紧力的拉伸作用。当螺栓承受工作拉力后，螺栓的伸长量增加了；同时被联接件随之放松了，所受压力减小至F'o (剩余预紧力)，被联接件的压缩量减小了。因而，螺栓的总拉力F∑为工作拉力F与剩余预紧力F'o之和。

16、拧紧的螺栓为什么会松开？

解：一般螺纹联接能满足自锁条件而不会松脱，但在受振动和冲击载荷，或者是温度变化较大时，联接螺母可能会逐渐松脱。为了使连接可靠，设计时必须考虑防松措施。

17、节圆和分度圆有何区别？在什么条件下节圆和分度圆是重合的？

答：分度圆是计算齿轮各部分尺寸的基准，每个齿轮都有一个，也仅仅有一个大小完全确定的分度圆。而节圆是在一对齿轮啮合传动时，以齿轮的轴心为圆心过两齿轮啮合的节点所作的圆，对于单个齿轮来讲，因无节点，所以也就无所谓节圆。因此，节圆只有在两齿轮啮合传动时才存在，而且其大小将随两轮中心距的改变而改变，当两标准齿轮标准安装时，两轮的节圆才与各自的分度圆相重合。

18、啮合角和齿轮的压力角何区别？在什么条件下啮合角和压力角是相等的？ 解：啮合角是在一对渐开线齿轮啮合传动时，啮合线与过节点所作两轮节圆的公切线之间所夹的锐角，它在数值上等于渐开线齿廓在节点处的压力角。当两标准齿轮的中心距为标准中心距时，节圆与分度圆重合，所以啮合角在数值上也就等于齿轮的压力角。但是啮合角和压力角是两个不同的概念。

19、一对大、小齿轮传动作单向（或双向）传动时，它们的σF是否相等？σH是否相等？为什么？

解：因齿轮传动的接触强度主要取决于两轮接触处的综合曲率半径，因此［σH1］=［σH2］；而弯曲应力的大小主要取决于齿数的大小，所以［σF1］≠［σF2］。

20、在一对大、小齿轮的直径和其他条件一定的情况下，减少齿数z、增大模数m，会否降低计算接触应力σH或计算齿根应力σF？为什么？z和m选择原则如何？

解：因齿轮传动的接触强度取决于齿轮分度圆直径的大小，若仅改变齿轮的模数或齿数其积不变，则轮齿的接触强度就不变；而弯曲应力的大小主要取决于模数的大小，增大模数m，将会减小齿根应力σF。

z和m选择原则：

对闭式软齿面齿轮传动，通常取z1=20~40；对闭式硬齿面及开式传动，取z1=17～20；

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对高速、易发生胶合的齿轮传动，荐用z1≥25～270。闭式软齿面传动的传动尺寸主要由接触疲劳强度决定，其弯曲强度较富裕。因此，在保证传动尺寸(如中心距a)不变且弯曲强度足够的条件下，宜选用较多的齿数和较小的模数。采用较多的齿数，重合度增大，提高了传动的平稳性，同时由于模数的减少，齿高降低，轮齿切削加工量减少，齿面滑动系数减小，有利于提高轮齿的抗磨损和抗胶合能力。闭式硬齿面和开式传动，应以保证弯曲强度为主，应适当选取较小齿数(z1≥Zmin)，以免传动结构尺寸过大。

模数应符合国家标准模数系列。对于传递动力的齿轮，m≥1.5～2mm。对于开式齿轮传动，考虑磨损对齿根弯曲强度的影响，将计算出的m值扩大10％～15％。

21、何为蜗杆直径系数q？为什么要规定它为标准值？

解：由于d1?mz1z1，设q?，因而d1?qm，q称为蜗杆直径系数。 tan?tan?为了便于刀具标准化，对每一标准模数m规定了1~3个标准值q，这样d1受到了限制，减少了标准滚刀的数量。非标准蜗杆可以不考虑直径系数q为标准值

22、为什么对蜗杆传动要特别注意润滑和散热？

解：蜗杆传动齿面上有大相对滑动速度，其传动效率低，产生的热量不易散发出去，齿面间容易产生磨损、胶合现象。故除了对蜗轮材料有减摩性、抗胶合的能力的要求外，良好的润滑和及时散热是蜗轮传动正常工作的保证。

23、带传动为什么要限制最小中心距和最大传动比？

解：中心距小会导致带轮的包角变小；传动比大也导致带轮的包角变小，从而使极限有效拉力降低，传递载荷的能力降低。

24、小带轮的基准直径为什么必须大于规定的最小基准直径？

解：带在变应力下工作，最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其最大值为

?max??1??c??b1。小带轮的基准直径过小，?b1增大，?max增大，这样带很容易出现

疲劳破坏。

25、为什么链条节数选偶数、链轮齿数选奇数？链节距大小对链传动有何影响？

解：当链条节数选偶数时，链的接头处可用开口销或弹簧卡片来固定；当链条节数为奇数时，则需加过渡链节，由于过渡的链板受到附加弯矩的作用，使其强度低于一般链节，故一般情况下尽量避免采用奇数链节，而链轮齿数选奇数。有利于链传动磨损均匀。

链节距大，承载能力高，运动不平稳，噪音大。因此在满足传动的前提下，应尽量选小节距链。

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