强度条件、铆钉的挤压强度条 件和钢板的拉伸强度条件分别计算 选择一合适的值。
13-5、
图13-5所示为矩形截面的钢板拉伸试件， 载荷通过销钉传至试件。
若试件和销钉材料相同，[?]=100MPa， [?jy]=320MPa，[?]=160MPa，抗拉强度 =400MPa。为保证试件在中部被拉断， 试确定试件端部尺寸b及销钉直径d。
解题提示
先根据拉断试件求出F的大小， 在由销钉的剪切强度条件和挤压强度条件 来确定销钉的直径，最后根据试件端部的 图13-5
拉伸强度条件来确定b。
第十三章习题参考答案
一、判断题 13-1（错）、13-2（错）、13-3（错）、13-4（对） 二、单项选择题 13-1（C）、13-2（B） 三、应用题
13-1 36.2MPa
13-2 2.4
13-3 19.1mm
13-4 11mm 13-5 d ≥37.5mm b ≥112.5mm
第十四章 扭转
一、判断题
14-1．在材料和横截面积相同的情况下，空心圆截面杆的抗扭能力高于实心圆杆。（ ）14-2．直径、长度相同，而材料不同的两根圆轴，在相同的扭矩作用下，它们的
最大切应力相同。 （ ）14-3．圆轴扭转时，横截面同一圆周上各点的切应力大小不全相同。 （ ）14-4．从节省材料和减少重量考虑，汽车传动轴都采用空心轴。 （ ）二、单项选择题
14-1、直径为d的实心圆轴抗扭截面系数Wn=（ ）。
A、πd3/16 B、πd3/32 C、πd4
/16 D、πd4/32 14-2、圆轴扭转时，横截面同一圆周上各点的切应力大小（ ）。
A、部分相同 B、全相同 C、全不同 D、以上全不正确 14-3、用铝和钢制成的两根圆截面轴，尺寸相同，所受外力偶矩相同，则两轴上
的最大切应力（ ）。
A、相同 B、钢轴大 C、铝轴大 D、不能确定 14-4、若空心圆轴的外径为D、内径为d,a=
d，则抗扭截面系数Wn=( )。 D?D3?D4?D344?A. B.(1??) C. (1??) D. (1??4)
1632321616?D3?d3三、作图题
14-1、作出图14-1所示各轴的扭矩图。
图14-1
解题提示根据截面法求出各轴段上的扭矩值，而后再作出扭矩图如下。
14-2、某传动轴（图14-2）转速 n=400r/min，主动轮2的输入功率为60kW，从动轮1、3、4和5的输入功率分别为18kW,12kW,22kW,8kW。试画出该轴扭矩图。
图14-2
解题提示
根据外力偶矩的公式先求出各轮所承受扭矩值，再由截面法求出各轴段上的扭矩值，而后作出扭矩图如下。
四、应用题
14-1、阶梯轴AB如图14-3所示。AC段d1=40mm，BC段直径为d2=70mm，B轮输入功率PB=35kW，A轮的输出功率PA=15kW，轴匀速转动，转速n=200r/min，G=80GPa，[?]=60MPa，轴的[?]=2°/m。试校核轴的强度和刚度。
解题提示
根据扭转强度和刚度条件，带公式计算。
14-2、实心轴和空心轴通过牙嵌离合器连在一起如图14-4所示。已知轴的转速n=100r/min，传递的功率P=7.5kW，试选择实心轴的直径d1和内外直径比为1/2的空心轴外径D2。
图14-3 图14-4
解题提示
根据扭转强度和刚度条件，
确定轴的截面尺寸公式：d?316Mn?[?]D2?316Mn 4?[?](1??)14-3、如图14-5所示，AB轴的转速n=120r/min，从B轮输入功率P=44kW，此功率一半通过齿轮传给垂直轴，另一半由水平轴输出。已知[?]=20MPa，D1=24cm，d1=10cm，d2=8cm，d3=6cm。试对各轴进行强度校核。
解题提示
根据扭转强度条件进行校核即可，垂直轴的转速为
n=n1·D1/D2
图14-5
14-4、船用推进轴如图14-6所示，一端
图14-6
是实心的，其直径d1=28cm；另一端是空心轴，其内径d=14.8cm，外径D=29.6cm。若[?]=50MPa，试求此轴允许传递的外力偶矩。
解题提示
根据扭转强度条件进行计算轴所能承受的最大扭矩，即为外力偶矩。
14-5、一圆轴因扭转而产生的最大切应力?max达到许用应力[?]的两倍，为使轴能安全可靠地工作，要将轴的直径d1加到d2。试确定是d2的d1几倍？
解题提示
根据扭转强度条件
d1?316Mn??maxd2?332Mn??max
d2:d1?32
14-6、齿轮变速箱第Ⅱ轴如图14-7所示。
图14-7
轴所传递的功率P=5.5kW，转速n=260r/min， [?]=40MPa，试按强度条件初步设计轴的直径。
解题提示
根据扭转强度和刚度条件，确定轴的截面尺寸公式：
d?316Mn?[?]
14-7、如图14-8所示，传动轴的直径d=40mm，A轮输出功率为2P/3，C轮输出功率为P/3，轴材料的切变模量G=80GPa，许用应力[?]=60MPa，许用扭转角[?]=
0.5°/m，电动机转速n=1450r/min，电动机的功率为P=12kW，带轮速比i=3。试校核轴的强度和刚度。 图14-8
解题提示
先计算传动轴的转速n=1450/3r/min，再计算出A、B两轮的外力偶矩，最后有强度和刚度条件带公式校核。
14-8、如图14-9所示，切蔗机主轴由V带轮带动。已知主轴转速为580r/min，主轴直径d=80mm，材料许用应力[?]=40MPa。不计传动中的工作消耗，电动机的功率应多大？如果主轴工作的最大切应力?max为12MPa，电动机的功率又该多大？
解题提示
（1）先强度条件计算得到主轴所能承受
图14-9