轴的扭转练习卷(附答案)

免费可打印的轴的扭转练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
d = 20 mmT = 100 N·m

一根直径 20 mm 的实心轴承受 100 N·m 的扭矩。求距中心 2.5 mm 处的切应力 τρ。

T = 100 N·md = 20 mmρ = 2.5 mm
τρ = MPa
2.简单
N = 3000 rpmT = ?

一台电动机向以 3000 rpm 转动的轴输出 30 kW。求轴中的扭矩 T。

P = 30 kWN = 3000 rpm
T = N·m
3.中等
d1​ = 40 mmd2​ = 20 mmT = 400 N·mABC0.8 m1 m

一根阶梯形实心钢轴在 A 端固定。AB 段直径 40 mm,长 0.8 m;BC 段直径 20 mm,长 1 m。自由端 C 作用 400 N·m 的扭矩。 求端部 C 的扭转角 φC,以度表示。

T = 400 N·md1 = 40 mm, L1 = 0.8 md2 = 20 mm, L2 = 1 mG = 80 GPa
φC = °
4.中等
T = 750 N·md = 25 mmL = 1.2 mφ = ?

一根钢实心轴一端固定在墙上,自由端受扭矩 T。求自由端的扭转角 φ,以度为单位。

T = 750 N·md = 25 mmL = 1.2 mG = 80 GPa
φ = °
5.困难
d = ?20 kW, 1500 rpm

一根实心黄铜轴在 1500 rpm 下传递 20 kW。切应力不得超过 75 MPa,每 m 长度的扭转角不得超过 1°。求同时满足两个限值的最小直径 d。

P = 20 kWN = 1500 rpmτallow = 75 MPaθallow = 1°/mG = 39 GPa
d = mm
6.困难
Tdo​ = 50 mm, di​ = 25 mm

一根空心轴在 300 rpm 下传递 20 kW。求轴中的最大切应力 τmax。

P = 20 kWN = 300 rpmdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa

答案

  1. 1. τρ = 15.92 MPa
  2. 2. T = 95.49 N·m
  3. 3. φC = 19.15 °
  4. 4. φ = 16.81 °
  5. 5. d = 37.15 mm
  6. 6. τmax = 27.67 MPa

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