化工設(shè)備機械基礎(chǔ)習(xí)題及答案

1、1 化匸廠安裝塔設(shè)備時，分段起吊塔體如圖所示。設(shè)起吊重量企10KN,求鋼繩AB、BC及BD的受力人小。設(shè)BC、BD與水平夾角為60C。2 桅桿式起重機由桅桿D、起重桿AB和鋼絲BC用狡鏈A連接而組成。P=20KN,試求BC繩的拉力與狡鏈A的反力（AB桿重不計）o3 起吊設(shè)備時為避免碰到欄桿，施水平力只 設(shè)備重企30KN,求水平力P及繩拉丿J人4懸臂式壁架支承設(shè)備重尸(KN),壁架自重不計，求固定端的反力塔 |nj Mm),側(cè)塔與主塔中心相距為e(m),主塔重(KN),側(cè)塔重A(KN)。試求地而基礎(chǔ)處的 支座反力。6 梯由AB與AC兩部分在A處用狡鏈聯(lián)結(jié)而成，下部用水平軟繩連接如圖放在光滑面上。

2、在AC上作用有垂直力只 如不計梯了自重，當(dāng)P=600,=75-C,A=3m, a=2m時，求繩的拉力的人小。試用截而法求各桿件所標(biāo)出的橫截而上的內(nèi)力和應(yīng)力。桿的橫截而而積A為250mm7 /lOKNc8 根直徑出3mm,長厶3m的圓截面桿，承受軸向拉力&3OKN,其伸長為厶。試求此 桿橫截面上的應(yīng)力與此材料的彈性模雖E。參考答案9 根鋼桿，其彈性模雖SXIOMPa,比例極限p=210MPa：在軸向拉力尸作用下，縱向 線應(yīng)變=。求此時桿橫截面上的正應(yīng)力。如果加人拉力只使桿件的縱向線應(yīng)變增加到=, 問此時桿橫截面上的正應(yīng)力能否由虎克定律確定，為什么1兩塊Q235-A鋼板用E4301焊條對焊起來作為

3、拉桿，層60mm,=10mma已知鋼板的許用0. 應(yīng)力=160MPa,對接焊縫許用應(yīng)力=128MP&,拉力E60KN。試校核其強度。已知反應(yīng)釜端蓋上受氣體內(nèi)壓力及墊圈上壓緊力的合力為400KN,其法蘭聯(lián)接選用1Q235-A鋼制M24的螺栓螺栓的許用應(yīng)力J=54MPa,由螺紋標(biāo)準(zhǔn)査!B M24螺栓的根徑空,試計算需要多少個螺栓（螺栓是沿圓周均勻分布，螺栓數(shù)應(yīng)取4的倍數(shù)）o1簡易支架可簡化為圖示的狡接三角形支架ABC。AB為圓鋼桿，許用應(yīng)力bl lOMPa；2.BC為方木桿,試求兩桿的橫截而尺寸。hack-wkx r某設(shè)條的油缸，缸內(nèi)匸作壓力/2MPa,油缸內(nèi)徑活塞桿直徑已知沾3.塞桿的=50MP

4、/試校核活塞桿的強度口參考答案1-13.解：橫截面上的應(yīng)力:PH=50MPa,桿的強度不夠臥式容器，支承在支座A和B上，容器總重企500K乂作用于中點，兩支座A、B的墊4.板之截聞均為長方形，邊長日仏為1:4,若支座下的基礎(chǔ)的許用應(yīng)力=lMPa試求墊板截【怔所需的尺寸。試列出圖示各梁的彎矩方程，并畫彎矩圖，求出血斗5.1臥式貯縫，內(nèi)徑為1600mm,壁耳20mm,封頭高450mm：支座位置如圖，Z=8000mm,6a=1000mmo內(nèi)貯液體，包括貯罐門重在內(nèi)，可簡化為單位長度上的均布載荷p28N/mm簡化圖如(b)。求罐體上的最大彎矩和彎曲應(yīng)力。、HLH a1懸臂管道托架上，支承管道重戶=8M

5、Pa,厶500mm,梁用10號工字鋼，材料的彎曲許用應(yīng)力=120MPe。問工字梁的強度是否足夠。分懈塔高圧20叫塔內(nèi)徑為1000mm.壁厚6mm,塔與基礎(chǔ)的固定方式可視為固端，作用89.支撐在容器焊接架的托輪上，已知支承托輪A、B兩在塔體上的風(fēng)載荷分兩段計算，7：=420N/m? =600N/ma求風(fēng)力引起的最人彎曲應(yīng)力。0.空氣泵的操作桿,右端受力A8KN, I-I及II-II截而尺寸相同,均為h/b=3的矩形。若操作桿的材料的許用應(yīng)力=150肝茲試設(shè)計I-I及II-II截面的尺寸。2橫梁設(shè)計為矩形截面h/b=3 : 1,許用應(yīng)力 口60MP/求此梁的最人撓度和最人轉(zhuǎn)1 角。鋼材的彈性模量&

6、X10“Pa。圖中/=20KN, 銷釘恵徑出16mm,試校核銷釘強度。2齒輪與軸用平鍵聯(lián)結(jié)，已知軸疔徑dTOmm,鍵的尺寸Z?X/?X ；=20X 12X 100 (mm),傳3 遞的力偶矩zn=2KN - m,鍵材料的許用應(yīng)力=80MPs ；y=200MPa.試校核健的強度。2已知圓軸輸入功率Jk=50KW,輸出功率A30KW, Ai=20KWo軸的轉(zhuǎn)速刀=100轉(zhuǎn)/分,4=10MPa, = /m. Exiofl%。設(shè)計軸的直徑 d參考答案1-24解：銷釘所受的的最人剪應(yīng)力為：R2_P/2_18沢1冋2_的8r 1蕩 72/43.14 x0.0162/4p. E銷釘所受的的最人擠壓應(yīng)力為:1

7、8xlQ30.016x0.008=】4 兒B5.試求此實心軸的直徑。某攪拌軸材質(zhì)為45號鋼，其許用應(yīng)力=31MPa,軸的n=20r/min,傳遞功率為5KW6.2某化匸廠的螺旋輸送機，輸入功率為72KW.現(xiàn)擬用外徑Z50mm、內(nèi)徑40mm的熱軋無縫鋼管做螺旋的軸，軸的轉(zhuǎn)速/2=150r/min，材料的扭轉(zhuǎn)許用剪應(yīng)力=50MPa.問強度是否足夠2某反應(yīng)器的攪拌軸由功率26KW的電動機帶動，軸的轉(zhuǎn)速/2=40r/min,由89X10（外7.徑89mm,壁厚10mm）制成，材料的許用剪應(yīng)力=50（Pa試校核電動機輸出額定功率時軸 的強度。2帶有框式攪拌槳葉的主軸，其受力情況如圖所示。攪拌軸由電動機經(jīng)

8、過減速箱及圓錐8.齒輪帶動。已知電動機的功率為，機械傳動的效率為85%,攪拌軸的轉(zhuǎn)速為5r/min,軸的直徑 為75mm,軸的材料為45號鋼，許用剪應(yīng)力為=60MPs試校核軸的強度。減速箱試求圖示單元體內(nèi)主應(yīng)力的人小及方向，并在它們的中間繪出僅受主應(yīng)力作用的單元體。()20MPa試求圖示各單元休內(nèi)主應(yīng)力的人小及方向，并在它們中間繪出僅受主應(yīng)力作用的單元體。0.參考答案-2x20-20-301-30 (c)解：主應(yīng)力為:6 =扣” + 色)+ *(6-耳)2 + 傀2 = 1 (-20 + 30) + 7(-20-30)2 +4x202 =叭呼MPac2 = (ox + ) _ J(y 一 刁r

9、 + 4q2 = (-20 + 30) 一 J(-20 - 30尸 + 4 x 20 ? = -27. 2 2 2 2受主應(yīng)力作用的單元體如下圖中的藍色線條所衣示的:鏈環(huán)由巴徑 岀20mm的圓鋼制成，距離a=50mmo鋼材的許用應(yīng)力=100MPao如果圖示1.鏈環(huán)有缺口，其許可拉力尸為多人如果將缺口焊好，則其許可拉力尸為筍人手搖較車如圖所示。軸的直徑乂30mm,材料為Q235鋼，=S0MPao試按第三強度理論2.求錢車的最人起重量只3.電動機的功率為9KW,轉(zhuǎn)速為715r/min,皮帶輪肖徑Zt250mm,主軸外伸部分；=120mm,主 軸直徑40mmc若=60MPa試用第三和第四強度理論來校

10、核主軸的強度。4.千斤頂?shù)穆輻U由Q235-A鋼制成，內(nèi)徑Z=32mm,鼓人升高=30mm。若起重量尸=50KN,兩 端支座看成上端自由、下端固定，許用應(yīng)力=160(Pa,用折減系數(shù)法校合其穩(wěn)定性鑄鐵管外徑伕200mm,內(nèi)徑出120mm,長；=3000mm,兩端看成較鏈支座。鑄鐵的許用應(yīng)力5.=80MPa 求此管最人許可壓力。習(xí)題參考答案2理osin 60。- (7 = 0FC =嘔=5.78疋N嘔=10疋NE朋cosl5- (FCiCos450+F) =0cos75e- FQ cos 45 = 0撿= 28.3勁尸加=10.33 F亡 2&3&NFcos30G二 0P-Fcos60a=0P 二

11、 17.32疋NR = PMr 二 PLg二q旦九二珥+氣M二評卡F =502V耳= 4502場= 150何1-1F =；P = 10則of = = 40 MPa A2-2F=0(J = 01-1F =：P = 10KNF b= = 40MPaA2-2B=2P = 20 灼V2Pof-_ 80MPaA1-1F 二：P= 103cf= = 40MFq*2-2F= P=10KNcf= = AO MPa Aw1-1F =尸=10幼cr= 4()MPa2-2F=0or= 03-3F = 20 冊CT =p _p/二 /A9MPa= = 2.03xl01LFJ COSfJ-劭一 P(J-Q)COStX

12、二 0EJcostx- Fh = QEer = 80MPaA0.cr= = lOOMPa cr故，強度足夠。i.FFer-n- -22nAa4門=24P- rCaina = 0F- J： cosa=02.備= 44.7 KNF陋= 20N嘰廈陰AAB=143mm2GI4sc -AC = 894mm2不能用虎克定律計算橫截面上的正應(yīng)力,因為此時應(yīng)力已遠遠超出彈性范圍。2 = Aca = 30mn?4d =14mmP巴冷)F= = 33MPaerj =川=3.3x1()t64cr =學(xué)_ = 31MPa crf =川=3.3x1()t64M = N0.15 = 1.73KJVMN=一1一G =11

13、.549.4 cos30M = NQ.15 = 1.73 KNMcr = 131MP。 cr所以，強度不夠= P(0.68 - 0.08) = 42反No.b = 40 mmh = 120mmy niswbkn 5qFqF384 EJ4 El卩尸24 El161n324耐16 El鼻=7.4mmeA = 0.000230B = 0.00023p p代= =90MPap p2.A 巴護/ = =-i-=141MP抗剪：4抗擠： 4 加P = 51KN-xl224.24.25.25.銷釘所受的的最大剪應(yīng)力為：P/2 刊 218xl03y2也-石-腫/4 - 3.14x0.016h4 -楓勺銷釘所受

14、的的最大擠壓應(yīng)力為：P P18X103 一 門沁 _ S碩 _ Mxg _ 0.016x0.008 _ 肝aKJR5Mt =9550x_ =9550x_ = 193.75*26.26.27.27.d =5 = 57.75Mt = 9550 x= 9550 x= 4%4M淤孔150Wn = （D4 -滬）=14492.475ww23Q 16Z?t = 3l.63MPa tl = 50P（2強度足夠軸的外徑：/ = 89 -2x10 =69mmR6Mt =9550x_ =9550x_ = 1432.5= 16.2胚 t= 60MPa強度足夠計算主應(yīng)力和方向的公式為：-i_or2+4r2 = +(耳

15、+ 勺) j(_72 十 4%-込將(a) (b) (c)各題帶入得:(a)5 = 2()MPa ct2 = -3()MPa ct0 = 0(b)6 = ()()MPat2 = -50MPa = 05 = 20.99MF。 j = - 60.99血Fa% = 22.5主應(yīng)力為:5 W +巧）+廠巧尸+毗/ = l（_2o +30） +*J（20-3卯+4x202 二 37MPao2 = _（6 + U） J（cj齊_ uj）2 + 41/ = _（20 + 30） _-（20 30） 4-4x20 = 27% =|-1花MPa1 .! 2x20=tg 2 -20-30受主應(yīng)力作用的單元體如下圖中的藍色線條所表示的:A點受彎矩和力的組合作用1.-+ o- = 100MFa其中.Wz =M = Pa 232785.代入上式得：伽木題為拉扭組合2.報大剪應(yīng)力在惻軸的外惻周上:t = ,MZ = PR,Wp= O.2if- = 0.2x30 = T400加叨報大的拉應(yīng)力作用在軸的h下邊緣處:=磊,M =Px4QQ/2 = 200P,% = = 2651 曲第三強度理論：/ = 心+4? MPaPT95N3.Mr = 9550=9550 xJ