化工设备机械基础习题及答案

15.

试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出Mmax。

16.

一卧式贮耀，内径为?1600mm，壁厚20mm，封头高H=450mm；支座位置如图，L=8000mm，

a=1000mm。内贮液体，包括贮罐自重在内，可简化为单位长度上的均布载荷q=28N／mm

简化图如(b)。求罐体上的最大弯矩和弯曲应力。

17.

悬臂管道托架上，支承管道重P=8MPa，l=500mm，梁用10号工字钢，材料的弯曲许用应力[?]=120MPa。问工字梁的强度是否足够。

18.

分馏塔高H=20m，塔内径为?1000mm，壁厚6mm，塔与基础的固定方式可视为固端,作用在塔体上的风载荷分两段计算，q1=420N/m,q2=600N/m。求风力引起的最大弯曲应力。

19.

一卧式容器筒体部分，总重40KN，支撑在容器焊接架的托轮上，已知支承托轮A、B两轴的直径d=50mm，材料的弯曲许用应力[?]=120MPa。试校核该轴的强度。

20.

空气泵的操作杆，右端受力

P=8KN,I-I及II-II截面尺寸相同，均为 h/b＝3的矩形。若操作

杆的材料的许用应力[?]=150MPa。试设计I-I及II-II截面的尺寸。

21. 横梁设计为矩形截面h/b＝3∶1，许用应力[?]=160MPa，求此梁的最大挠度和最大转角。钢材的弹性模量E=2.0×105MPa。图中P=20KN,q=10KN/m，l=4m。 参考答案

22.

销钉联接，已知

P=18KN，板厚t1=8mm，t2=5mm，销钉与板的材料相同，许用剪应力

[?]=60MPa，许用挤压应力[?jy]=200MPa，销钉直径d=16mm，试校核销钉强度。

23.

齿轮与轴用平键联结，已知轴直径d=70mm，键的尺寸b×h×l=20×12×100（mm），传递的力偶矩m=2KN·m，键材料的许用应力[?]=80MPa，[?jy]=200MPa，试校核健的强度。

24.

已知圆轴输入功率NA=50KW，输出功率NC=30KW，NB=20KW。轴的转速n＝100转／分，[?]=40MPa，[?]＝0.5°／m，G=8.0×104MPa。设计轴的直径d. 参考答案1-24 解：销钉所受的的最大剪应力为：

销钉所受的的最大挤压应力为：

MPa

MPa

25. 某搅拌轴材质为45号钢，其许用应力[?]=31MPa，轴的n＝20r/min，传递功率为N=5KW。试求此实心轴的直径。

26.

某化工厂的螺旋输送机，输入功率为7．2KW。现拟用外径D=50mm、内径d=40mm的热轧无缝钢管做螺旋的轴，轴的转速n＝150r/min，材料的扭转许用剪应力[?]=50MPa，问强度是否足够?

27.

某反应器的搅拌轴由功率

N=6KW的电动机带动，轴的转速n＝40r/min，由?89×10(外径

89mm，壁厚10mm)制成，材料的许用剪应力[?]=50MPa。试校核电动机输出额定功率时轴的强度。 28.

一带有框式搅拌桨叶的主轴，其受力情况如图所示。搅拌轴由电动机经过减速箱及圆锥齿轮带动。已知电动机的功率为2.8KW，机械传动的效率为85%，搅拌轴的转速为5r/min，轴的直径为d=75mm，轴的材料为45号钢，许用剪应力为[?]=60MPa。试校核轴的强度。

29.

试求图示单元体内主应力的大小及方向，并在它们的中间绘出仅受主应力作用的单元体。

30.

试求图示各单元体内主应力的大小及方向，并在它们中间绘出仅受主应力作用的单元体。 参考答案