拉力)
CD段，取右段为隔离体：
?Fi?0即-N3+F3=0 N3=F3=60 kN
i?1n（3）做轴力图。
3、三角架如图所示，两杆截面均为圆形，材料的许用应力［σ］=60MPa，作用于B点的载荷G=30kN，试确定两杆的直径。
题2-3-3图
解 1）取点B为研究对象，画受力图，求两杆的轴力FN1、FN2。
?Fx?0?Fy?0 F?N1?FN2cos30?0 F
N1?3FN22
FN2sin30??G?0FN2?2G?60kN， FN1?3G?52kN2）由强度条件，分别确定两杆的直径
对于AB杆
对于BC杆
两杆的直径分别取33.23mm、35.7mm。 4、如图所示的拖车挂钩靠销钉连接。 已知挂钩部分的钢板厚度δ=8mm， 销钉材料的许用剪切应力［τ］=60 MPa， 许用挤压应力［σjy］=100 MPa， 拖力P=15 kN。 试设计销钉的直径d。
题2-3-4图
解 (1） 按剪切强度计算。
销钉受力图如图 (b)所示。 销钉有两个剪切面， 用截面法将销钉沿剪切面截开（见图 (c)），
以销钉中段为研究对象， 由静力平衡条件可得每一截面上的剪力
Q?P15??7.5kN22
销钉受剪面积
A??d24
2Q由剪切强度计算公式 ??Q??[?] A?d/4得销钉直径
4?7.5?1033d???12.6?10m?12.6mm6??3.14?60?104Q
(2） 按销钉挤压强度计算。
?jy?Pjy2d???jy??
此时， 挤压力Pjy=P/2， 实用挤压面积为
A=dδ, 得
d?pjy2??jy15?103??9.4?103m?9.4mm?362?8?10?100?10
5、汽车传动轴由45号钢无缝钢管制成，外径D＝90mm，壁厚t=2.5mm，[τ]=60 MPa，其所承受的最大外力偶矩为1.5kN·m，试校核其强度。若在τmax 不变的条件下改用实心轴，试确定圆轴的直径D，并计算空心轴与实心轴的重量比。
解: (1) 校核空心轴的扭转强度
所以轴的扭转强度足够。 (2) 确定实心圆轴直径
根据实心轴与空心轴最大剪应力相等的条件
抗扭截面模量Wp相等的条件
(3) 计算空心轴与实心轴重量之比
?A1?A2D?421?d12??42D2902?852??0.31253.1
6、设计图所示的起重机主梁。其最大起重量
P=20kN，主梁跨度l=5m，许用应力［σ］=140MPa。
主梁用工字钢（不考虑梁的自重）,试选择工字钢型号。
解 起重机主梁可视为简支梁，吊重在中间位置时梁受力最不利，如图 (b)所示。设计时应按此情况考虑。
（1）求支座反力。
NA?NB?P?10kN2
（2）作弯矩图。
由图可见，危险截面在梁的中点C处，
Mmax=25kNm
（3）计算梁的抗弯截面模量。
WZ?Mmax15?103?633??179?10m?179cm140?106???
（4）查表选工字钢型号。
由型钢表查得18号工字钢WZ=185cm3，故可选用18工字钢。
题2-3-6图
北京邮电大学《机械设计基础》课后题解模块二
