《机械基础》工程力学 河北省（对口升学）计算题 专项训练卷（7）

编写说明：河北省2026年对口升学机械类专项训练卷，立足河北省职教高考机械专业综合理论考试中，易丢分、难度大的试题，对标考纲、深挖考点，进行专项训练。每份试卷聚焦单一考点，按“夯实基础+能力提升”逻辑编写，帮助师生夯实核心能力、贯通解题思路，实现精准对接考点、高效突破备考难点。 河北省2026版《机械类计算题专项训练卷》 第7卷 课程一：机械基础 7工程力学 计算题训练卷(7) 时间:60 分钟 总分:100分 班级 姓名 学号 成绩 一、夯实基础（考纲必备知识精练） 1.如图所示一铆接结构，已知连接板厚t=15mm，铆钉直径d=45mm，其许用剪切应力[τ]=60MPa，许用挤压应力[σв]=180MPa，试求能承受的最大拉力 F是多少。 2. 试校核如图所示联接销钉的剪切强度。已知F=80KN，销钉直径d = 30mm，材料的许用切应力[τ] = 60Mpa。 3.冲床的最大冲力为400KN，冲头材料的许用应力[σJ]=440Mpa，被冲剪的板的剪切强度极限为360Mpa。求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径d和板的最大厚度t。 4.齿轮与轴用方头平键连接 ,其中轴的直径 d=80mm, 键的尺寸为宽b=22 mm, 高 h=14mm,长l=110mm ，键材料的许用切应力许用挤压应力 ， 轴通过键传递的转矩，试校核键的强度。 5.某实心轴直径d=20mm，受到T=10N·m的扭矩的作用,试求横截面上最大和最小的切应力。 6.某实心轴传递的扭矩是8000N.m，许用应力[τ] = 60MPa，轴的直径d =20cm，试校核此轴的扭转强度。 7.一等直截面圆轴的转速n=320r/min，传递功率P=7KW，轴的直径d=50mm，轴材料的许用切应力[τ]=40MPa，试校核该轴的扭转强度。 8.某实心轴的直径d=50mm，转速n=200r/min，轴材料的许用切应力[τ]=60MPa，试求轴能传递的最大扭矩和最大功率。 9.某实心轴的直径d=50mm，转速n=200r/min，轴材料的许用切应力[τ]=60MPa，试求轴能传递的最大扭矩和最大功率。 一、夯实基础（考纲必备知识精练） 10.如图所示，车床的传动光杠装有安全联轴器。当载荷超过额定值时，安全销即被剪断，车床停止转动，从而起到保护车床的作用。已知光杠的直径 D=20mm，安全销的平均直径d=5mm，材料为45钢，其抗剪强度极限应力为 试确定安全联轴器所能传递的转矩M。 11.轴上有三个齿轮，传递的转矩分别为M、3M 、2M，画出图示两轴的扭矩图，并分别指出最大扭矩是多少。 （1） （2） 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：河北省2026年对口升学机械类专项训练卷，立足河北省职教高考机械专业综合理论考试中，易丢分、难度大的试题，对标考纲、深挖考点，进行专项训练。每份试卷聚焦单一考点，按“夯实基础+能力提升”逻辑编写，帮助师生夯实核心能力、贯通解题思路，实现精准对接考点、高效突破备考难点。 河北省2026版《机械类计算题专项训练卷》 第7卷 课程一：机械基础 7工程力学 计算题训练卷(7) 时间:60 分钟 总分:100分 班级 姓名 学号 成绩 一、夯实基础（考纲必备知识精练） 1.如图所示一铆接结构，已知连接板厚t=15mm，铆钉直径d=45mm，其许用剪切应力[τ]=60MPa，许用挤压应力[σв]=180MPa，试求能承受的最大拉力 F是多少。 解：从图上看，这个结构有两个铆钉，每个铆钉承担的力是 45mm=0.045m 15mm=0.015m （1） 根据剪切强度确定铆钉直径 一个铆钉承受的力为： （2） 根据挤压强度确定铆钉直径 一个铆钉承受的力为： 综合考虑剪切强度和挤压强度，每一个铆钉能承受的最大力是95.426KN，则这个结构能够承受的最大力为： 2.试校核如图所示联接销钉的剪切强度。已知F=80KN，销钉直径d = 30mm，材料的许用切应力[τ] = 60Mpa。 解：此销钉工作时受到剪切力作用，有两个剪切面，每个剪切面的 剪力为： 如下图所示 此销钉剪切强度足够，校核通过。 3.冲床的最大冲力为400KN，冲头材料的许用应力[σJ]=440Mpa，被冲剪的板的剪切强度极限为360Mpa。求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径d和板的最大厚度t。 解：（1）要在钢板上冲孔，必须保证冲头的挤压强度足够。 即： 圆整后取可以冲的孔的最小直径是35mm。 （2）要冲出孔，必须使剪应力大于剪切强度极限，即： 圆整后，板的最大厚度是10mm。 4.齿轮与轴用方头平键连接 ,其中轴的直径 d=80mm, 键的尺寸为宽b=22 mm, 高 h=14mm,长l=110mm ，键材料的许用切应力许用挤压应力 ， 轴通过键传递的转矩，试校核键的强度。 解：(1)轴的直径 d=80mm=0.08m 键传递的转矩=3N.m 键传递的力F = = = 75000N (2)键宽b=22 mm=0.022m 键高 h=14mm=0.014m 长l=110mm = 0.11m 剪应力 = =30.99MPa=60MPa 剪切强度足够 挤压应力 = = = 97.40MPa 挤压强度足够 综上所述，此键安全，校核通过。 5.某实心轴直径d=20mm，受到T=10N·m的扭矩的作用,试求横截面上最大和最小的切应力。 解：圆心处的切应力最小，是零，即： 最大切应力在离圆心最远的边缘处。 答：此轴扭转时，截面上的最大切应力和最小切应力分别为6.25MPa和0。 6.某实心轴传递的扭矩是8000N.m，许用应力[τ] = 60MPa，轴的直径d =20cm，试校核此轴的扭转强度。 解： 轴的直径 因为 所以此轴扭转强度足够，校核通过。 7.一等直截面圆轴的转速n=320r/min，传递功率P=7KW，轴的直径d=50mm，轴材料的许用切应力[τ]=40MPa，试校核该轴的扭转强度。 解：此轴传递的转矩为： 轴的直径 d = 50mm = 0.05m 此轴扭转强度足够，校核通过。 8.某实心轴的直径d=50mm，转速n=200r/min，轴材料的许用切应力[τ]=60MPa，试求轴能传递的最大扭矩和最大功率。 解：根据扭转强度条件可知，轴传动的最大扭矩为： 功率、转速、转矩的关系为： 9.某实心轴的直径d=50mm，转速n=200r/min，轴材料的许用切应力[τ]=60MPa，试求轴能传递的最大扭矩和最大功率。 解：根据扭转强度条件可知，轴传动的最大扭矩为： 功率、转速、转矩的关系为： 此轴传递的最大功率为： 一、夯实基础（考纲必备知识精练） 10.如图所示，车床的传动光杠装有安全联轴器。当载荷超过额定值时，安全销即被剪断，车床停止转动，从而起到保护车床的作用。已知光杠的直径 D=20mm，安全销的平均直径d=5mm，材料为45钢，其抗剪强度极限应力为 试确定安全联轴器所能传递的转矩M。 解：（1）受力分析。取安全销为研究对象，其受力图如图b所示。安全销中段受光杠传递给它的转矩M作用，上、下两端受套筒给它的力F作用。由平衡条件可知： （2）计算内力。用截面法将上、下两段沿剪切面截出，由图c的平衡条件可知，剪切面上的剪力 FQ=F, 其相应的切应力为 3.强度计算。当切应力大于其剪切断裂时的极限应力时，安全销即断裂，所以要使安全联轴器正常工作，要求： 解得 由上述分析可知，圆整后，安全联轴器所能传递的最大转矩M为145 N·m。 11.轴上有三个齿轮，传递的转矩分别为M、3M 、2M，画出图示两轴的扭矩图，并分别指出最大扭矩是多少。 （1） 解：①如图（1）所示，在左边两个齿轮之间 任意取一个截面叫1-1截面。 取1-1截面左段轴为研究对象，画出主动转矩 和截面上的扭矩M1，如图（2）所示。 列平衡方程如下： ②如图（1）所示，在右边两个齿轮之间任意 取一个截面叫2-2截面。 取2-2截面右段杆为研究对象，画出主动转 矩和截面上的扭矩，如图（3）所示。 列平衡方程如下： ③画出扭矩图，此时，这个轴上的最大 扭矩是2M。 （2） 解：①如图（1）所示，在左边两个齿轮之间 任意取一个截面叫1-1截面。 取1-1截面左段轴为研究对象，画出主动转矩 和截面上的扭矩，如图（2）所示。 列平衡方程如下： ②如图（1）所示，在右边两个齿轮之间任意 取一个截面叫2-2截面。 取2-2截面右段杆为研究对象，画出主动 转矩和截面上的扭矩，如图（3）所示。 列平衡方程如下： ③画出扭矩图，此时，这个轴上的最大 扭矩是3M。 比较上面两种加载方式，可知，合理布置轴上载荷的原则是：大载荷在中间，小载荷在两边。 学科网（北京）股份有限公司 $