第12练 圆轴扭转 河南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了河南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是河南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第12练，内容涵盖2-4 圆轴扭转。 河南省（对口招生）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第12练 第2章 直杆的基本变形 第4节 圆轴扭转 一、选择题 1. 圆轴扭转时横截面上的内力为（ ） A．轴力 B．剪力 C．弯矩 D．扭矩 【答案】D 【解析】圆轴扭转时横截面的内力是扭矩T，单位为N·m。 2. 圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律是（ ） A．均匀分布 B．中心为零，外缘最大，沿半径线性分布 C．中心最大，外缘为零 D．外缘为零，中心最大 【答案】B 【解析】扭转切应力沿半径线性分布，圆心为零，外缘最大。 3. 实心圆轴的抗扭截面系数W_t等于（ ） A．πd³/16 B．πd³/32 C．πd^4/32 D．πd^4/16 【答案】A 【解析】I_p=πd^4/32，W_t=I_p/(d/2)=πd³/16。τ_max=T/W_t。 4. 圆轴扭转强度条件为（ ） A．τ_max≥[τ] B．T≥[T] C．τ_max≤[τ] D．φ≤[φ] 【答案】C 【解析】扭转强度条件：τ_max=T/W_t≤[τ]。 5. 两根材料和长度相同的圆轴，外径相同（一实心一空心），在相同扭矩作用下（ ） A．实心轴切应力更大 B．空心轴切应力更大 C．实心轴切应力更小 D．两者相同 【答案】B 【解析】外径相同时空心轴W_t更小，因此τ_max更大。但同重量时空心轴更强。 二、判断题 6. 圆轴扭转时，横截面上只有切应力，没有正应力。（ ） 【答案】√ 【解析】纯扭转时横截面上只产生切应力。 7. 空心圆轴比同外径的实心圆轴抗扭能力更强。（ ） 【答案】× 【解析】同外径时空心轴W_t更小。同重量条件下空心轴才更强。 三、名词解释题 8. 抗扭截面系数 【答案】抗扭截面系数W_t反映圆轴横截面抗扭能力的几何量，W_t=I_p/R。实心圆轴W_t=πd³/16；空心圆轴W_t=πD³(1-α^4)/16（α=d/D）。τ_max=T/W_t。 四、计算题 9. 一空心圆轴外径D=80mm，内径d=40mm，承受扭矩T=4kN·m，[τ]=60MPa。试校核扭转强度。 【答案】（1）α=d/D=0.5。（2）W_t=πD³(1-α^4)/16=3.14×80³×(1-0.0625)/16=100480mm³。（3）τ_max=T/W_t=4×10^6/100480=39.8MPa<60MPa。答：满足强度要求。 五、分析与简答题 10. 为什么空心轴在工程中广泛应用（如汽车传动轴）？从抗扭强度、刚度和材料利用效率三方面说明。 【答案】（1）同重量时空心轴直径更大，极惯性矩I_p更大，抗扭强度优于实心轴。（2）同重量时空心轴扭转刚度更大。（3）圆心附近切应力很小，材料贡献低，空心轴去除低效材料，减轻重量。实例：汽车传动轴、钻探钻杆。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了河南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是河南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第12练，内容涵盖2-4 圆轴扭转。 河南省（对口招生）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第12练 第2章 直杆的基本变形 第4节 圆轴扭转 一、选择题 1. 圆轴扭转时横截面上的内力为（ ） A．轴力 B．剪力 C．弯矩 D．扭矩 2. 圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律是（ ） A．均匀分布 B．中心为零，外缘最大，沿半径线性分布 C．中心最大，外缘为零 D．外缘为零，中心最大 3. 实心圆轴的抗扭截面系数W_t等于（ ） A．πd³/16 B．πd³/32 C．πd^4/32 D．πd^4/16 4. 圆轴扭转强度条件为（ ） A．τ_max≥[τ] B．T≥[T] C．τ_max≤[τ] D．φ≤[φ] 5. 两根材料和长度相同的圆轴，外径相同（一实心一空心），在相同扭矩作用下（ ） A．实心轴切应力更大 B．空心轴切应力更大 C．实心轴切应力更小 D．两者相同 二、判断题 6. 圆轴扭转时，横截面上只有切应力，没有正应力。（ ） 7. 空心圆轴比同外径的实心圆轴抗扭能力更强。（ ） 三、名词解释题 8. 抗扭截面系数 四、计算题 9. 一空心圆轴外径D=80mm，内径d=40mm，承受扭矩T=4kN·m，[τ]=60MPa。试校核扭转强度。 五、分析与简答题 10. 为什么空心轴在工程中广泛应用（如汽车传动轴）？从抗扭强度、刚度和材料利用效率三方面说明。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $