过程装备(化工原理)习题参考答案.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流过程装备(化工原理)习题参考答案.精品文档.习题参考答案第一章1-1. 略。1-2. 杆BC为二力杆，NBC=8.64kN，BC杆受压。梁AB在铰链A处所受约束反力：NAX=-6.11kN，NAY=2.89Kn。1-3. 1.575kN（压力）。1-4. NAX=G/2，NAY=G；NBX=G/2，NBY=0；NCX=G/2，NCY=G。1-5. 11.25kN。1-6. 杆EF和CG均为二力杆，NEF=0.943kN，NCG=-0.167kN；A处约束反力：NAY=0.667kN，NAY=0.5kN。1-7. 。1-8. 51.76N。1-9. 22kN。1-10. 固定铰链给予轮子一个大小为P方向向上的约束反力，与轮边缘作用的向下的力P形成一个力偶，这样才能与轮子所受的力偶相平衡。1-11. (1)塔底约束反力：NAx=17.4kN，NAy=243.5kN，M=202.2kN·m；(2)NAx=6.39kN，NAy=23.5kN；NBx=6.39kN，NBy=0。第二章2-1. 两边200mm段中的应力为100MPa，应变为0.0005，伸长量为0.1mm；中段应力为60MPa，应变为0.0003，伸长量为0.06mm；总伸长为0.26mm。2-2. 略。2-3. 细段应力127.4 MPa，粗段应力38.2 MPa，总伸长量为0.733mm。2-4. AB杆中的应力110.3 MPa，BC杆中的应力31.8 MPa，均小于许用应力，故支架是安全的。2-5.（1）x=1.08m；（2）杆1中的应力44 MPa，杆2中的应力33 MPa。2-6. 活塞杆直径d62mm，可取d=62mm，螺栓个数n14.8，取n=16（偶数）。2-7. =149.2MPa（小于比例极限），E=2.035×105MPa。2-8. P=13.1kN。2-9. 钢段内的应力40 MPa（压），铜段内的应力60 MPa（拉）。2-10. 两段内的应力相等，均为124.5 MPa（压）。第三章3-1.d13.82mm，取d=14mm。3-2. t=28.6 MPat ，sjy=95.2 MPasjy ，故键的强度足够。3-3. 5.64 mmd6.31mm，取d=6mm。3-4. d28.73mm，取d=30mm。3-5. 图（b）布局对提高传动轴强度有利，因为图（b）布局传动轴的最大转矩为小。3-6. 能承受的转矩157N·m，传递的功率1.644kW。3-7. t=58.8MPat ，故搅拌轴强度足够。3-8. tmax=49.4 MPat ，q max =1.77°/mq ，故轴的强度和刚度足够。第四章4-1. 略。4-2. 每个槽钢所需的抗弯截面模量应不小于21.8×103 mm3，故选8号槽钢。4-3. （1）smax=26.5 MPa ；（2）sA=8.18 MPa（拉应力），sB=10.08 MPa（压应力）。4-4. M max =0.235 kN·m，smax=11.08 MPa。4-5. smax=23.41 MPa。4-6. smax=262.17 MPa；D=600 mm。4-7. Wz125×103 mm3，据此确定各截面尺寸，选用工字钢用料最省。第五章5-1. （a）a=135°，sa =25 MPa，ta =0；主应力s1=25 MPa，s2=-25 MPa，s1主方向a01=-45°。（b）a=150°，sa =-3.84 MPa，ta =0.67 MPa；主应力s1=-3.82 MPa，s2=-26.18 MPa，s1主方向a01=-31.7°。（c）a=-135°，sa =45 MPa，ta =25 MPa；主应力s1=57.02 MPa，s2=-7.02 MPa，s1主方向a01=19.33°。（d）a=-120°，sa =-16.34 MPa，ta =3.66 MPa；主应力s1=-44.14 MPa，s2=-15.86 MPa，s1主方向a01=-22.5°。5-2. Tn=106.30 kN·m。5-3. P=16.14 kN。5-4. DC段属于拉伸与弯曲的组合变形，AC段属于压缩与弯曲的给合变形，危险截面位于C处压缩一侧，M max =9.0 kN·m，smax=198.91 MPa，故立柱强度不足。5-5. 最大压应力增大为原来的8倍。5-6. seq3=84.85MPa，故该构件是安全的。5-7. 要求空心柱壁厚2.65 mm，可取3 mm。5-8. sr3=58.29MPa，故电动机轴强度足够。5-9. 要求轴径d111.7 mm，可取d=115 mm。第八章8-1. 该传动所能传递的功率。8-2. 选取A型普通V带；主动轮直径，从动轮直径；带的基准长度，实际中心距；V带根数第九章9-1. 分度圆直径；齿顶高 ；齿根高 ；全齿高 ；齿顶圆直径 ，；齿根圆直径 ， ；基圆直径，；周节；齿厚；标准中心距。9-2. 由于，可见两齿轮不能满足渐开线齿轮的正确啮合条件，因此这两个齿轮不能应用在一起。9-3. 模数9-4. 端面模数；分度圆直径；齿顶高；齿根高；全齿高。9-5. 分度圆直径， ；中心距。如安装的中心距改为220mm，而齿数z与模数m都不变，可以通过改变螺旋角来满足的要求：。9-6. 模数，分度圆螺旋角；其它主要尺寸为：分度圆直径，；齿顶高，齿根高；齿顶圆直径， ；齿根圆直径， 。第十章10-1. ，故该搅拌轴的强度是足够的。10-2. 由于，可取搅拌轴的直径d=45mm。10-3. 由于，可取搅拌轴的直径d=34mm。因为立式搅拌器，故可选用夹壳联轴器。第十一章11-1. ，由于n2为正，所以其转向与n1一致。11-2. 蜗轮的转速： ，蜗轮的转向可用画箭头的方法来确定，方向为顺时针。第十二章12-1. 轴承的平均比压，轴承的摩擦功耗 ；轴承的相对滑动速度；故滑动轴承能正常工作。12-2. 轴承的平均比压，轴承的摩擦功耗 ；但轴承的相对滑动速度；故滑动轴承的轴瓦材料不合适，会引起轴承加速磨损。12-3. （1）7210B：表示内径为50mm的角接触轴承，其尺寸系列代号为2（宽度系列代号为1，直径系列代号为2），公称接触角为40°。（2）7210AC：表示内径为50mm的角接触轴承，其尺寸系列代号为2（宽度系列代号为1，直径系列代号为2），公称接触角为25°。（3）N210E：表示内径为50mm的加强型圆柱滚子轴承，其尺寸系列代号为2（宽度系列代号为1，直径系列代号为2）。（4）51210：表示内径为50mm的推力球轴承，其尺寸系列代号为2（宽度系列代号为1，直径系列代号为2）。（5）30316：表示内径为80mm的圆锥滚子轴承，其尺寸系列代号为3（宽度系列代号为0，直径系列代号为3）。（6）7305B/P4：表示内径为25mm的角接触轴承，其尺寸系列代号为3（宽度系列代号为0，直径系列代号为3），公称接触角为40°，公差等级代号为4（即公差等级为4级）。第十三章13-1. 氧气瓶筒壁内的经向应力，周向应力： 。13-2. 液氨储槽筒体的设计壁厚，可选用n=20mm厚的钢板。液氨储槽封头的设计壁厚，可选用n=20mm厚的钢板。 13-3. 承压容器的器壁的设计厚度，可选用n=8mm厚的钢板。13-4. 筒壁设计壁厚： ，可选用n=14mm厚的钢板。将各种封头的计算结果列表比较如下：封头型式所需壁厚（mm）单位容积的表面积制造难易程度半球形封头8最小难椭圆形封头12次之较易碟形封头16与椭圆形封头接近较易由表可见，半球形封头单位容积的表面积最小、壁厚最薄、最节省材料，但制造困难。椭圆形封头材料的消耗，仅次于半球形，但制造容易，因此，综合比较后选用椭圆形封头为宜。13-5. 圆筒体设计壁厚为： ，可初选用n=4mm厚的钢板。另外，由于16MnR为低合金钢，根据GB150的规定，容器最小厚度，腐蚀裕量另加。因此，容器厚度应为：，应选用n=5mm厚的钢板。综合考虑，可取其名义厚度为。13-6. 壁厚，因，所以该釜不可以继续使用。第十四章14-1. 圆筒的临界压力： 。14-2. 筒体名义厚度n=14mm。14-3. 筒体名义厚度n=14mm。14-4. 设计压力，许用外压力，由于，所以操作是安全的。14-5. 设计压力，许用外压力，由于，所以不能满足稳定性要求。可以通过在该圆筒的外部或内部设置加强圈的方式来使其达到稳定性要求。14-6. 筒体名义厚度n=20mm。