问答题 图中所示的轴，作匀速转动，转速n=200r/min，轴上装有五个轮子，主动轮2输入的功率为60kW，从动轮1、3、4、5依次输出18kW、12kW、22kW和8kW。材料为钢，其许用切应力[τ]=20MPa，切变模量G=8×104MPa，单位长度杆的许用扭转角[θ]=0.25º/m。试按强度条件及刚度条件选择此实心圆轴的直径。

问答题 传动轴如图所示，其转速n=300r/min，主动轮A输入的功率P1=500kW；若不计轴承摩擦所耗的功率，三个从动轮B、C、D输出的功率分别为P2=150kW，P3=150kW，P4=200kW。该轴是用45号钢制成的空心圆截面杆，其内外直径之比α=1/2。材料的许用切应力[τ]=40MPa，其切变模量G=8×104MPa。单位长度杆的许用扭转角[θ]=0.3º/m。试作轴的扭矩图，并按强度条件和刚度条件选择轴的直径。

问答题 一水轮机的功率为P=7350kW，其竖轴是直径为d=650mm而长度为l=6000mm的等截面实心钢轴，材料的切变模量为G=8.0×104MPa。试求当水轮机以转速n=57.7r/min匀速旋转时，轴横截面的最大切应力及轴的两个端面间的相对扭转角Φ。