机械设计课后习题第5章作业

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1、第5章作业5-l眼镜用小螺钉(Mlx0．25)与其他尺寸螺钉(例如M8x1．25)相比，为什么更易发生自动松脱现象(§纹中径=螺纹大径-O．65x螺距)?答：因为螺纹升角：而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。5-2当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗?答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动；作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，不会发生自锁。5-3自

2、锁机械根本不能运动，对吗?试举2,-3个利用自锁的实例。答：不对，因为自锁机械对应于一定的外力条件和方向才自锁。5-4通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示?答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，减少的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。5-5图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩M1作用下等速转动。设已知各转动副的轴颈半径r=10mm，当量摩擦系数fv=0.1，移动副中的滑块摩擦系数f=0.15，lAB=100mm，lBC=350mm。各构件的质量和转动惯量略而不计。当M1=20N.m时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F

3、3及机械效率。解：（1）根据已知条件fvr=0.1ⅹ10=1mmφ=arctanf=8.53º计算可得图示位置α=45.67º,β=14.33º（2）考虑摩擦时，运动副中反力如图（a）所示（3）构件1的平衡条件为：FR21(lABsinα+2ρ)=M1FR21=FR23=M1/[(lABsinα+2ρ)]构件3的平衡条件为：FR23+FR43+f3=0作力的多边形图（b）有：（4）（5）机械效率：5-6图示为一带式运输机,由电动机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力F=5500N，运送速度v=1.2m/s。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(

4、包括其轴承)的效率η2=0.97，运输带8的机械效率η3=0.92(包括其支承和联轴器)。试求该系统的总效率η及电动机所需的功率。解：该系统的总效率为：η=η1.η22.η3=0.95ⅹ0.972ⅹ0.92=0.822电机所需功率：N=Pv/η=5500ⅹ1.2ⅹ10-3/0.822=8.029kW5-7如图所示，电动机通过v带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A及B。设每对齿轮的效率可η1=0.97(包括轴承的效率在内)，带传动的效率η3=0.92，工作机A、B的功率分别为PA=5kW、PB=1kW，效率分别为ηA=0.8、ηB=0.5，试求电动机所需的功率。解：:输入功率PA`=PA/(η

5、Aη12η2)=7.22kWPB`=PB/(ηBη12η2)=2.31kW电机所需功率P电=PA`+PB`=9.53kW5-8图(a)示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1’预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块。试确定其自锁条件(即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件)。解一：根据反行程时η`≤0的条件确定反行程时（楔块3退出）取楔块3为脱离体，其受工件1,1`和夹具2作用的总反力FR13和以及支持力P。各力方向如图(a)(b)所示，根据楔块3的平衡条件，作矢量三角形如图（c）.由正弦定理可得FR23=Pcosφ/sin(α-2φ),φ=0,FR230=P/si

6、nα于是此机构反行程的效率为令η`≤0,可得自锁条件为α≤2φ解二：根据反行程生产阻力小于或等于零的条件来确定根据楔块3的力多边形图(c)由正弦定理可得P=FR23sin(α-2φ)/cosφ若滑块不自动松脱，则应使P≤0，即得自锁条件为α≤2φ解三：根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后P力就被撤消，故楔块3受力如图（b）楔块3就如同受到FR23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要作用在摩擦角φ内，楔块3即发生自锁。即α-φ≤φ因此可得自锁条件为α≤2φ图b为一颚式破碎机，在破碎矿石时要求矿石不致被向上挤出，试问α角应满足什么条件?经分析可得出什么结论?解：设矿石的重量为Q，

7、矿石与鄂板间的摩擦系数为f，则摩擦角为：φ=arctanf(b)矿石有向上挤出趋势时，其受力如图（b）所示，由力平衡条件知：2FRsin(α/2-φ)-Q=0FR=Q/[2FRsin(α/2-φ)]η`=FR0/FR=sin(α/2-φ)/sin(α/2)当η`≤0时，即α/2-φ≤0矿石将不被挤出，即自锁条件为α≤2φ5-9图示为一超越离合器，当星轮1沿顺时针方向转动时，滚柱2将被楔紧在楔形间隙