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机械设计课后习题第5章作业要点第5章作业5-l 眼镜⽤⼩螺钉(Ml x 0．25与其他尺⼨螺钉(例如M8 x 1．25相⽐，为什么更易发⽣⾃动松脱现象(§纹中径=螺纹⼤径-O．65 x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，l AB=100 mm，l BC=350 mm。
各构件的质量和转动惯量略⽽不计。
当M1=20 N.m 时，试求机构在图⽰位置所能克服的有效阻⼒F3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：F R21(l AB sinα+2ρ=M1F R21=F R23=M1/[(l AB sinα+2ρ]构件3的平衡条件为：F R23+F R43+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。
第五章螺纹连接与螺旋传动§5-1 螺纹§5-2 螺纹连接的类型与标准连接件5-3 螺纹连接的预紧§5-4 螺纹连接的防松§5-5 螺纹连接的强度计算§5-6 螺纹连接组的设计§5-7 螺纹连接件的材料与许用应力§5-8 提高螺纹连接强度的措施§5-9 螺旋传动一、螺纹的分类螺纹的类型与特点1螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。
螺纹按工作性质分为连接用螺纹和传动用螺纹。
连接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠连接；传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。
螺纹的类型与特点2二、普通螺纹的主要参数大径d －即螺纹的公称直径。
小径d 1－常用于连接的强度计算。
中径d 2－常用于连接的几何计算。
螺距P －螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。
牙型角a －螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。
升角y －螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
线数n －螺纹的螺旋线数目。
导程S －螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，S =nP 。
升角y 的计算式为：πarctan πarctan d nP d S ==y连接类型与标准件1一、螺纹连接的基本类型除上述连接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹连接。
如：T型槽螺栓连接、吊环螺钉连接和地脚螺栓连接等。
说明连接类型与标准件2二、标准螺纹连接件螺纹连接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。
虚拟现实中的螺纹连接件利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。
通常可采用测力矩扳手或定力矩扳手，对于重要的螺栓连接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。
纹连接的预紧大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。
增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。
第五章习题答案5-4 图5-48所示的底板螺栓组连接受外力F∑的作用。
外力F∑作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。
试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大?保证连接安全工作的必要条件有哪些？解：1. 载荷分解F∑X= F∑cos θF∑ y= F∑sin θM = F∑ y·l －F∑X·h2. 螺栓上的受力分析（1 ）在竖直方向上，螺栓承受的轴向拉伸工作载荷F = F∑ yz（2 ）在水平方向上，螺栓受力F∑X的作用，需要靠螺栓上的预紧力产生的摩擦力来阻止相对滑动，故 f ×N ≥K S×F∑X( p75 ，5-9 )其中正压力N = z ×F0−C m×F∑ yC m+C b注：K s——防滑系数C m——被连接件刚度C b——螺栓刚度即f ( z F0−C mF∑ y) ≥K S×F∑XC m+C b( 3 ) 在倾覆力矩M作用下，螺栓受的载荷a.若M >0 ，倾覆力矩为逆时针方向右边螺栓受到力的加载作用，使螺栓受力增大；左边螺栓受到力的减载作用，使螺栓受力减小；在这种情况下，右边受力最大，左边受力最小。
b.若M <0 ，倾覆力矩为顺时针方向左边螺栓受到力的加载作用，使螺栓受力增大；右边螺栓受到力的减载作用，使螺栓受力减小；在这种情况下，左边受力最大，右边.受力最小。
3. 保证正常工作的条件：a. 受力最大的螺栓满足强度条件b．受压最大接合面不能被压碎，即最大挤压应力σpmax≤[ σp]c．受压最小接合面不能有间隙，即最小挤压应力σpmin≥0 5-5 图5-49是由两块边板和一块承重焊接的龙门起重机导轨托架。
两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。
试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？1. 若采用铰制孔用螺栓连接a. 在20 kN 的横向应力作用下，每个螺栓的横向工作剪力为F = F ∑z = 208 =2.5 kNb ．在转矩T = 20 × 300 = 6000 N ·mm 的作用下，有∑F i z i=1× r i = T其中F i 表示第i 个螺栓所受的工作剪力； 又因为螺栓的剪切变形量与该螺栓轴线到螺栓组对称中心O 的距离成正比，而这里螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离相等。
