机械设计第八版第五章答案
机械设计第五章课后习题
5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用
5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？
5-2分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸
内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？
5-4 ?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力F X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？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为 mm 大小为60KN 的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种 不知型式所用的螺栓直
径较小？为什么？
5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷
F=56KN 载荷稳定，拉丁材料为 Q235钢，试设计此联
接。
申
ffi5^52
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数
f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的 70%
螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。
5-9
受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力
Fo=15000N 当受轴向工作载荷F = 10
000N 时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
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5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa缸盖与缸体均为钢制，直径
D1=350mm,D2=250mfa、下凸缘厚均为25mm试设计此联接。
5-11设计简单千斤顶（参见图5-41 ）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N起重高度为200mm材料自选。
参考答案5-1 :
螺纹类型普通螺纹特点应用
牙形为等力三角形，牙型角60o,内外螺纹旋合后留有径
向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少应力留集
中。同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙。细牙螺
纹升角小，自锁性较好，搞剪强度高，但因牙细在耐磨，
容易滑扣
一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹
常用于细小零件、薄壁管件或受冲
击、振动和变载荷的连接中，也可
作为微调机构的调整螺纹用
管螺纹牙型为等腰三角形，牙型管联接用细牙普通螺纹薄壁管件(5 5-41
5-2
答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。
5-3 解：
F = P-D2 !z,F2=F Q +—^兀% = 1.鸥
4 q+q 4
最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。
5-4
解i将笔力竽效转化到底板面上，可知底板受到轴向力生，横问力兀h和倾覆
力犯1L *
〔1）底板最左侧的螺栓受力量大，应验算该整栓的竝伸强度.要求拉应力
cs[a]c 衣
C2）应验算底板右侧边缘的最大挤应力要求最大挤压应力碍氓勻巧]一
（3）应验算底板右侧边錄的最小挤应力要求最小挤压应力込“ >0.
（4）应验算底板在懂向力作用下是否会滑移”要求摩撩力码。・
5-5
采用铰制孔用螺栓联接为宜,
因为托架所承受的载荷有较大变动，普通螺栓联接靠接合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩。
由公式
FA ◎呼
"一/£+与 + Q）於
q
2-1及挤压强度和剪切强度公式可以计算出此可求得螺栓的最小直径，铰制孔用螺栓时，由公式
时的最小直径，两个直径进行比较可得出铰制孔用螺栓的直径小。
5-6
螺栓组受到的剪力F和转矩T(T-FL> f设剪力F分在各螺栓上的力为莎事矩T分在各个摞栓上的力为口。P (1)在图5. 23 (a)在爍栓布置方案中*各螺拴轴线到螺栓组对称中心的距离都为r,即r=125ni^故卩
Fi=l/6F=10KN<
Ej=FL/6r=^40A7/^
由图可知，最左和最右的螺栓受力最大为.
F2=40+10=50KN^
(2)对于图5.23 (b)・
Fi=l/6F=10K4
FLr
巧“=宀1"= 2440
审*
>-i
F = J用+町+ 2巧巧匚。柘=33.6AAA
由以上数什可以得岀.采用图5. 23 (b)的布置型式所用的螺栓直径较小。•
5-7
解该题属于松螺栓联接的题目。拉伸强度条件为.
拉杆材料为Q235,其［b］二95MF乱屮
灾灯=27.4W^A
—X95X10*5
4
所以取螺栓选用的直径d二30叭・亠
5-8
5-9
5-10
解（1）确定螺栓数z和直径d*
查教材5-5,螺栓间距心Y 7孔取心6山取2=12.则螺栓间距.
站二兰込=*j
z
螺栓直径左tO/492/6二15. 33盹取隹16顽・*
（2｝选择螺栓性能等级。选择螺栓性能等级为8. 8级，查教材表5吃提*
- 300MPa f a s = 640MPa卩
（3）计算螺栓上的载荷.作用在气缸上的最大压力F和单个螺栓上的工作载荷F分别为卩TT D2
F =——^=7363W
E 4* ,
F
^ = ^ = 6136AT z
取残余预紧力Fl二:L 5典由教材公式Z（5-15）,螺栓的总载荷-
F2二F1+F二2・ 5F=2. 5*6136=15340^
（4）许用应力。按不控制预紧力确定安全系数，查教材表5-10,取阻4,许用拉应力.
0]二匸16。必％心g
（5）验算螺栓的逼度◎查手册，螺栓的大径d=16im J水径dl=13. 835min.取螺栓公称长度1=70^』
由教材公式（5-19）,螺栓的计算应力耳严公冬=1弦7切七Y0W
-dl
4 1
满足強度条件。螺栓的标记为GE/T 5782-86M16X70,螺栓数量沪12川
5-11
解：⑴选作材料。螺栓材料等选用45号钢耳二3。0伽。螺母材料选用ZCuA19Mn2查表确定需用压强
[P]=15MPa.
（2）确定螺纹牙型。梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本题采用梯形螺纹。
（3）按耐磨性计算初选螺纹的中径。因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，故取二…，根据教材式（5-45）得
1.按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。根据第四强度理论，其强度条件为
^ = 1.3a=l3Q/A<[a] = ^
式中，A 为螺杆螺纹段的危险截面面积， 4 ；S 为螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋， S=3.5-5.0;对 于传导螺旋，S=2.5-4.0;对于精密螺杆或水平螺杆，S>4.本题取值为5.故
（5）综合考虑，确定螺杆直径。比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果，可知本题螺杆直径的选定应以抗压强 度计算的结果为准，按国家标准GB/T5796-1986选定螺杆尺寸参数：螺纹外径d=44mm 螺纹内径d 仁36mm 螺纹中 径d2=40.5mm 螺纹线数n=1,螺距P=7mm.
（6）校核螺旋的自锁能力。对传力螺旋传动来说，一般应确保自锁性要求，以避免事故。本题螺杆的材料为钢，
a ~ —r B ———— 螺母的材料为青铜，钢对青铜的摩擦系数 f=0.09（查《机械设计手册》）。因梯形螺纹牙型角 〔 -, 所以
= arctan 人=arctan -------- = 5*19 cos 0
因y-P V,可以满足自锁要求。
注意：若自锁性不足，可增大螺杆直径或减沾上螺距进行调整。
（7）计算螺母高度H.因选二-…所以H#
1取为102mm 螺纹圈数计算：z=H/P=14.5 螺纹圈数最好不要超过10圈，因此宜作调整。
一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距 P,而本题螺杆直径的选定以抗压强度计算的结果为
但对中小尺寸的螺杆，可认为
上「，所以上式可简化为
准，耐磨性已相当富裕，所以可适当减低螺母高度。现取螺母高度H=70mm则螺纹圈数z=10,满足要求。
（8）螺纹牙的强度计算。由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度，因此只需校核螺母螺纹的牙根强度。根
据教材表5-13，对于青铜螺母■ U ,这里取30MPa由教材式（5-50 ）得螺纹牙危险截面的剪切应力
为
二丁满足要求
螺母螺纹根部一般不会弯曲折断，通常可以不进行弯曲强度校核。
（9）螺杆的稳定性计算。当轴向压力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性。好图所示，取B=70mm. 则螺杆的工作长度
l=L+B+H/2=305mm
螺杆危险面的惯性半径i=d1/4=9mm
螺杆的长度：按一端自由，一段固定考虑，取11 _ "
2 二岂二6?7
螺杆的柔度:',因此本题螺杆4°Y& Y100,为中柔度压杆。棋失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得
Q 二二449.&W
° （谢
所以满足稳定性要求。
机械设计作业第5答案
第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角 增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、联接件分离，联接失效 B、被联接件即将分离，联接不可靠 C、联接可靠，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、便于装配
机械设计作业集(答案)
机械设计作业集（答案） 第五章螺纹 一、简答题 1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别? 答普通三角螺纹的牙型角为60 º，又分为粗牙螺纹和细牙螺纹，粗牙螺纹用于—般连接，细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置。细牙螺纹的自锁性能好，抗振动防松的能力强，但由于螺纹牙深度浅，承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。 2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同? 答 (1)普通螺栓连接：被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。 (2)精密螺栓（铰制孔螺栓）连接：装配间无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。 (3)双头螺柱连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母，适于常拆卸而被连接件之一较厚时。装拆时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被连接件中拧出。 (4)螺钉连接：适于被连接件之一较厚(上带螺纹孔)、不需
经常装拆、受载较小的情况。一端有螺钉头、不需螺母。 (5)紧定螺钉连接：拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。 3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？ 答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用。这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ力。预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性，以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。 4.连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施? 答; 对于一般单线螺纹，螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角，本身能满足自锁条件，但是在冲击、振动或变载荷作用下，螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失，多次反复作用后，就可能松脱。另外，在温度大幅度变化的情况下，反复的热胀冷缩，也会造成松脱。 5.防松原理和防松装置有哪些? 答防松的根本在于防止螺旋副在受载荷时发生相对转动，防松的方法分为：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副关系的永久防松。具体装置如下； (1)摩擦防松：对顶螺母，弹簧垫图，自锁螺毋。 (2)机械防松：开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢
(完整版)机械设计答案
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 θ F∑ y= F∑sin θ M = F∑ y·l －F∑X·h 2. 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∑ y z （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∑ y C 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 m F∑ y) ≥K S×F∑X C 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？
机械设计第五章答案西北工业大学第八版1
机械设计第五章课后习题 5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用 5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 5-2分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？ 5-4?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ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？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径 D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。 5-11设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。
机械设计课后习题第5章参考答案
第5章习题解答参考 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=5500 N，运送速度v=1.2 m/s。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(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：图示为一串联的传动系统 其总效率为：η=η1.η22.η3ⅹ2ⅹ 电机所需功率：P d=Fv/η=5500×029（W）=8.029（kW）
5-7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P A =5 kW 、P B =1kW ，效率分别为ηA =0.8、ηB =0.5，试求电动机所需的功率。 电机所需功率 解：此传动系统为混联。 并联 P d 串联 8924 .092.097.031=⨯==ηηη串) (156.85055 .097.01000 8.097.0500011W P P P P P B B A A dB dA d =⨯+⨯= +=+=ηηηη并) (156.8505W P P d r ==并串) (65.95308924 .0156 .8505W P P r d == =串 串 η
5-8图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)。 取楔块3为脱离体， 根据楔块3的平衡条件，作矢量三角形 由图分析可知，在反行程F R23是驱动力， 由正弦定理可得, 则 于是此机构反行程的效率为 令 , 可得自锁条件为 解法一：根据反行程时η’≤0的条件确定 反行程时楔块3有向右退出的趋势， P ’ ϕ α 3 α ϕ F R13 F R23 2313='++P F F R R 90P ’ R13 F R23 ϕ + ϕ α-ϕ α2- )2sin(cos 23ϕαϕ-'=P F R α sin 230 P F R ' =ϕ αϕαηcos sin ) 2sin(-= '0≤'ηϕα2≤
机械设计第八版课后习题答案
机械设计第八版课后习题答案 机械设计第八版是一本经典的机械设计教材，它涵盖了机械设计的各个方面， 为学习者提供了丰富的知识和实践经验。然而，对于很多学习者来说，课后习 题的答案往往是他们学习的重点和难点。本文将为大家分享机械设计第八版课 后习题的答案，希望能够帮助广大学习者更好地掌握机械设计知识。 第一章：机械设计基础 1. 机械设计的基本要求包括强度、刚度和稳定性。强度是指机械零件在工作过 程中能够承受的最大应力，刚度是指机械零件在受力时的变形程度，稳定性是 指机械零件在受力时不会失去平衡的能力。 2. 机械设计中常用的材料包括金属材料、非金属材料和复合材料。金属材料具 有良好的强度和刚度，适合用于承受大应力的零件；非金属材料轻质、耐腐蚀，适合用于密封件和绝缘件；复合材料具有高强度和轻质的特点，适合用于航空 航天和汽车工业。 第二章：机械零件的设计 1. 轴的设计原则包括确定轴的材料、直径和长度。轴的材料应具有足够的强度 和刚度，直径应根据受力情况和安全系数进行选取，长度应满足零件的装配要 求和空间限制。 2. 螺纹连接的设计原则包括确定螺纹的类型、尺寸和紧固力。螺纹的类型包括 内螺纹和外螺纹，尺寸应根据零件的受力情况和装配要求进行选取，紧固力应 满足零件的使用要求和安全系数。 第三章：机械传动设计 1. 齿轮传动的设计原则包括确定齿轮的模数、齿数和齿形。齿轮的模数应根据
传动功率和运动要求进行选取，齿数应满足传动比和齿轮的受力情况，齿形应满足传动的平稳性和传动效率。 2. 带传动的设计原则包括确定带轮的类型、带速比和带轮尺寸。带轮的类型包括平带轮和齿形带轮，带速比应满足传动的速度要求，带轮尺寸应满足传动的受力情况和安全系数。 第四章：机械零件的选择与设计 1. 轴承的选择与设计原则包括确定轴承的类型、尺寸和额定寿命。轴承的类型包括滚动轴承和滑动轴承，尺寸应根据受力情况和安全系数进行选取，额定寿命应满足零件的使用寿命要求。 2. 弹簧的选择与设计原则包括确定弹簧的类型、材料和刚度。弹簧的类型包括压缩弹簧和拉伸弹簧，材料应具有足够的强度和弹性，刚度应满足零件的变形要求和安全系数。 通过以上几个章节的简要介绍，我们可以看到机械设计第八版课后习题的答案涵盖了机械设计的各个方面。通过认真学习和解答这些习题，我们可以更加深入地理解机械设计的原理和方法，提高解决实际问题的能力。同时，通过对习题答案的学习，我们也可以了解到机械设计中的一些常见错误和注意事项，避免在实际设计中犯同样的错误。 总之，机械设计第八版课后习题的答案对于学习者来说是非常重要的。通过认真学习和解答这些习题，我们可以更好地掌握机械设计的理论和实践，提高自己的设计水平和能力。希望本文所提供的答案能够对广大学习者有所帮助，使他们在机械设计领域取得更好的成绩。
机械设计第五章答案
机械设计第五章课后习题 5-1 分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？ 5-4 ?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力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？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？ 5-5 图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？ 5-6 已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-7 图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。 5-8 两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 5-10 图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。 5-11 设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。 参考答案 5-1:螺纹类型特点应用 普通螺纹牙形为等力三角形，牙型角60o，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少应力留集中。同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙。细牙螺纹升角小，自锁性较好，搞剪强度高，但因牙细在耐磨，容易滑扣一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用 管螺纹牙型为等腰三角形，牙型角55o，内外螺纹旋合后无径向间隙，牙顶有较大的圆角管联接用细牙普通螺纹薄壁管件 非螺纹密封的55o圆柱管螺纹管接关、旋塞、阀门及其他附件 用螺纹密封的55o圆锥管螺纹管子、管接关、旋塞、阀门及其他螺纹连接的附件米制锥螺纹气体或液体管路系统依靠螺纹密封的联接螺纹
机械设计课后习题第5章作业
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： 2tan (0.65)t t d d t βππ==- 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M 1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f v =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M 1=20 N.m 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F 3及机械效率。 解：（1）根据已知条件fvr=0.1ⅹ10=1mm φ=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 sin α+2ρ)=M 1 F R21=F R23=M 1/[(l AB sin α+2ρ)] 构件3的平衡条件为：F R23+F R43+f 3=0 作力的多边形图（b ）有：23 3sin(90)sin(90)R F F βϕϕ=-+- （4）2313cos cos 93.64%cos()(sin 2)cos()R AB F M F l ϕϕβϕαρβϕ= = =-+- （5）机械效率：330cos sin cos 270.38(sin 2)cos()AB AB F l N F l ϕαβηαρβϕ= ==+- 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=5 500 N ，运送速度v=1.2 m/s 。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(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。
机械设计第八版螺纹联接复习题
第五章螺纹联接补充习题 习题1如图所示接长手柄，用两个普通螺栓连接。已知手柄推力P=200N ，两个被联接件之间的摩擦系数f c =0。15，联接的安全系数S=2。若螺栓的强度级别为4.6，试确定普通螺栓的直径d. 此外，若： （1） 如果改用铰制孔用螺栓联接，计算所需致敬； 分析图中扳手联接方案有什么缺点，并提出改进措施。 习题2. 厚度δ=12mm 的钢板用4个螺栓固联在厚度δ1=30mm 的铸铁支架上，螺栓的布置如图（a ）、（b ）两种方案。已知螺栓材料为Q235，[σ]=95Mpa ，[τ]=96Mpa ，钢板[ σP ]=320Mpa ，铸铁 [ σP1]=180Mpa,结合面摩擦系数f=0.15，可靠性系数K S =1.2，载荷 F ∑=12000N ，尺寸,mm l 40=.mm a 100= （1） 试比较那种螺栓布置方案合理？ （2） 按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接时的 螺拴直径。
习题3方形盖板用四个螺钉与箱体联接，盖板中心O 点的吊环 受拉力Q=10000N ，被联接件的相对刚度80.C C C m b m =+。设工作拉力有变化。取预 紧力F .F 610=。试求 1．螺栓的总拉力F 2; 2．如果制造误差，吊环由O 点移到O ’点，,mm O O 25='求受力最大的螺栓的总拉力 F 2。 习题4 如图所示为一螺栓组联接的三种方案。已知,mm L 300= ,mm a 60= 试求每个方案中受力最大的螺栓的横向力各为多少？ 并说明哪种方案较好。 习题5 如图所示，刚性凸缘联轴器用四个普通螺栓将两半联轴器相联接。已知传递扭矩 m N T ⋅=1000，两半联轴器端面摩擦系数150.f =，可靠性系数21.K S =，
机械设计第五章课后习题答案
5-1解：蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即和。 图 5.5图5.6 5-2解：这是一个定轴轮系，依题意有： 齿条 6 的线速度和齿轮5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等， 因 此有： 通过箭头法判断得到齿轮5 ′的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。 5-3解：秒针到分针的传递路线为： 6→5→4→3，齿轮3上带着分针，齿轮6上带着秒针，因此有： 。 分针到时针的传递路线为：9→10→11→12，齿轮9上带着分针，齿轮12上带着时针，因此有：
。 图 5.7图5.8 5-4解：从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星 架。则有： ∵ ∴ ∴ 当手柄转过，即时，转盘转过的角度，方向与手柄方向相同。 5-5解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，构件为行星架。
则有： ∵， ∴ ∴ 传动比为10，构件与的转向相同。 图 5.9 图5.10
5-6解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星架。 则有： ∵，， ∵ ∴ ∴ 5-7解：这是由四组完全一样的周转轮系组成的轮系，因此只需要计算一组即可。取其中一组作分 析，齿轮 4、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件1为行星架。这里行星轮2是惰轮，因此它的齿数 与传动比大小无关，可以自由选取。 （1） 由图知（2） 又挖叉固定在齿轮上，要使其始终保持一定的方向应有：（3） 联立（ 1）、（2）、（3）式得：
图 5.11 图5.12 5-8解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。 ∵， ∴ ∴ 与方向相同
机械设计复习资料及答案
5．提高螺纹联接强度的措施有哪些？ 1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免 螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工艺。 3．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？ 螺纹联接有 4 中基本类型。螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。 螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间）， 又不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。紧定 螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。 根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械 防松，破坏螺纹副关系防松。 3-7．拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定的预紧力，如果要以比较小的拧紧力矩T 来得到要求的预紧力Q P，可采用__A______。 A．细牙螺纹 B．双线螺纹 C．适当润滑 D．增加螺母与被联接件支承面间的面积 3-8. 在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于___A_____。 A．摩擦防松 B．机械防松 C．破坏螺旋副的关系防松 D．增大预紧力防松 3-14．在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了 6 _____D___。 A．使工作面均匀接触 B．使接触面大些，提高防松能力 C．安装和拆卸时方便 D．使螺栓不受附加载荷作用 3-16．当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓____D____。 A. 必受剪应力作用 B. 必受拉应力作用 C. 同时受到剪切和拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受拉伸 3-17．当铰制孔螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓__A______。 A. 必受剪应力作用 B. 必受拉应力作用 C. 同时受到剪切和拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受拉伸 3-19．对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓总拉力Q 和剩余预紧力Q P′不变，减小螺栓的刚度，则螺栓的应力幅σa和预紧力Q P 也会发上变化。一般随着___D_____。 A．σa减小，Q P 也应适当减小 B．σa增大，Q P 应适当减小 C．σa增大，Q P 也应适当增大 D．σa减小，Q P 应适当增大 3-20．随着被联接件刚度的增大，螺栓的疲劳强度__A______。 A．提高 B．降低 C．不变 D．可能提高，也可能降低 3-21．受轴向变载荷作用的紧螺栓联接，当增大螺栓直径时，螺栓的疲劳强度____B____。A．提高 B．降低 C．不变 D．可能提高，也可能降低 3-22．若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可以___D_____。 A．在被联接件之间加橡胶垫片 B．采用精制螺栓
机械设计第八版课后习题答案西北大学机械原理
第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710518093 6 9 10111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 30113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 0 12σσσΦσ-= - σ Φσσ+= ∴-121 MPa 33.2832 .01170 21210=+⨯=+= ∴-σΦσσ 得)2 33.283,233.283(D ' ，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D ' 按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪ ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =② C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r =
机械设计习题(第八版)_有答案[1]
第一章机械设计概论 第二章机械设计总论 1－8 零件的工作安全系数为____2_______。 （1）零件的极限应力比许用应力（2）零件的极限应力比零件的工作应力（3）零件的工作应力比许用应力（4）零件的工作应力比零件的极限应力。 1－9 机械零件的强度条件可以写成______3_____。 （1）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ （2）σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ （3）σ≤[σ]，τ≤[τ]或Sσ≥[S]σ，Sτ≥[S]τ （4）σ≥[σ]，τ≥[τ]或Sσ≤[S]σ，Sτ≤[S]τ 式中σ、τ是危险截面处的最大应力；[σ]、[τ]是许用应力；Sσ、Sτ是危险截面处的实际安全系数；[S]σ、[S]τ分别为正应力和切应力时的许用安全系数。 1－10 一直径d=18mm的等截面直杆，杆长为800mm，受静拉力F=36kN，杆材料的屈服点σs=360MPa，取许用安全系数[S]σ=1.8，则该杆的强度___3________。 （1）不足（2）刚好满足要求（3）足够 1－11 一零件用45钢制成，工作时受静拉力，危险截面处的最大应力σ＝160MPa，材料的屈服极限为σs=360MPa，硬度200HBS，许用拉应力[σ]=225MP a，则该零件的许用安全系数[S]σ＝____3_______。 （1）1.13 （2）1.25 （3）1.60 （4）2 1－14 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的___2________。 （1）屈服点（2）疲劳极限（3）强度极限（4）弹性极限 1－23 设计机器的方法大体上有几种？它们各有什么特点？ 1－25 机器设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本设计要求？ 1－33 什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？ 1－43 提高零件强度的措施有哪些？ 第三章机械零件的疲劳强度设计 一、选择题