机械设计课后习题第5章作业
机械设计(吕宏_王慧主编)课后习题答案
第一章绪论习题答案思考题1）机器是由哪些基本部分构成？各部分作用是什么？2）什么是专用零件？什么是通用零件？试举例说明。
3）机械设计的研究对象是什么？学习时应注意哪些问题？4）机械零件的主要失效形式及设计准则是什么？5）设计机器应满足哪些基本要求？1）答：机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。
原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。
传动装置是按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。
执行机构也是工作部分，直接完成机器的功能。
2）答：所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。
如轴、轴承和齿轮等。
专用零件是某些机器使用的零件，例如：发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。
3）答：本课程是研究普通条件下，一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。
学习时应注意以下问题：1）理论联系实际。
2）抓住课程体系。
3）要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。
4）要理解系数引入的意义。
5）要努力培养解决工程实际问题的能力。
4）答：机械零件的主要失效形式有强度失效（因强度不足而断裂）、刚度失效（过大的变形）、磨损失效（摩擦表面的过度磨损），还有打滑和过热，联接松动，管道泄漏，精度达不到要求等等。
设计准则是1)强度准则2) 刚度准则3) 耐磨性准则4) 振动稳定性准则5) 热平衡准则6) 可靠性准则5）设计任何机器都必须满足如下要求1）使用要求2）经济性要求3）安全性要求4）其他要求（1）环保要求（2）外观要求（3）体积重量要求等第二章带传动习题1. 选择题1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带__3__.(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带__1__处(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮(4)退出从动轮3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动4)带传动打滑总是__1__.(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始5) V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。
机械设计第5-7章习题解答汇总
第5章 带传动与链传动5-1 带传动的弹性滑动是怎样产生的？能否防止？对传动有何影响？它与打滑有何不同？答：带传动的弹性滑动是由于带的弹性和拉力差而引起的带和带轮面间的局部的、微小的相对滑动，这是摩擦型带传动正常工作时的固有特性，是不可防止的。
弹性滑动导致传动效率降低、带磨损、传动比不准确。
打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，使传动失效。
打滑为非正常的工作状态，是必须防止也是可以防止的。
5-2带传动的中心距为什么要限制在一定的范围？答：带传动的中心距之所以要限制在一定的范围，是因为：1〕假设中心距过小，虽结构紧凑，但小带轮的包角太小，导致摩擦力和传动能力降低；2〕中心距过小，使带的长度过短，带的工作频率增加，降低带的疲劳强度和工作寿命；3〕中心距假设过大,不仅结构不紧凑，且皮带松边下垂，高速传动时易引起带的颤抖。
5-3．多根V 带传动时，假设发现一根已坏，应如何处置？答：多根V 带传动时，即使只发现一根已坏，也应该同时更换新的V 带，不可新旧混用。
5-4 已知一V 带传动，小带轮直径d 1d =160mm,大带轮直径d 2d =400mm ，小带轮转速n 1=960min r ,滑动率2=ε00，试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速损失。
解： 假设无弹性滑动，大带轮的理想转速n 2应为：1122n d 960160n 384(r /min)d 400⨯=== 所以，由弹性滑动引起的大带轮的转速损失为：2n =3840.02=7.68(r /min)ε⨯5-5 为什么链传动具有运动不平稳性？答：由于链传动的多边形效应，使其瞬时速度和瞬时传动比周期性变化，从而引起动载荷，所以链传动具有运动不平稳性。
5-6 为什么链条节数常取偶数，而链轮齿数取为奇数？答： 因为假设链节数为奇数，则需要采用过渡链节，当链条受拉时，过渡链节的弯链板承受附加的弯矩作用，强度降低，所以链节数常取为偶数。
正因为链节数常为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般取为奇数。
机械设计作业集第5章答案
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
5— 12 紧螺栓联接强度计算时将螺栓所受的轴向拉力乘以
则螺栓的应
D、 螺母和螺栓变形性质不同
5— 18 螺栓的材料性能等级为 6.8 级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为 A。
A、 480MPaB、 6 MP aC、 8 MP a D、 0.8 MP a
5— 19 采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支承面，是为了
A。
A、 避免螺栓受弯曲应力 B、 便于放置垫圈 C、 减小预紧力 D、 减小挤压应力 5— 20 设计螺栓组联接时，虽然每个螺栓的受力不一定相等，但该组螺栓仍采用相同的规格 （材料、直径和长度均相同） ，这主要是为了 C。
5— 41 在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么？
答：螺纹的余留长度越长， 则螺栓杆的刚度 Cb 越低 , 这对提高螺栓联接的疲劳强度有利。 因此， 承受变载荷和冲击载荷的螺栓联接，要求有较长的余留长度。
5— 42 联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置？试各举出两个机械防松
机械设计作业集
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
中南大学2021年《机械设计》第五章例题及答案
1、 图示螺栓联接中，采用两个M20的螺栓，其许用拉应力[]2160mm N =σ，联接件结合面间摩擦系数20.0=f ，防滑系数2.1=s K ，试计算该联接允许传递的静载荷?=F （M20的螺栓mm d 294.171=）。
2、气缸盖结构如图所示，气缸内径D 2=250mm ，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓联接，螺纹小径15.294mm ，[σ]=120MPa ，F 1=1.8F ，求气缸所能承受的最大压强P 。
3、图示为一有气密性要求的压力容器，内装有毒气体，气压p=0.6MPa ，容器直径mm D 600=，螺栓数量z=20，螺栓许用应力[]MPa 180=σ，预紧力N F 16000=，螺栓相对刚度系数()85.0=+=m b b C C C K ，试问：（1）应选用直径多大的螺栓？注意： 普通螺栓的公称直径D 2D 1小径/mm 10.106 13.835 17.294 26.211 …….（2）要求残余预紧力F F 7.11 ，问是否满足要求？4、图示支架用4个普通螺栓联接在立柱上，已知载荷P=12400N ，联接的尺寸参数如图所示，接合面摩擦系数f=0.2，螺栓材料的屈服极限σS =270N/mm 2,安全系数S=1.5，螺栓的相对刚度C b /(C b +C m )=0.3,防滑系数K s =1.2，试求所需螺栓小径d 1 。
F P D解题要点：1）载荷P产生倾覆力矩M, 在M的作用下，左边的两个螺栓所受轴向拉力较大，容易拉断失效，因此所需螺栓小径d1的计算应以左边的两个螺栓为对象；2）在横向载荷P的作用下，支架可能产生滑移，使联接失效。
为此，要保证在螺栓预紧力作用下，联接的接合面产生的摩擦力大于横向载荷与防滑系数的乘积；3）在倾覆力矩M的作用下，支架与立柱接合面的右边部分被进一步压紧，为避免接合面压溃失效，应校核接合面右部的压强。
本题未要求此项计算。
解：在力P的作用下：⑴螺栓组联接承受的倾覆力矩（顺时针方向）：M=P*150=12400*150=1860000Ncm⑵在倾覆力矩M的作用下，左边两螺栓受力较大,所受载荷F max :F max=M l max/∑l i2=1860000*(160/2)/4*(160/2)2=5812.5N⑶在横向载荷P的作用下，支架与立柱接合面可能产生滑移,根据不滑移的条件f F0 z≥K s P 可得：F0≥K s P /fz=1.2*12400/0.2*4=18600N⑷左边螺栓所受总拉力F2：F2= F0+[C b/(C b+C m)]*F=18600+0.3*5812.5=20343.75N⑸螺栓的许用应力：[σ]= σS/S=270/1.5=180MPa⑹螺栓危险截面的直径（螺栓小径d1）：d1≥[4*1.3 F2/3.14*[σ] ]1/2=[4*1.3*20343.75/3.14*180] 1/2=13.677mm题1-3的解题思路：1. ①求预紧力（最大）F0（式5-28）；（28896N）②求F（式5-9）(19264N)2. ①求总拉力（最大）F2（式5-33）；（16949.22N）②求工作拉力（最大）F（式5-29）；(6053.3N)③求压强（最大）p (1.48MPa)3. ⑴: ①求工作拉力F ；(8478N)②求总拉力F2（式5-32）；(8806N)③求d1（式5-34）；(9mm/M12)⑵: 求残余预紧力F1（式5-31）。
机械设计基础第5章 轮系习题解答2
5-1在如图所示的手摇提升装置中，已知各轮齿数为z 1＝20，z 2＝50，z 3＝15，z 4=30，z 6＝40。
试求传动比i 16并指出提升重物时手柄的转向。
题5-1图解：2001152040305053164216=⨯⨯⨯⨯==z z z z z z i 方向：从左往右看为顺时针方向。
5-3在图示某传动装置中，已知：z 1=60，z 2=48，z 2'=80，z 3＝120，z 3'=60，z 4=40，蜗杆z 4'＝2(右旋)，蜗轮z 5=80，齿轮z 5'＝65，模数m ＝5mm,主动轮1的转速为n 1＝240/min ，转向如图所示。
试求齿条6的移动速度v 6的大小和方向。
题5-3图题5-4图解：齿条的移动方向如图所示，其轮系传动比为：322608060804012048'4'3'2154325115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===z z z z z z z z n n i 则齿轮5’的转速为：min /5.7322401515r i n n ===又齿轮5’分度圆直径为：mm m z d 325565'5'5=⨯==所以齿条的移动速度为：s m n d v /128.0600005.73251000605'56=⨯⨯=⨯=ππ5-4如图所示为一电动卷扬机的传动简图。
已知蜗杆1为单头右旋蜗杆，蜗轮2的齿数z 2=42，其余各轮齿数为z 2'=18，z 3＝78，z 3'=18，z 4=55；卷筒5与齿轮4固联，其直径D 5＝400mm ，电动机转速。
n 1＝1500r/min ，试求:(1)转筒5的转速n 5的人小和重物的移动速度v 。
(2)提升重物时，电动机应该以什么方向旋转?解：1.其轮系传动比为：11.5569500518181557842'3'214324114==⨯⨯⨯⨯===z z z z z z n n i 则齿轮4的转速（即转筒5的转速）为：min /70.211.556150014145r i n n n ====所以重物的移动速度为：s m n D v /057.0600007.2400100060556=⨯⨯=⨯=ππ5-5在如图所示周转轮系中，已知各轮齿数为z 1=60，z 2=20，z 2'=20，z 3＝20，z 4=20，z 5=100，试求传动比i 41。
机械零件设计第5章 螺栓连接和螺旋传动 作业题与参考答案
第五章 螺纹连接和螺旋传动 作业题与参考答案一、选择题（每小题0.5分，共14分）1、用于传动的螺纹牙型可以是（ D ）。
A ．三角形、矩形、锯齿形；B ．矩形、三角形、梯形；C ．三角形、梯形、锯齿形；D ．矩形、梯形、锯齿形。
2、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能（ A ）。
A ．好；B ．差；C ．相同；D ．不一定。
3、用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹（ A ）。
A ．牙根强度高，自锁性能好；B ．传动效率高；C ．防振性能好；D ．自锁性能差。
4、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的（ B ）。
A ．螺距和牙型角；B ．升角和头数；C ．导程和牙形斜角；D ．螺距和升角。
5、对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用（ A ）。
A ．升角小，单线三角形螺纹；B ．升角大，双线三角形螺纹；C ．开角小，单线梯形螺纹；D ．升角大，双线矩形螺纹。
6、用于薄壁零件联接的螺纹，应采用（ A ）。
A ．三角形细牙螺纹；B ．梯形螺纹；C ．锯齿形螺纹；D ．多线的三角形粗牙螺纹。
7、当铰制孔用螺栓组联接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓（ D ）。
A ．必受剪切力作用；B ．必受拉力作用；C ．同时受到剪切与拉伸；D ．既可能受剪切，也可能受挤压作用。
8、受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力80000=F N ，工作载荷：0min =F ，4000max =F N ，螺栓和被联接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，剩余预紧力为（ C ）。
A ．2000 N ；B ．4000 N ；C ．6000 N ；D ．8000 N 。
9、在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（ C ）。
A ．提高强度；B ．提高刚度；C ．防松；D ．减小每圈螺纹牙上的受力。
10、若以矩形、梯形及锯齿形螺纹为传动螺纹，当螺旋副材料、螺纹升角、润滑条件均相同时，三者比较其转动效率关系为（ B ）。
机械设计基础_孙立鹏_习题第五章轮系
第五章轮系题5-1图示轮系中，已知1轮Array如图示。
各轮齿数为：Z1=20，转向n1Z=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，2Z=1（左旋蜗杆），Z8=40，Z9 =20 。
7若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v及10其移动方向（可在图中用箭头标出）。
解题分析：判定轮系类型：因在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的，但有轴线相互不平行的空间齿轮传动，故为空间定轴轮系。
确定传动比计算式：其传动比的大小仍可用式（6-1）计算，但转向只能用画解答：1．确定齿条10的速度v 10 大小∵ 320118152040186040753186428118=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===z z z z z z z z n n i∴min /125.3min /320100018189r r i n n n ====s /mm .s /mm .n mz n d v v 82960125320360609999910=⨯⨯⨯π=π=π==2．确定齿条10移动方向根据圆柱齿轮传动、锥齿轮传动及蜗杆传动的转向关系，可定出蜗轮转向n 8为逆时针方向，齿轮9与蜗轮8同轴，n 9 = n 8，齿条10线速度v 10与9轮线速度v 9方向一致，故齿条10的移动方向应朝上（↑）题5-2 图示轮系中，已知蜗杆1的齿数为Z 2= 50 ；蜗杆2′为单头右旋蜗杆， 蜗轮3的齿数为Z 3=40；其余各轮齿 数为；Z 3′=30，Z 4 = 20 ，Z 4′ = 26 ， Z 5 =18，Z 5′=28，Z 6=16，Z 7=18。
要求：(1) 分别确定蜗轮2、蜗轮3的 轮齿螺旋线方向及转向n 2、n 3 ；(2) 计算传动比i 17 ，并确定齿 轮7的转向n 7。
解题分析：判定轮系类型：因在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的 位置都是固定的，但有轴线相互不 平行的空间齿轮传动，故为空间定 轴轮系。
大连理工大学 机械设计基础 作业解答：第5章-轮系
齿轮1、2组成定轴轮系，齿轮3、4、 4’、5和行星架组成周转轮系
定轴轮系
i12
n1 n2
Z2 Z1
Z2 17
周转轮系
i3H5
n3H n5H
n3 nH n5 nH
Z5Z4 Z4'Z3
2419 114 20 23 115
nH
n2 , n3
0,所以 n2 n5 n2
114 115
n1 n3
Z3 Z1
85 17
5,所以n3
n1 5
周转轮系中，i4H7
n4H n7H
n4 nH n7 nH
Z7Z5 Z6Z4
63 24 4 2118
nH
n3, n7
nP
,
所以
n4 nP
n1 / 5 n1 / 5
4, nP
n1
n4 4
（1）当n1
10001r
/ min 、n4
5-2 Z1=15， Z2=25 ，Z2＇=15 ，Z3=30，Z3＇=15， Z4=30， Z4＇=2（右旋），Z5=60，Z5＇=20（m=4mm）， 若
n1=500（r/min），求齿条6的线速度。
传动4 .Z 3 .Z 2 Z 4' .Z 3' .Z 2' .Z1
的传动比 iSM 和分针与时针的传动比 iMH 。
秒针S到分针M的传动路线为齿轮 6—5—4—3，所以
i SM
Z3.Z5 Z 4 .Z 6
64 60 88
60
分针M到时针H的传动路线为 齿轮9—10—11—12，所以
iMH
Z12 .Z10 Z11.Z9
24 24 68
12
5-4 Z1 = Z2 =17， Z3 =51。当手柄转过90°时，转盘 H 转过 多少角度？
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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 dt 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=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 sin α+2ρ)=M 1F 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：233sin(90)sin(90)R F F βϕϕ=-+-o o（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。
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=5 kW、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P A`=P A/(ηAη12η2)=7.22kWP B`=P B/(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/sinα于是此机构反行程的效率为() `23023sin2cos sinRRFFαϕηϕϕ-==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F R23（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，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：2F R sin(α/2-φ)-Q=0F R=Q/[2FRsin(α/2-φ)]η`=F R0/F R=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中，从而带动外圈3也沿顺时针方向转动。
设已知摩擦系数f=0.08，R=50 mm，h=40 mm。
为保证机构能正常工作，试确定滚柱直径d的合适范围。
提示：在解此题时，要用到上题的结论。
(答：9.424 mm<d<10 mlrl。
)解：解如图所示，过滚柱2与外圈3的接触线的公切面．将形成夹角α的楔形面。
由题的结论知。
凡具有楔形面或楔形块的机构其楔紧不松脱条件为: α≤2g，。
此时α=arcos[(h+d/2)/(R一+d/2)]φ==arctanf=arctan0.08=4º34`26``由此可得d≥2(Rcos2φ一h)/(1+cos2φ)=9.42 mm为了保证机构能正常工作，滚柱的最大直径不得超过R-h，即d≤R-h=10 mm，故滚柱直径的取值范围为9.42～10mm。
5-10对于图4—3所示斜面机构以及图4—5所示的螺旋机构，当其反行程自锁时，其正行程的效率一定为η≤1／2，试问这是不是一个普遍规律?试分析图示斜面机构当其处于临界自锁时的情况，由此可得出什么重要的结论(设f=0.2)?解：（1）不是普遍规律。
（2）图(c)反行程的自锁条件：在反行程根据滑块的力平衡条件，作力的多边形图，由此得：G=Fcos(β-α+φ)/sin(α-φ)G0=Fcos(β-α)/sinαη’=G0/G=cos(β-α)sin(α-φ)/[sinαcos(β-α+φ)]令η’≤0，得α≤φ=arctanf=11.3º时滑块自锁。
α=φ=11.31º时，滑块临界自锁。
正行程的效率：因滑块的正行程的效率与反行程的运动方向相反，摩擦力要反向，固由式①中φ反号，即可得正行程时驱动力F与生产阻力G的关系为F=Gsin(α+φ)/cos(β-α-φ)F0=Gsinα/cos(β-α)则正行程的效率η=F0／F=sinαcos(β-α-φ)／[cos(β-α)sin(α+φ)] ②滑块反行程临界自锁时．其正行程的效率sin11.31cos(4511.3111.31)0.5667sin(11.3111.31)cos(4511.31)η⋅--==+⋅-o o o o o o o o结沦：由式②可知，β加大η提高．所以自锁机构的效率η≤1／2未必成立，它随驱动力的方向在变化，合理地安排工作行程驱动力的方向，可提高机械效率。
5-11在图5—9所示的偏心夹具中，设已知夹具中心高H=100 mm ，偏心盘外径D=120 mm ，偏心距e=15mm ，轴颈摩擦圆半径ρ=5mm ，摩擦系数f=0.15。
求所能夹持的工件的最大、最小厚度h max 和h min 。
(答：h min =25 mm ，h max =36．49 mm 。
)解：要偏心夹具发行程自锁。
总反力F R23应穿过摩擦圆，即应满足条件s —s 1≤ρ (1)由直角三角形△ABC 及△O AE 有: s l =AC=(Dsin Φ)/2 (2)s=OE=esin(δ-Φ) (3)由式（2）（3）得： 0≤esin(δ-Φ)(Dsin Φ)/2≤ρ (4)Φ=arctanf=8.53º将(4)式代入(1)式得：0≤sin(δ-Φ) ≤0.9267 (5)δ≤76.4564ºcos δ=(H-h-D/2)/e=(40-h)/15 (6)将(5)式代入(6)式得：25mm≤h≤36.49mm即：h min =25mm, h max =36.49mm5-12图示为一提升装置，6为被提升的重物，设各接触面间的摩擦系数为f(不计铰链中的摩擦)，为了能可靠提起重物，试确定连杆2(3、4)杆长的取值范围。
解：在使用该装置时，先将构件1，5并拢插入被提升重物的孔中，然后再按下5并稍加压紧，只要构件5不自动松脱，便能可靠地提起该重物。
取整个装置作为研究对象分析受力，如下图所示，根据平衡条件N1= N2=N, F fl=F f2=F f，P=2F f, 要构件5不自松脱，则: ∑M A=0有:22fN l b F b fNb -≤⋅=21b l f b≤≤+5-13图示为直流伺服电机的特性曲线，图中M为输出转矩，P1为输入功率，P2为输出功率，I a为电枢电流，n为转速，η为效率。
由于印刷错误，误将η也印为n了，试判断哪一条曲线才是真正的效率曲线，并说明理由。
解：输出功率P2=0时, η=0下面一条曲线作为η符合，且输入功率P1≠0时．电枢电流I a≠0，转速n≠0，上面一条曲线作为n符合。